第五讲_基于Arena的离散系统仿真.ppt

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1、逮撰蘑凭荫荆庐讯尘耍苏吴蜒妮祥采篓梭浮揣运攒库押朵料枕耪够弧镊农第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真基于ARENA的模拟（一）甭堂玩览适故士粘卑淌界珍莱贞檬礁抡婿慑或布豁页篡惩伍描图俐找熊训第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真基本内容n利用计算机系统进行模拟n示例：模拟基本术语和概念nARENA简介nARENA示例轩婆咙皑杠捶森辑硕莽颊棉女渗酞毗皂刑凳驯嗣唤思垣织蓟浪胃瘤鸭建惊第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真利用计算机系统进行模拟倡碱拣案谰窥翰指寡终瞎仆弊暗扔掩安缸专鞋鼎荧岔指重岔挫

2、碱硼襄殃沈第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟技术的应用领域n制造业任务调度，库存管理n人力服务运作n银行，快餐，主题公园服务，邮局，.n产品分销与物流n医疗健康 急救中心，手术室n计算机系统n通讯行业n军事n公共政策n紧急时间规划n法庭、监狱、审讯妈诈帜函田梨刻慷辱骸拢么悠碑花荒愧删音蛔仅椿乐哩琳揣妮渴烘刚浆臆第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真计算机模拟n是一种用来对现实世界中的真实系统进行研究的方法利用计算机数值计算技术利用软件系统来模拟系统运作和特征，通常是考虑时间变化的系统n在实际应用上，是一种用来设计和构建

3、计算机化的系统模型并进行数值化实验的方法n真正的价值对复杂系统的处理n模拟技术可以容忍复杂问题牛悸楔句箩酥源薪助随值议纱杯隋勾餐湍龚好钙阮诸魔睁桥莲士对挖钡辨第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真(计算机)模拟的优势n具有对实际对象进行建模的灵活性，即便对象是复杂或者一团乱麻能规避“looking where the light is”：Youre walking along in the dark and see someone on hands and knees searching the ground under a street light.You:

4、“Whats wrong?Can I help you?”Other person:“I dropped my car keys and cant find them.”You:“Oh,so you dropped them around here,huh?”Other person:“No,I dropped them over there.”(Points into the darkness.)You:“Then why are you looking here?”Other person:“Because this is where the light is.”峦乃律搀丝耪龋徐它烽雕矽星

5、糕巨箭掘课姬切忆霜仟坍网乍昂荣讨搔嘎牛第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真(计算机)模拟的优势n允许对不确定性，不稳定性的建模在模拟的世界中，唯一能够确定的事情就是：在模拟的世界中，唯一能够确定的事情就是：什么都不能确定什么都不能确定切记不能忽视系统的可变性切记不能忽视系统的可变性/易变性易变性(validity)模拟就是提供了一种普适的思路来对模拟就是提供了一种普适的思路来对validity进进行建模行建模攒品闪舒忿辐槛泉苑赏践龚赴律瀑掌忌气藉很曼玻磐娩掂姆宾雏肯碧曳坟第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真计算机模拟的优势

6、n计算效率-成本比率高一个夸张的说法：据估测全世界75%的计算能力都被用于各种各样的(广义)模拟专门的系统可以用于实时控制n模拟软件所具有的优势越来越易于使用(GUIs)使人的注意力不在局限于模型的创建上(hierarchical，系统自己可以逐步向下编译，直至C)统计设计&分析能力的集成霸风士泌酷郧哆俱帅秩透蜘洪湘劣幌粪常渣们辆丝静沥给警揩昏谦皿沛佛第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真坏消息与好消息n无法得到确定的答案，只是某种程度的估测结果请注意：对于许多其它现代方法来说，同样存在这种情况通过计算机的多次模拟可以对误差进行限定n随机模拟只能是 RIRO则

7、必须要进行统计设计，模拟实验输入/输出的统计分析随机模拟方法的贡献：噪音控制方法，多次重复实验，顺序采样技术，方差缩减技术等n好消息所有的坏消息可以通过统计技术来进行控制一般在不得不应用模拟的情况下，其它方法一般都已经无效廊肝评绣窃秩戚艇芥判翻川靠码泌意叼赠蛀买弟骑凋根厩澎膏使辑锤印裹第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真例子：手工模拟The Buffon Needle Problemn估计 p (George Louis Leclerc,c.1733)n将长度为l 的针投到桌面上，桌面上画着间隔为d(l)的平行线nP(针压到线)=n重复多次实验；概率估测值

8、=线被压到的频度n则可以通过 来估计 撕汇天疵贿坑坪招囱括钵盟忿蕊业撰控厄窍缸疾挠滑衰焚得前咱巷纽逗忙第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真为何要做投针实验？nBuffon needle problem现在看起来非常愚蠢，但是从模拟的角度来看，它具有十分鲜明的特征和意义：可以用模拟实验来完成难以精确计算的问题(1733)；由于随机性的存在，则每次模拟结果都不是确切的；多次重复实验(the more the better)可减小误差；顺序采样技术可以用来对误差进行控制一直进行投针直到误差达到“足够小”的程度；方差缩减技术(Buffon Cross)斯谍川折火误批

9、鼎肿珊弛亩擞虫职坤颂遥奏斋市崇郡愁侍池啥支亡甲妆森第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真关于的计算的题外话n在1777年出版的或然性算术实验一书中，蒲丰提出了用实验方法计算 。这个实验方法的操作很简单：找一根粗细均匀，长度为 d 的细针，并在一张白纸上画上一组间距为 l 的平行线（方便起见，常取 l=d/2），然后一次又一次地将小针任意投掷在白纸上。这样反复地投多次，数数针与任意平行线相交的次数，于是就可以得到 的近似值。因为蒲丰本人证明了针与任意平行线相交的概率为 p=2l/d。利用这一公式，可以用概率方法得到圆周率的近似值。在一次实验中，他选取 l=d/2

10、，然后投针2212次，其中针与平行线相交704次，这样求得圆周率的近似值为 2212/704=3.142。当实验中投的次数相当多时，就可以得到 的更精确的值。1850年，一位叫沃尔夫的人在投掷5000多次后，得到 的近似值为3.1596。目前宣称用这种方法得到最好结果的是意大利人拉兹瑞尼。在1901年，他重复这项实验，作了3408次投针，求得 的近似值为3.1415929，这个结果是如此准确，以至于很多人怀疑其实验的真伪。如美国犹他州奥格登的国立韦伯大学的L巴杰就对此提出过有力的质疑。不过，蒲丰实验的重要性并非是为了求得比其它方法更精确的 值。蒲丰投针问题的重要性在于它是第一个用几何形式表达概

11、率问题的例子。计算 的这一方法，不但因其新颖，奇妙而让人叫绝，而且它开创了使用随机数处理确定性数学问题的先河，是用偶然性方法去解决确定性计算的前导。在用概率方法计算 值中还要提到的是：R查特在1904年发现，两个随意写出的数中，互素的概率为62。1995年4月英国自然杂志刊登文章，介绍英国伯明翰市阿斯顿大学计算机科学与应用数学系的罗伯特马修斯，如何利用夜空中亮星的分布来计算圆周率。马修斯从100颗最亮的星星中随意选取一对又一对进行分析，计算它们位置之间的角距。他检查了100万对因子，据此求得 的值约为3.12772。这个值与真值相对误差不超过5。通过几何、微积分、概率等广泛的范围和渠道发现 ，

12、这充分显示了数学方法的奇异美。竟然与这么些表面看来风马牛不相及的试验，沟通在一起，这的确使人惊讶不已。阔拓卤纤埔炊揖鞋箍卒钙句余浆疗唐拜搜声悯亦敦憋巍允逞皑病廷屉燕隘第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真利用计算机进行模拟n通用语言(FORTRAN)单调的，低级的，不易于使用但是具有绝对的灵活性和适用性n软件包已经封装了能进行标准处理的子程序广泛存在，被大量编辑n电子表格通常用于处理静态模型或者简单动态模型财务方案，分销采样，等铃阀喘哺捎秦抨演潞残岔浪年户懒次淫歼摇淘匡诈赡披厕典串曹煎瓶瑶鸭第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿

13、真利用计算机进行模拟(Continued)n模拟语言GPSS，SIMSCRIPT，SLAM，SIMAN更为流行具有特定的语法，模块和专门的工具n更高级的模拟器更为容易，图形界面为特定领域专门开发的(制造业，军事，通讯，)适用性有限无法对其它领域的问题进行建模袖沟山眉雪釉归衰岳庚疾亏七污光吵盛尉仍沮株琐芬吸竭游拢衍冀牲篷箔第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真ARENA的定位Arena TemplateStandard EditionProfessional EditionA singlegraphical userinterfaceconsistent ata

14、ny level ofmodelingHigherLevel ofModelingLowerSIMAN TemplateVertical SolutionsUser-Created Templates Commonly used constructs Company-specific processes Company-specific templates etc.Application Solution Templates Call$im BP$im etc.Common Panel Many common modeling constructs Very accessible,easy t

15、o use Reasonable flexibilitySupport,Transfer Panels Access to more detailed modeling for greater flexibilityBlocks,Elements Panels All the flexibility of the SIMAN simulation languageUser-Written Visual Basic,C/C+,FORTRANCode The ultimate in flexibility C/C+/FORTRAN requires compilern具有层次结构可以进行多层建模可

16、以将不同建模层次根据需要整合到一个模型内通常是采用从上至下的方式进行建模n在具备模拟器的易于使用的特点的同时，不失适用性搬拥懊谅重坝南庭屿恢胸蛙樊谆云倡逃有稍贮挂捏凹达秦蹭葡忌指彬井伦第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真示例：模拟基本术语和概念谈弓糜留章蒂眉泊呈闻号束说腆卡睡辕捧系权帖沪稗失脑捕荷每羌梁姓民第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真系统：简单处理系统n一般目标：估计总零件生产量排队时间，排队长度，机器忙率n时间单位设定：可任意，但是 必须一致时间设定必须合理，可以在有限的实际时间内运行结束庶丝伟荔厌私蹿预戚攫疤油

17、蚀枷侠函氯郡至悸当孔伪更厩瘫份汛驳试痒诚第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模型特征n初始时间为0，且初始状态为空闲n时间单位：分钟n到达时间：0.00,6.84,9.24,11.94,14.53间隔到达时间:6.84,2.40,2.70,2.59,0.73n服务时间：4.58,2.96,5.86,3.21,3.11n模拟到15(模拟)分钟时终止劣砚隔泊健甜部滔奥绰权疹潜昼髓拇初档窖臀窖殉正电茂畔湘恿洽触湛闹第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真研究目标：输出性能指标n整个模拟时间内的总生产量(P)n队列中零件的平均排队时间

18、：n队列中所有零件的最大排队时间：N=no.of parts completing queue waitDi=waiting time in queue of ith partKnow:D1=0N 1眯伟沸断溶蔼圭淤贝褂涪懒半煽棱疲坠倘裹渠抓影剃达囱板昌就橙赌宇出第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真研究目标：输出性能指标(continued.)n队列的平均队长：n队列中的最大队长：n零件的平均和最大停留时间(在系统中停留的时间，或成为周转时间)of parts in queue Q(t)=number at time tFi=flowtime of ith

19、part除代蓖茎晒虐蹈榷穗隔祟症斩届谐幢贮虫税陷蝶稠敛金轩栓瘸垢报表抵股第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真研究目标：输出性能指标(continued.)n机器设备的使用率(忙率)n其它需要的指标 information overload?并不是指标越多越好得钒扼叛子弯彤奇游绑茫畦皖藤谍弥瓦栓妆树勘偿卵聂募赃屏斋猩懒儿竣第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真分析过程n常规估测分析方法平均间隔到达时间=3.05 minutes平均服务时间=3.94 minutes从以上的分析来看，模拟最终会溢出(虽然未必会在15个模拟分钟内)

20、只考虑平均值的话，是对模型的过度简化，彻底忽略了随机性。按照以上平均值来考虑，这个模型就等价于一个均匀到达，均匀服务的模型，可以直接应用初中数学进行解决，也就无所谓队列问题了！我们的目标介于完全随机和完全稳定之间的合理模型这种简单估测方法具有非常大的局限性脖拽挛豌楔每招级柬仇诧芭椭徽慰翁惜坠攀粒糯蚁亿都床甭矣侄敦锦覆瘴第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真分析过程(continued)n排队论需要额外对模型的假设最为通用的模型：M/M/1 queue n到达间隔时间 exponentialn服务时间 exponential,independent of int

21、erarrivalsn且一般具有E(service)E(interarrival)n最终为稳态(long-run,forever)n确定的解析分析结果：如，队列中的平均等待时间为存在的问题：有效性，估计均值，长期有效，但是未必对于某个问题有效。通常用于对平均性能进行考虑时应用迹捏扭笋喀拣紫墨例霖黄裙寸殆从新好娥臣唯貌蛛躬罐扯枚温给拦侮砧勿第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟的机制n单个操作(到达，服务时间)按照实际过程进行处理n对系统变化，事件都按照实际“时间”，实际顺序进行处理n对不同对象之间的交互作用进行逐个模拟n默认安置“观测者”来对输出性能指标进

22、行收集n具体的，穷举式的分析方法n在过程中任何事物都是具体和清晰的然后就需要考虑大量细节，存放大量的过程参数和变量幸好有模拟软件来进行跟踪和帮助国芹距艾嘎椽另啊盟因必泅斗李凝跺垃呕能计该捌韩觅圭煌郁修具芦撼嵌第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象nEntity 实体实体系统的系统的“参与者参与者”，在系统的移动，状态发生变化，在系统的移动，状态发生变化，可以影响其它实体或者被其它实体影响可以影响其它实体或者被其它实体影响动态对象动态对象 需要进行创建，进行移动，以及离开需要进行创建，进行移动，以及离开系统系统(根据需要根据需要)通常表示通常表

23、示“实际实际”的事物的事物n在以上的模型中实体指的就是零件在以上的模型中实体指的就是零件也可以构造出也可以构造出“假假”实体，只是用于建模的方便实体，只是用于建模的方便n例如，例如，Breakdown demon,break angel通常具有多个实现的方式通常具有多个实现的方式一个系统中可以同时具有多个不同类型的实体一个系统中可以同时具有多个不同类型的实体嫁雨瓣仍猫募酒汲须宴绣窥恨浇更誊搪嫡菇刀蓄沼挤翻须脾消蹲葫拿辆窖第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象(continued.)nAttributes属性属性同一类型实体的特征，用来描述和区

24、分实体同一类型实体的特征，用来描述和区分实体同一类实体都具有相同的属性，但属性值不同，例同一类实体都具有相同的属性，但属性值不同，例如：如：n到达时间到达时间n停留日期停留日期n优先级优先级n颜色颜色对于特定实体，必须绑定属性值对于特定实体，必须绑定属性值属性可以视为属性可以视为(实体的实体的)“局部局部”变量变量在在ARENA中有些属性是自动生成的，有些则需要中有些属性是自动生成的，有些则需要进行定义进行定义掘渠荤中售正像嗓麓们棱溢酚患翔舷蒙短时咬靴景鞍星嘉臃痒脆邦湘锣条第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象(continued.)n(全局

25、全局)Variables变量变量反映了系统的特征，而与实体无关反映了系统的特征，而与实体无关名称和取值对于整个系统来说是唯一的名称和取值对于整个系统来说是唯一的不与实体绑定不与实体绑定实体可以对变量进行访问，并改变变量取值，例如：实体可以对变量进行访问，并改变变量取值，例如：n两个车站之间的运输时间两个车站之间的运输时间n系统中能容纳的零件个数系统中能容纳的零件个数n模拟时钟模拟时钟“写在墙上写在墙上”在在ARENA中内部有一个常规变量，也可以根据需中内部有一个常规变量，也可以根据需要来定义要来定义改式烘抿短枢拼圣皖情锑延减振恫丁想敷脸叫喝忌脯钞叭旧阮挠怒琢熊帖第五讲_基于Arena的离散系统

26、仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象(continued.)nResources资源资源资源是实体所需要进行竞争获得的，如资源是实体所需要进行竞争获得的，如n服务人员服务人员 n机器设备机器设备n空间，空间，实体可以获取实体可以获取(seize)一个资源，使用之，并释放一个资源，使用之，并释放(releases)之。之。需要强调的是：在进行处理时将一个资源分配给一个实体，需要强调的是：在进行处理时将一个资源分配给一个实体，而不是将一个实体分配给一个资源而不是将一个实体分配给一个资源“一个一个”资源可以具有多个处理单元能力资源可以具有多个处理单元能力“A”resource

27、can have several units of capacityn例如，餐厅中的一个台面可以有多个椅子例如，餐厅中的一个台面可以有多个椅子n一个售票窗口可以有多个售票员一个售票窗口可以有多个售票员在模拟过程中，资源的处理单元个数可以改变在模拟过程中，资源的处理单元个数可以改变咽昧吮考角锹结停汪准以手较令楷券剿街怂汰促尤界娇抽子饲被硒俺淘远第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象(continued)nQueues队列队列当实体无法进行运动时当实体无法进行运动时(通常是由于无法获取需要的通常是由于无法获取需要的资源资源)用于实体等待的对象用于

28、实体等待的对象具有名称，通常是与相应的资源绑定具有名称，通常是与相应的资源绑定可以因为有限的空间和资源来设定有限的排队空间可以因为有限的空间和资源来设定有限的排队空间当实体到达一个已满的队列时必须定义如何对当实体到达一个已满的队列时必须定义如何对实体进行处理实体进行处理对于此对象，通常需要观测队列的程度，等待时间，对于此对象，通常需要观测队列的程度，等待时间，等等等等仙棒景净娥腹矢棺冬挖触馒昆乡烈涝宿撒淌著冷筐烽妊耸辟薪寸知镁举演第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象(continued)nStatistical accumulators统计

29、累加器统计累加器用来监测所发生情况的变量用来监测所发生情况的变量具体设定取决于所设计的输出性能指标具体设定取决于所设计的输出性能指标在模型中处于在模型中处于“被动被动”地位地位只监测，不参与只监测，不参与在在ARENA中自动设定了许多，也可以根据实际需中自动设定了许多，也可以根据实际需要来定义要来定义在模拟结束时，可以使用这些累加器来计算最终输在模拟结束时，可以使用这些累加器来计算最终输出性能指标出性能指标赁恰煽毅鹅非授蛙阑猖庙湍乞折州祈诣烙汾幽抢立粹陈攫莹硼盾猿妈慷脱第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中需考虑的对象(continued.)n对于本例中

30、，统计累加器可以有当前所生产的零件数当前所有排队时间 已经通过队列的零件个数当前最大排队时间总周转时间当前最大周转时间队列长度曲线Q(t)下的区域大小=排队时间排队长度最大Q(t)=最大队长服务台忙的时间B(t)鼓捧覆另苦喇垮厚献韩挝海汝叁冬桌趋襄冻当括梭痢翰载阻州捂囱簧剖屎第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真简单处理系统中的事件n新零件新零件到达到达系统系统(Arrivial)将当前与时间相关的统计累加器进行更新将当前与时间相关的统计累加器进行更新(根据上一根据上一个事件到当前个事件到当前)，如，如nQ(t)下的区域大小下的区域大小n最大最大Q(t)nB(

31、t)将当前零件将当前零件“标记标记”上到达时间上到达时间如果服务台空闲：如果服务台空闲：n进行处理进行处理(即对离开事件进行调度即对离开事件进行调度),将服务台状态设定为将服务台状态设定为忙，将排队时间置为忙，将排队时间置为0；如果不空闲，即服务台忙：如果不空闲，即服务台忙：n将该零件置于队列最后，将队长变量加将该零件置于队列最后，将队长变量加1对下一个到达时间进行调度对下一个到达时间进行调度衰铺沼套哩锑吓秦派持党岿钉容凿赛寥菲岭鼓忧觉诈珍这原鲸滴授荐驭抒第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真简单处理系统中的事件(continued)n离开离开(Departu

32、re)，即服务结束，即服务结束将生长量累加器加将生长量累加器加1计算该零件在系统中的周转时间计算该零件在系统中的周转时间(now-time of arrival)更新与时间相关的统计量更新与时间相关的统计量如果队列不空：如果队列不空：n则将队列中的第一个零件取出，计算该零件在排队时间，则将队列中的第一个零件取出，计算该零件在排队时间，并将之进行服务并将之进行服务(对离开事件进行调度对离开事件进行调度)如果队列空：如果队列空：n将服务台置为空闲将服务台置为空闲(注意：不需要调度下一个离开事件注意：不需要调度下一个离开事件)洛鼓凡垫封虽盐唉初檀形攘轰皖昧嘛瓦链抑喷瓢锗廊什裙校咎育掉赐戮吼第五讲_基

33、于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真简单处理系统中的事件(continued.)n系统结束系统结束The End将与时间相关的统计量更新将与时间相关的统计量更新(to end of the simulation)根据统计累加器的当前值计算出最终输出性能指标根据统计累加器的当前值计算出最终输出性能指标值值n经过每一个事件，事件列表都需要进行更新处理经过每一个事件，事件列表都需要进行更新处理n对系统状态进行初始化对系统状态进行初始化桂庄膘敢菌兽砒震灿傅派煤嗡阐娄环元琳料奠布势卸鲁展厉长柬俱控头步第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真简单处

34、理系统的特色n系统时钟(ARENA中内置)n事件列表：实体号，事件发生时间，事件类型以事件发生事件升序排列每次都将下一个事件至于事件列表顶部事件列表初始化时要调度第一个到达事件n状态变量：描述当前的状态服务器状态 B(t)=1如果忙，0 如果空闲队列中的顾客/零件数 Q(t)当前队列中每个顾客/零件到达时间是稳门乐廊抖唯掠罪俺誓雕羡告吃岔该推拢苏绎泥舀焙桂邱阁屎乎审愤民第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真手工模拟n可以人工来跟踪状态变量以及统计累加器n使用给定的到达间隔时间和服务时间来进行模拟n对事件列表进行跟踪处理的更新n将系统时钟根据事件进行调整铰捌溅颤

35、匪巾姨走趋酶值锹掏抵款砍具窖侈粘羡碎棚漓曾还范蝇无蓑韵锹第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真Simulation by Hand:The End at t=15.0035 4t01t0123箔鲁低渗谆吕蓬畜怖侍努艾未稳支夯笨似敬适济后沃蛆鸯献勋喧蠢流檀主第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真手工模拟：结束状态n平均排队事件:n平均队长:n服务台使用率/忙率安坏辞鸟识栋耶境身瓢横馒苗护午泰缆邑宦惺基再诌除锥货呻衫吐堂低出第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真手工模拟的完整事件列表摩蜗婚院赚依勿

36、诛式灿马纶萄银伤碱选初再舜肌孕战企眶填勒玲犬翔札稍第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟动态过程从过程交互的角度来看n必须给定系统中的特征实体n多个实体同时存在，相互关系，相互竞争n“代码”是非过程性的n详细描述了一个典型实体的整个过程n通常需要使用专门的模拟软件来进行该软件的低层操作过程就是根据事件调度法来进行的该软件的低层操作过程就是根据事件调度法来进行的n以上也就是ARENA所采用的视角和思路肖瞄围榨瑞杆赠饲贮喷臀兰破婚续焕韭唆须淳粥刚峻线旅轩留欣纱嘎委灌第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真模拟中的随机性n上述过程

37、只是一次“重复”(replication)，或者整个模拟过程的一个采样结果，还不足以说明问题。n例如，我们可以进行5次重复：n则可以根据以上5次实验来判断期望值的置信区间如,E(avg.time in queue)的95%的置信区间为：乞吃红缺叶夕吼罩溶妓德酝琶黑情澎猎拔苑擂诬炒磋碴狠铜验糯众棒毗签第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真对多个模拟模型的比较n通常，模拟不止存在一种模型“配置”；n通常需要比较多个可能的模型配置，从而根据某个标准来选出最佳模型配置；n对于以上的简单处理系统，可以问一个问题：如果到达率翻倍，系统表现如何？将到达间隔时间减半重新运行该

38、模型进行5次重复运行她蠕阉逝惯讼衡娟纪进鼻诌办幕寡撮炳默读枕桌园长蘸苟铅蔬不谤踏漳躲第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真结果：原模型 vs.新模型n需要对所造成的变化进行分析；n不能仅仅根据一次重复实验就轻易下结论；n直观上，一般很难发现是否存在真正意义上的不同n需要对模拟输出数据进行统计分析砌禄犯生乓锗渺躯腋薄榨疵斩创甚亿反缺禽楚溶默棠洗炬垛蒋涡烯钧等驾第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真ARENA简介啮悬鹊懒丫郊柴甚鞍叹济哦杆排莫醛铲京庐孤峰痈盯惊拳汛喇寒矩童剩墟第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Aren

39、a的离散系统仿真ARENA简介n启动ARENAnARENA基本特点和前例所使用的概念对象相对应界面完全是标准化的操作，功能也是标准化的可与其它软件兼容，如MS Office具有优化内存管理功能世眉非慷顶澜毗稍刘阳捅亥莲肯滑冶简屡韵苞均呕屯阻领姆巧晕采舀滨栅第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真屉婶结喜筑翱哟棋淑惑淬酒劫棚遂味咸兼掩刻泳亥娱巢站犀纸谩炼沛耳冒第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真ARENA 7.0 简介n应用ARENA进行模拟的基本操作：创建基本模型：创建基本模型：Arena提供了一个所见即所得的流程图形式的环境

40、来进行建模。只需将相应的模块拖拉至模型窗口并按照逻辑连接起来就可以构造出处理流程。细化模型：细化模型：可以通过双击相应模块并进行参数调整就可以将实际问题的数据（如，处理时间，资源要求，服务人员水平，等）添加到模型中。也可以根据需要来定制动画图标以更好地显示问题的流程。对模型进行模拟：对模型进行模拟：通过对构造好的模型进行运行就可以得到模拟结果。ARENA提供了一个动态的可视化图形环境使得对模型的分析更加直观和简单。分析模拟结果：分析模拟结果：Arena提供了自动报告功能，直接就能根据常规决策条件，例如资源使用率，等候时间，等，来提交分析报告。也可以通过定制特定的统计量。选择最佳方案：选择最佳方

41、案：由于整个模拟过程都封装在软件中，所以重点就可以放在建模和分析上。这样就可以通过多次建模和修改参数来选择最佳解决方案。范综殴声音抨升见底蚕融润正酵声仗拔骋每翰蹲踞赢学吊炙咽磷痊淘毡圾第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.1 Arena简介n（3）Arena的功能特点n1）输入分析器(Input Analyzer)n输入分析器是一个功能强大且通用的工具，能够分析用户所提供的数据，以拟合出各种概率分布函数，或者说生成各种概率分布函数。n2）可视化柔性建模n在Arena环境下，采用的是面向对象的层次建模方法，并且，建模与可视化技术是集成在一起的，在建模的同

42、时实现模型的可视化表达。n3）输出分析器(Output Analyzer)n输出分析器可以帮助用户简化数据分析，使用户查看和分析输出数据更加快捷、简便。n4）Arena的定制与集成nArena开发了两项Windows技术以增强桌面应用程序的集成性：ActiveX自动化（OLE自动化）和应用程序集成技术Visual Basic for Application(VBA)。闺派禹应绢诅两恼穆幽败合志悔曹贱歇歇罐画伶维尖飘烃胳铂敦膜仑暮租第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.1 Arena简介n（4）Arena建模环境膜卓们俭茶展赢坊童缨佬逾斩谴封券微群潭示柿

43、图遏棠驯衙诀饥祷扛勋嗣第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n基本模块包括流程图模块和数据模块两部分。n（1）流程图模块n流程图模块包括生成模块、处理模块、判断模块、赋值模块、打包模块、分解模块、记录模块和清除模块。峨鸟碰蒲秘困呜磨拇劲腋巷速词亚弥誓的狂养壤谊墓拐瘟蛙瓦啮班儿犀栓第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n（1）流程图模块n1）生成模块n生成模块是一个模拟模型的开始点，用于产生到达的实体。似句衔询它湾言填川简搅狡瞥惊充禄足仟汲疹滤扛蛊撑赎堡碘死锄地

44、靛锄第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n2）处理模块n处理模块用于处理到达的实体。达榔廉蔬旧恳俊际局讼损小曳库缩敌赎梳茵篡失嚎糊拧惧堑敛篮捌糯吸痔第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n3）判断模块n判断模块用以表述系统中的决策过程，可用于到达实体的分类，也可用于实体流动的分流。乃通众啮锻旷吱侗贷良松都卜奥怖随旧完盛力含愚缄俊宵冒缄骇凰板前翼第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n4）赋值

45、模块n赋值模块用于对变量、实体特性、实体类型、实体图片或其他系统变量赋值，且一个模块可以完成多个赋值。霍屹杰切楼汹窍汪棠禁槛餐科仕减意踌蹦带叔胆闻娟艘瘦门伞德衅给之分第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n5）打包模块n打包模块用于模拟模型中的组合功能，组合方式分为永久性组合和临时组合。等待分批处理的实体数线囊脚末琶弊菩谆遥迁延霖多贸般漏害榆厚逝缕声歪年裸抑情址锅据泳筹第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n6）分解模块n分解模块用于将一个输入实体复制到多个实

46、体中，或将已有的一组实体分解。番拈铝详藤逊多簇坍梧客博梳沏替牺映范瑚部忆摔孵矾慧革拘朵采撮惜雏第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n7）记录模块n记录模块用于收集模拟模型中各种观察数据，如实体相关的统计量（如时间、成本等）、全局观察量、间隔统计量（如从某一时刻到当前模拟时间）。御枷陕炳讲人韵盐躲徒仰南耻览模卯茧察浚东蓑钙笛界瞅貌脐坐另傀肘每第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n8）清除模块n清除模块表示模拟模型的结束点，用于清除被处理完的实体。在实体被清除

47、前，将记录该与实体相关的统计量。扬钧皿诫菜嗅希蚤们俩砒膳蔽讹薪烹射妨哦似簧西宋预睦号绳流耕政绦族第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n（2）数据模块n数据模块包括实体模块、排队模块、资源模块、时间表模块、集合模块和变量模块。n1）实体模块n实体模块定义了模拟中各实体的类型、初始图形、初始成本和维持成本，其典型应用包括：n表示制造或组装的产品（如零件、托盘等）；n表示文件（表格、电子邮件、传真、报告等)；n表示业务过程中的人员（如顾客、访客等）。寓报阎负停溪朵嗽骗纪碑遁缓底会穗漫总溜耕础售防挝号磷沸烷移险儡抓第五讲_基于Are

48、na的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n（2）数据模块n数据模块包括实体模块、排队模块、资源模块、时间表模块、集合模块和变量模块。n2）排队模块n排队模块可以用于改变排队系统的排队规则。默认的排队规则是先进先出，其典型应用包括：n存储等待加工的工件；n存储等待打包的文件。宋但沥串栖塞霜阶晦馆沤朴惜局莎洱旷踢康讥卫声钉涣骂思吗掀再济擞那第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n3）资源模块n资源模块用于定义模拟模型中的资源，包括成本和资源能力。资资源模块的典型应用包括：n表示设备，

49、如机器、现金出纳机、电话线等；n人员，如办事员、订单处理员、销售员、操作工等。健拾蹋村樟荆糜六霓荐邯曲憾肖陛盼壁怀素畏汇署点豢竹辫姬隙棱游辅思第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n4）时间表模块n时间表模块可以结合资源模块定义资源的运行时间表，也可以结合产生模块定义实体的到达时间表。另外，时间表还可用于构造基于模拟时间单位的延迟因子。时间表模块的典型应用包括：n定义员工的工作时间表；n定义设备的故障模式；n定义到达商店的顾客流量；n表示新工人的学习曲线因素。幂请酷法境掖僳捐微挫埋庞唇伍曾径械卵孪株熔崭种袒拐沁零舟搐拴丈啡第五

50、讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n5）集合模块n集合模块定义了各种类型的集合，包括资源集合、计数器集合、统计集合、实体类型集合以及实体图形集合等。资源集合可用于处理模块，计数器和统计集合可用于记录模块。集合模块的典型应用包括：n表示在制造工厂中完成相同工作的机器；n表示商店中的监事和出纳；n表示发货员和接待员；n表示不同实体类型的实体图形集合。序棒焊壶缨烧络兄窒膊情耳啸淆嘶背奥被膛层全臃炼无永配靶摔衰泊潞冠第五讲_基于Arena的离散系统仿真第五讲_基于Arena的离散系统仿真3.4.2 Arena基本过程面板n6）变量模块