《生产系统建模与仿真作者周泓2离散事件系统仿真基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生产系统建模与仿真作者周泓2离散事件系统仿真基础（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 离散事件系统仿真根底离散事件系统仿真根底 在线教务辅导网：在线教务辅导网： :/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：2 23本章主要内容本章主要内容2.1 根本概念根本概念 2.2 蒙特卡罗方法蒙特卡罗方法 2.2.1 蒙特卡罗方法的根本思想蒙特卡罗方法的根本思想 2.2.2 蒙特卡罗方法的应用蒙特卡罗方法的应用2.3 离散事件系统仿真的根本原理离散事件系统仿真的根本原理 2.3.1 随机离散事件随机离散事件 2.3.2 仿真时钟的推进方式仿真时钟的推进方式 2.3.3 未
2、来事件表未来事件表 2.3.4 仿真运行的终止仿真运行的终止2.4 离散事件系统仿真的一般步骤离散事件系统仿真的一般步骤2.1 根本概念根本概念离散事件系统离散事件系统系统的状态仅在离散的时间点上发生变化，并且这种状态变化一般是由事件引起的。事件的发生可以看作是在一个时间点上瞬间完成而没有持续性，并且这些离散时间点是不确定的。这类系统的仿真，即是离散事件系统仿真离散事件系统仿真。5离散事件系统仿真常用根本概念离散事件系统仿真常用根本概念 实体实体属性属性状态状态事件事件活动活动进程进程仿真时钟仿真时钟统计累加器统计累加器图2-1 简单加工系统图2-2 事件、活动和进程的关系62.2.1 蒙特卡
3、罗方法的根本思想蒙特卡罗方法的根本思想 蒙蒙特特卡卡罗罗Monte Carlo方方法法，也也称称为为随随机机抽抽样样方方法法或或统统计计测测试试方方法法，是是一一种种与与一一般般数数值值计计算算方方法法有有本质区别的计算方法，属于实验数学的一个分支。本质区别的计算方法，属于实验数学的一个分支。 根根本本思思想想：当当实实验验次次数数充充分分多多时时，某某一一事事件件出出现现的的频频率率近近似似等等于于该该事事件件发发生生的的概概率率。即即：当当N充充分分大大时时，有有 2-1 式中，式中，p为某一事件发生的概率；为某一事件发生的概率； N为实验次数；为实验次数； n在在N次实验中该事件出现的次
4、数。次实验中该事件出现的次数。2.2 蒙特卡罗方法蒙特卡罗方法图2-3 运用蒙特卡罗方法的随机采样来求解圆面积图2-4 进行屡次采样的蒙特卡罗方法计算单位圆面积的值82.2.2 蒙特卡罗方法的应用蒙特卡罗方法的应用应用蒙特卡罗方法进行仿真分析的原理应用蒙特卡罗方法进行仿真分析的原理利利用用各各种种不不同同分分布布随随机机变变量量的的抽抽样样序序列列来来仿仿真真实实际际系系统的概率模型，给出问题数值解的渐近统计估计值。统的概率模型，给出问题数值解的渐近统计估计值。要点如下要点如下对对问问题题建建立立一一个个简简单单且且便便于于实实现现的的概概率率统统计计模模型型，使使要求的解恰好是所建模型的概率
5、分布或数学期望；要求的解恰好是所建模型的概率分布或数学期望；根根据据概概率率统统计计模模型型的的特特点点和和实实际际计计算算的的需需要要，对对模模型型进进行行改改进进，以以便便减减小小仿仿真真结结果果的的方方差差，降降低低本本钱钱、提高效率；提高效率；建建立立随随机机变变量量的的抽抽样样方方法法，其其中中包包括括产产生生伪伪随随机机数数及及各种分布随机变量抽样序列的方法；各种分布随机变量抽样序列的方法；给出问题解的统计估计值及其方差或标准差。给出问题解的统计估计值及其方差或标准差。9蒙特卡罗方法应用或实施过程的三个主要步骤构造或描述概率过程 以概率分布进行抽样建立各种估计量102.3.1 随机
6、离散事件随机离散事件只只在在可可数数的的离离散散时时间间点点上上发发生生，并并具具有有离离散散性性和和随随机机性性特征的事件称为随机离散事件。特征的事件称为随机离散事件。随机发生的离散事件是导致系统状态发生变化的原因。随机发生的离散事件是导致系统状态发生变化的原因。离离散散事事件件系系统统仿仿真真，就就是是通通过过对对这这些些随随机机离离散散事事件件按按发发生生时时刻刻的的先先后后进进行行排排序序，并并根根据据不不同同事事件件发发生生时时对对系系统状态变化的影响来模拟实际系统运行特性的。统状态变化的影响来模拟实际系统运行特性的。随随机机离离散散事事件件是是离离散散事事件件系系统统仿仿真真中中最
7、最根根本本的的要要素素之之一一，在离散事件系统仿真中有着特别重要的地位和作用。在离散事件系统仿真中有着特别重要的地位和作用。2.3 离散事件系统仿真的根本原理离散事件系统仿真的根本原理图2-5 并行加工中心系统表2-1 并行加工中心系统的离散事件和系统状态132.3.2 仿真时钟的推进方式仿真时钟的推进方式仿仿真真时时钟钟表表示示了了仿仿真真运运行行的的系系统统时时间间，是是离离散散事事件件系系统仿真中的根本组成局部之一。统仿真中的根本组成局部之一。离散事件系统仿真中两种根本的仿真时钟推进方式离散事件系统仿真中两种根本的仿真时钟推进方式1面向事件的仿真时钟推进方式面向事件的仿真时钟推进方式2面
8、向时间间隔的仿真时钟推进方式面向时间间隔的仿真时钟推进方式图2-6 并行加工中心系统的离散事件和仿真时钟推进方式152.3.3 未来事件表未来事件表为为了了在在仿仿真真执执行行过过程程中中跟跟踪踪未未来来仿仿真真时时间间假假定定发发生生的的各各种种事事件件，我我们们常常常常需需要要把把发发生生时时间间大大于于仿仿真真时时钟钟当当前前时时刻刻TNOW的的所所有有事事件件放放在在一一个个时时序序列列表表中中。这这种种由由发发生生时时间间大大于于当当前前时时刻刻TNOW的的随随机机离离散散事事件件所所构构成成的的时时序序列列表表，即即被被称称为为未未来来事事件件表表Future Event Cale
9、ndar。在在未未来来事事件件表表中中，各各个个事事件件按按它它们们所所发发生生的的时时间间顺顺序序由先向后排列，最早发生的事件排在最前面。由先向后排列，最早发生的事件排在最前面。未来事件表是离散事件系统仿真的根本组成局部之一。未来事件表是离散事件系统仿真的根本组成局部之一。16在仿真执行的过程中，当t = TNOW时，系统中应包括以下内容：被仿真系统在t时所处的状态；系统在t时正在执行的活动；由t时刻发生事件所产生的新的未来事件以及由它们构成的未来事件表；系统统计数据的当前值和累计计数等。图2-7 典型的M/M/1排队系统表2-2 未来事件产生的逻辑关系表2-3 时刻t时的未来事件表表2-4
10、 时刻t1时的未来事件表图2-8 未来事件表的驱动机制表2-5 零件到达、到达间隔和加工时间单位/min表2-6简单加工系统仿真运行过程 min图2-9 简单加工系统仿真中队长变量随时间变化曲线图2-10 简单加工系统仿真中设备状态随时间变化曲线262.3.4 仿真运行的终止仿真运行的终止终止仿真运行的主要方法终止仿真运行的主要方法1规定仿真运行时间长度规定仿真运行时间长度2规定某个未来事件规定某个未来事件E离散事件系统仿真的一般步骤1说明问题与目标设定2仿真建模3数据采集4仿真模型的验证5仿真程序的编制与校核6仿真模型的运行7仿真输出结果的统计分析272.4 离散事件系统仿真的一般步骤离散事件系统仿真的一般步骤图2-11 离散事件系统仿真的一般步骤
