离散系统模拟.ppt

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1、离散系统模拟离散系统模拟现在学习的是第1页，共81页 第第3章章 离散系统模拟离散系统模拟3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑3.3 模拟模型性能评价模拟模型性能评价 3.4 离散系统模拟案例离散系统模拟案例 3.5 离散系统模拟工具离散系统模拟工具 3.6 Arena模拟工具模拟工具 现在学习的是第2页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n一、离散模拟的定义与分类一、离散模拟的定义与分类 n离散模拟模型按照工作机理的不同，或者按照分别侧重离散模拟模型按照工作机理的不同，或者按照分别侧重于处理事件、活动和过程的不

2、同，可以分为以下三类：于处理事件、活动和过程的不同，可以分为以下三类：n(1)以事件为基础以事件为基础(Event Orientation)的模拟的模拟n(2)以活动扫描为基础以活动扫描为基础(Activity Scanning Orientation)的模拟的模拟n(3)以过程为基础以过程为基础(Process Orientation)的模拟的模拟现在学习的是第3页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n1.以事件为基础的离散模拟以事件为基础的离散模拟 n称为离散事件模拟。系统的建模是通过定义系统状态称为离散事件模拟。系统的建模是通过定义系统状态在事件时间的变化来实现的。在事件时

3、间的变化来实现的。n建模的任务在于确定导致系统状态改变的事件以及与各类建模的任务在于确定导致系统状态改变的事件以及与各类事件相对应的逻辑关系。事件相对应的逻辑关系。n在排队系统中，顾客到达事件和顾客离去事件是基本在排队系统中，顾客到达事件和顾客离去事件是基本的事件。下图所示为排队系统的离散事件模拟模型。的事件。下图所示为排队系统的离散事件模拟模型。现在学习的是第4页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述 （a）顾客到达）顾客到达 （b）顾客离去）顾客离去现在学习的是第5页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n2.以活动扫描为基础的离散模拟以活动扫描为基础的离散模拟n模

4、拟模型描述系统的实体所进行的活动，以及预定导致活动开始模拟模型描述系统的实体所进行的活动，以及预定导致活动开始或结束的条件。活动开始或终止的事件由为活动规定的条件所初或结束的条件。活动开始或终止的事件由为活动规定的条件所初始化。随着模拟时钟按一定的步长推进，需对每项活动的开始或始化。随着模拟时钟按一定的步长推进，需对每项活动的开始或终止的条件进行扫描。终止的条件进行扫描。n这种模拟尤其适宜于活动延续时间不定并且是由满足一定条件的系统这种模拟尤其适宜于活动延续时间不定并且是由满足一定条件的系统状态来决定的情况。与以事件为基础的模拟相比，它的效率低，因而状态来决定的情况。与以事件为基础的模拟相比，

5、它的效率低，因而目前应用不够广泛。目前应用不够广泛。n在排队系统中，服务员为顾客提供的服务是基本的活动。下图所示为在排队系统中，服务员为顾客提供的服务是基本的活动。下图所示为排队系统的以活动扫描为基础的离散模拟模型。排队系统的以活动扫描为基础的离散模拟模型。现在学习的是第6页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述现在学习的是第7页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n3.以过程为基础的离散模拟以过程为基础的离散模拟 n所谓过程是由事件的时间序列以及若干活动所组成。它描述所谓过程是由事件的时间序列以及若干活动所组成。它描述了作为模拟对象的实体如何流经具有一定资源的过程。

6、譬如，了作为模拟对象的实体如何流经具有一定资源的过程。譬如，为了模拟排队服务系统，可以运用下述语句：为了模拟排队服务系统，可以运用下述语句：n(1)每隔每隔T分钟产生一个到达的实体；分钟产生一个到达的实体；n(2)实体排队等候服务；实体排队等候服务；n(3)将模拟时钟以服务时间的步长向前推移一步；将模拟时钟以服务时间的步长向前推移一步；n(4)当服务结束时当服务结束时“解脱解脱”服务员；服务员；n(5)将实体从系统清除。将实体从系统清除。n下图所示为排队系统的以过程为基础的离散模拟模型。下图所示为排队系统的以过程为基础的离散模拟模型。现在学习的是第8页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统

7、模拟概述现在学习的是第9页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n二、离散模拟的常用术语二、离散模拟的常用术语n1.实体实体n实体是描述系统的基本要素之一。实体是描述系统的基本要素之一。n临时实体：在系统中只存在一段时间的实体。临时实体：在系统中只存在一段时间的实体。n永久实体：永久驻留在系统中的实体。永久实体：永久驻留在系统中的实体。n临时实体按一定规律不断地到达（产生），在永久临时实体按一定规律不断地到达（产生），在永久实体作用下通过系统，最后离开系统，整个系统呈实体作用下通过系统，最后离开系统，整个系统呈现出动态过程。现出动态过程。现在学习的是第10页，共81页3.1 离散系

8、统模拟概述离散系统模拟概述n2.属性属性n属性指系统的实体和资源的特性。正确划定模拟的实体、属性指系统的实体和资源的特性。正确划定模拟的实体、资源及其属性，是系统建模的重要组成部分。表资源及其属性，是系统建模的重要组成部分。表3.1列举列举了一个生产计划系统的实体、资源及属性。了一个生产计划系统的实体、资源及属性。表表3.1 生生产计产计划系划系统统的的实实体、体、资资源和属性源和属性实实体体/资源资源属属 性性产产品品元件元件原材料原材料机器机器工人工人类类型，需求量，生型，需求量，生产产量，量，库库存量，交存量，交货货期期单单价，工价，工时时定定额额类类型，需求量，生型，需求量，生产产量，

9、量，库库存量，存量，单单价，工价，工时时定定额额类类型，需求量，型，需求量，库库存量，存量，订货订货点，点，订货订货批量，消耗定批量，消耗定额额类类型，型，拥拥有量，作有量，作业时间业时间，调调整整时间时间，役，役龄龄工种工种，组别级别组别级别，数量，作，数量，作业时间业时间，工，工资资，工，工龄龄现在学习的是第11页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n3.事件事件n事件就是引起系统状态发生变化的行为。从某种意义上说，这事件就是引起系统状态发生变化的行为。从某种意义上说，这类系统是由事件来驱动的。一个系统中往往有多类事件，需要类系统是由事件来驱动的。一个系统中往往有多类事件，需

10、要建立事件表对系统中的事件进行管理，表中记录每一发生了的建立事件表对系统中的事件进行管理，表中记录每一发生了的或将要发生的事件类型和发生时间，以及与该事件相联的实体或将要发生的事件类型和发生时间，以及与该事件相联的实体的有关属性等。的有关属性等。n系统事件：系统中的固有事件。系统事件：系统中的固有事件。n程序事件：用于控制模拟过程，当该事件发生时即结束模拟模型的执程序事件：用于控制模拟过程，当该事件发生时即结束模拟模型的执行。行。现在学习的是第12页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n4.活动活动n离散事件系统中的活动，通常用于表示两个可以区分的事件之间的离散事件系统中的活动，

11、通常用于表示两个可以区分的事件之间的过程，它标志着系统状态的转移。过程，它标志着系统状态的转移。n5.进程进程n进程由若干个有序事件及若干有序活动组成，一个进程描述了进程由若干个有序事件及若干有序活动组成，一个进程描述了它所包括的事件及活动间的相互逻辑关系及时序关系。它所包括的事件及活动间的相互逻辑关系及时序关系。n事件、活动、进程三者之间的关系可用图事件、活动、进程三者之间的关系可用图3.4进行描述。进行描述。现在学习的是第13页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述 图图3.4 事件、活动、进程三者之间的关系示意图事件、活动、进程三者之间的关系示意图 现在学习的是第14页，共8

12、1页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n6.模拟时钟模拟时钟n模拟时钟用于表示模拟时间的变化。模拟时钟用于表示模拟时间的变化。n在连续系统模拟中，将连续模型进行离散化而成为模拟模型时，模在连续系统模拟中，将连续模型进行离散化而成为模拟模型时，模拟时间的变化基于模拟步长的确定拟时间的变化基于模拟步长的确定。n离散事件模拟不需要进行离散化处理，离散事件模拟不需要进行离散化处理，但模拟时钟的推进步长但模拟时钟的推进步长则完全是随机的；两个相邻发生的事件之间系统状态不会发生则完全是随机的；两个相邻发生的事件之间系统状态不会发生任何变化，因而模拟时钟可以跨过这些任何变化，因而模拟时钟可以跨过这些“

13、不活动不活动”周期。周期。n从一个事件发生时刻推进到下一事件发生时刻，模拟时钟的从一个事件发生时刻推进到下一事件发生时刻，模拟时钟的推进呈现跳跃性，推进速度具有随机性。推进呈现跳跃性，推进速度具有随机性。现在学习的是第15页，共81页3.1 离散系统模拟概述离散系统模拟概述n7.统计计数器统计计数器n离散事件系统的状态随着事件的不断发生也呈现出动离散事件系统的状态随着事件的不断发生也呈现出动态变化过程，但由于这种变化是随机的，某一次模拟态变化过程，但由于这种变化是随机的，某一次模拟运行得到的状态变化过程只不过是随机过程的一次取运行得到的状态变化过程只不过是随机过程的一次取样，它们只有在统计意义

14、下才有参考价值。样，它们只有在统计意义下才有参考价值。n在模拟模型中，需要有一个统计计数部件，以便统计在模拟模型中，需要有一个统计计数部件，以便统计系统中的有关变量。系统中的有关变量。现在学习的是第16页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n定义系统的状态变量。对于一个系统来说，用一组状态变量定义系统的状态变量。对于一个系统来说，用一组状态变量S（矢量）来描（矢量）来描述系统的变化特征，其中每一个状态变量述系统的变化特征，其中每一个状态变量s用来表达系统在某一方面行为用来表达系统在某一方面行为的变化特征，的变化特征，S通常被称为系统的状态空间。通常被称为系

15、统的状态空间。n在离散模拟模型中，系统的状态变化可以用一个阶梯函数来表达。换句话在离散模拟模型中，系统的状态变化可以用一个阶梯函数来表达。换句话说，系统的状态变化是跳跃式的，仅仅在离散间断的时间点上发生。说，系统的状态变化是跳跃式的，仅仅在离散间断的时间点上发生。n系统状态的变化实际上是由一系列间断发生的事件所驱使的。一个事系统状态的变化实际上是由一系列间断发生的事件所驱使的。一个事件的发生是外部因素或者内部因素作用的结果。一系列事件的有序发件的发生是外部因素或者内部因素作用的结果。一系列事件的有序发生驱使着离散模拟过程有序地进行。生驱使着离散模拟过程有序地进行。现在学习的是第17页，共81页

16、3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n定义一个事件时主要考虑那些对系统状态及行为变化和模拟分析结果有重要定义一个事件时主要考虑那些对系统状态及行为变化和模拟分析结果有重要影响的事情。一个事件有两个基本属性：一是时间属性记载该事件发生的影响的事情。一个事件有两个基本属性：一是时间属性记载该事件发生的时间；二是对应属性也即该事件的发生所对应着的系统某个状态变量的变时间；二是对应属性也即该事件的发生所对应着的系统某个状态变量的变化。化。n在模拟模型的运行中，当一个事件发生时，往往需要处理一系列的事情，通常用在模拟模型的运行中，当一个事件发生时，往往需要处理一系列的事情，通

17、常用一个专门的子程序来处理这些与事件发生相关的任务（通常叫做事件程序）。一个专门的子程序来处理这些与事件发生相关的任务（通常叫做事件程序）。n模拟时钟模拟时钟(Simulation Clock)：跟踪并记录模拟时间。：跟踪并记录模拟时间。n模拟时钟与实际时间的差别：假设在某一时刻模拟时钟与实际时间的差别：假设在某一时刻t1，系统中某种事件发生了，系统中某种事件发生了，模拟时钟就会模拟时钟就会“停停”下来，直到事件程序处理完有关的事情时钟才会继续走下来，直到事件程序处理完有关的事情时钟才会继续走动；而这时的实际时刻已经是动；而这时的实际时刻已经是t2；然而不论有多少事情需要在事件发生时处理，；然

18、而不论有多少事情需要在事件发生时处理，实际时间总是从不间断的。实际时间总是从不间断的。现在学习的是第18页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n用两个简单例子来说明如何定义系统的状态及其变化。用两个简单例子来说明如何定义系统的状态及其变化。n1.单一排队服务系统（见图单一排队服务系统（见图3.5）n图中圆圈代表前来购票的顾客（个体），而方块则代表提供服务的售票员（资源）。图中圆圈代表前来购票的顾客（个体），而方块则代表提供服务的售票员（资源）。n定义两个状态变量：系统里总的顾客数量定义两个状态变量：系统里总的顾客数量N和服务员的状态和服务员的状态B。N通常

19、是一个有通常是一个有限的正整数，而限的正整数，而B则是一个则是一个(0,1)变量，变量，0代表空闲状态，而代表空闲状态，而1则代表工作状态。则代表工作状态。n由此可以定义两个重要的事件：一是顾客的到达，二是顾客接受服务后的离去。说它们由此可以定义两个重要的事件：一是顾客的到达，二是顾客接受服务后的离去。说它们重要是因为这两种事件的发生都会直接影响到系统状态变量的改变。重要是因为这两种事件的发生都会直接影响到系统状态变量的改变。现在学习的是第19页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑 到达到达 排队排队 接受服务接受服务 离开（销毁个体）离开（销毁个体）图图

20、3.5 单一排队服务系统的概念模型单一排队服务系统的概念模型n2.一个简单的工厂库存系统（见图一个简单的工厂库存系统（见图3.6）n定义一个系统状态变量为：库内现存的产品数量定义一个系统状态变量为：库内现存的产品数量M。n定义两个事件：制成产品的到达入库和用户购买产品之订单的到来。这两定义两个事件：制成产品的到达入库和用户购买产品之订单的到来。这两种事件的发生都直接影响到系统状态种事件的发生都直接影响到系统状态M的变化：制成品到达会使的变化：制成品到达会使M增加，增加，而用户订单的到来会使而用户订单的到来会使M减少。减少。现在学习的是第20页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模

21、拟的基本原理和运行逻辑n为为“入库入库”和和“取货取货”这两个操作过程定义各自的状态变量这两个操作过程定义各自的状态变量B(t)来来反映其从空闲状态到工作状态（或相反）的变化。反映其从空闲状态到工作状态（或相反）的变化。产品到达 等候入库 入库 销毁产品个体 订单到达 等候配量 取货 销毁订单个体图图3.6 简单简单的工厂的工厂库库存系存系统统的概念模型的概念模型现在学习的是第21页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n用事件图来描述被模拟系统的状态变化也是一种非常有效的方法。用事件图来描述被模拟系统的状态变化也是一种非常有效的方法。在这种方法中，每一个圆

22、圈代表着某一种特定的事件，而每一条在这种方法中，每一个圆圈代表着某一种特定的事件，而每一条有向的弧线（箭头）则代表着某一事件对其自己或其他事件的未有向的弧线（箭头）则代表着某一事件对其自己或其他事件的未来影响。可以用事件图来描述图来影响。可以用事件图来描述图3.6中简单排队系统的逻辑原理中简单排队系统的逻辑原理（见图（见图3.7）。）。图图3.7 简单简单排排队队模模拟拟模型的模型的逻辑逻辑事件事件图图个体到达个体离开模拟结束现在学习的是第22页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n从图中可以看出，这个模拟系统有两类事件：个体到达与个体离开（完成服务后）；

23、从图中可以看出，这个模拟系统有两类事件：个体到达与个体离开（完成服务后）；其中，每一次个体到达的发生就会决定下一次个体到达（同类事件）发生的时间，其中，每一次个体到达的发生就会决定下一次个体到达（同类事件）发生的时间，也可以决定下一次个体离开（非同类事件）的时间。而每一次个体离开的发生则只也可以决定下一次个体离开（非同类事件）的时间。而每一次个体离开的发生则只会影响到下一次个体离开的发生。会影响到下一次个体离开的发生。n还必须定义个体到达事件的初始预置使整个模拟过程得以启动（图中带有部分还必须定义个体到达事件的初始预置使整个模拟过程得以启动（图中带有部分破折线的箭头）。最后，如果模拟运行的时间

24、有限，还可以定义一个模拟结束破折线的箭头）。最后，如果模拟运行的时间有限，还可以定义一个模拟结束事件，该事件的发生将停止整个模拟的运行。事件，该事件的发生将停止整个模拟的运行。n整个模拟过程就是由这一系列事件的产生和有序发生来驱使运行的，这也就是为什整个模拟过程就是由这一系列事件的产生和有序发生来驱使运行的，这也就是为什么离散模拟又常常被称为么离散模拟又常常被称为“事件驱使型模拟事件驱使型模拟”。现在学习的是第23页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n一、事件驱使型模拟一、事件驱使型模拟n计算机模拟的过程是以某些特定事件的离散发生而展开进行的。这些离计算

25、机模拟的过程是以某些特定事件的离散发生而展开进行的。这些离散事件的发生影响或改变系统的状态。这些事件的有序发生驱使着模拟散事件的发生影响或改变系统的状态。这些事件的有序发生驱使着模拟过程有序地进行，模拟系统状态的有序变化。模拟模型须确定那些在模过程有序地进行，模拟系统状态的有序变化。模拟模型须确定那些在模拟的未来时刻发生的事件及其发生的时间和顺序，记录和跟踪这些事件，拟的未来时刻发生的事件及其发生的时间和顺序，记录和跟踪这些事件，并且在每个事件发生时按照要求更变系统的状态、收集有关的数据（更并且在每个事件发生时按照要求更变系统的状态、收集有关的数据（更新有关的统计量），以及把模拟时钟从当前时刻

26、新有关的统计量），以及把模拟时钟从当前时刻“跃进跃进”到下一事件的到下一事件的发生时刻。发生时刻。现在学习的是第24页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n二、事件的排定与事件安排时间表二、事件的排定与事件安排时间表n实施离散计算机模拟的一条基本策略就是设置一个实施离散计算机模拟的一条基本策略就是设置一个“机构机构”来确定和控来确定和控制以下与事件相关的问题以及事件发生时所涉及到的情况：制以下与事件相关的问题以及事件发生时所涉及到的情况：n(1)确定新的事件：也即产生未来的事件，特别是确定未来事件的类型确定新的事件：也即产生未来的事件，特别是确定未来事件的

27、类型。n(2)当一个事件发生时，有哪些事情需要得到处理？当一个事件发生时，有哪些事情需要得到处理？n(3)哪一个事件应该被安排为下一个发生的事件？如何把模拟时钟从当前的事哪一个事件应该被安排为下一个发生的事件？如何把模拟时钟从当前的事件跃进到下一事件的发生？件跃进到下一事件的发生？n前两个任务可以由一个定时程序前两个任务可以由一个定时程序(Event Routine)来完成，而最后一个任务通常是来完成，而最后一个任务通常是由一个事件程序由一个事件程序(Timing Routine)来完成。来完成。现在学习的是第25页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n从

28、图从图3.8可以看出，一个离散模拟模型的逻辑运行结构如下：可以看出，一个离散模拟模型的逻辑运行结构如下：n首先当模拟开始运行时，一个预置子程序最先启动。其功能是设定模拟模型的初始状首先当模拟开始运行时，一个预置子程序最先启动。其功能是设定模拟模型的初始状态。态。n预置程序启动后，一个定时程序预置程序启动后，一个定时程序(Timing Routine)接着开始运行。其主要任务接着开始运行。其主要任务是根据事件序列表中的排列确定下一个未来发生的事件（也即离是根据事件序列表中的排列确定下一个未来发生的事件（也即离“当前时刻当前时刻”最近的最近的事件），并且把模拟时钟从现在的时刻跃进到下一个事件的发生

29、时刻。事件），并且把模拟时钟从现在的时刻跃进到下一个事件的发生时刻。n接着运行的是一个事件程序，事件程序的任务包括三个方面：接着运行的是一个事件程序，事件程序的任务包括三个方面：根据最近事件的发生更新有关的系统状态变量；根据最近事件的发生更新有关的系统状态变量；更新有关的统计计数变量；更新有关的统计计数变量；确定未来事件（的类型）及其的发生时刻并把确定的结果（新产生的事件）加确定未来事件（的类型）及其的发生时刻并把确定的结果（新产生的事件）加入到事件序列表。入到事件序列表。现在学习的是第26页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n事件程序运行之后，模拟模型

30、将按照某种预事件程序运行之后，模拟模型将按照某种预定的终止条件来决定是否继续运行。如果需定的终止条件来决定是否继续运行。如果需要继续，则返回到定时程序开始下一个运行要继续，则返回到定时程序开始下一个运行周期。如果终止条件满足，则模拟将停止运周期。如果终止条件满足，则模拟将停止运行，计算有关的统计数值（输出变量的估计行，计算有关的统计数值（输出变量的估计值），并启动一个报告程序把模拟结果按照值），并启动一个报告程序把模拟结果按照要求的格式形成报告。要求的格式形成报告。n整个过程如图整个过程如图3.8所示。所示。图图3.8 离散模离散模拟拟模型的运行模型的运行逻辑逻辑流程流程现在学习的是第27页，

31、共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n为进一步理解离散事件模拟的工作原理，在此把在第为进一步理解离散事件模拟的工作原理，在此把在第2章里用到章里用到的单一排队服务系统模拟例子进行详细地分解。的单一排队服务系统模拟例子进行详细地分解。n分解从时间分解从时间T0（T表示模拟时间）开始，跟踪每一个事表示模拟时间）开始，跟踪每一个事件的发生，及其发生时模拟所做的事情，一直到时间件的发生，及其发生时模拟所做的事情，一直到时间T25时停止。表时停止。表3.2给出个体（顾客）到达、离开、服务以及等候给出个体（顾客）到达、离开、服务以及等候的时间，注意其中到达时间和服务时间

32、都是随机产生的变量。的时间，注意其中到达时间和服务时间都是随机产生的变量。现在学习的是第28页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑表表3.2 单单一排一排队队服服务务系系统统例子的有关数据例子的有关数据个体序号到达时刻服务时间离开时刻等候时间12350265110376174493208513222761822447233271827现在学习的是第29页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(1)T0，首先启动预置程序来设定模型中所有的变量（状态变，首先启动预置程序来设定模型中所有的变量（状态变量和计数变量）的初始状况

33、。例如，设定服务者的初始状态为量和计数变量）的初始状况。例如，设定服务者的初始状态为0（闲置），排队人数为（闲置），排队人数为0，事件表为，事件表为0（还没有事件产生），（还没有事件产生），“上一事件上一事件”的发生时间为的发生时间为0，模拟时钟的时刻为，模拟时钟的时刻为0，模拟停止时间为，模拟停止时间为25，所有，所有的计数变量也等于的计数变量也等于0。然后预置下一次。然后预置下一次“顾客到达顾客到达”的时间为的时间为022（由于系统开始时还没有顾客，所以下一次（由于系统开始时还没有顾客，所以下一次“顾客离开顾客离开”的时的时间预设为间预设为）。接着启动定时程序，决定下一事件是）。接着启动定

34、时程序，决定下一事件是“顾客到顾客到达达”（2），于是把模拟时钟从此刻（，于是把模拟时钟从此刻（T0）跃进到下一事件）跃进到下一事件“顾客到达顾客到达”的发生时刻的发生时刻T2。现在学习的是第30页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(2)T2，第一位顾客到达。模拟系统首先启动一个，第一位顾客到达。模拟系统首先启动一个“到达程序到达程序”来处理个来处理个体到达时需要完成的事情。例如，将服务员从闲置状态改变为工作状态，排体到达时需要完成的事情。例如，将服务员从闲置状态改变为工作状态，排队等候时间为队等候时间为0（第一位顾客不需要等候），随机产生的下一次到达

35、事件的时间（第一位顾客不需要等候），随机产生的下一次到达事件的时间等于等于“本次到达的时刻与下次到达的时间间隔本次到达的时刻与下次到达的时间间隔”为为246，而下一次离开，而下一次离开事件的时间则为事件的时间则为235。故下一个事件将是。故下一个事件将是“顾客离开顾客离开”，模拟时钟跃进到下一，模拟时钟跃进到下一事件发生时刻事件发生时刻T5。n(3)T5，第一位顾客完成服务离开。模拟启动一个，第一位顾客完成服务离开。模拟启动一个“离开程序离开程序”，检查有无个，检查有无个体在排队中等候，排队长为体在排队中等候，排队长为0，将服务员状态由工作改为闲置，将服务员状态由工作改为闲置(B0)，增加一，

36、增加一个完成服务的顾客数量。系统中现无任何个体，所以下一次离开的时刻为个完成服务的顾客数量。系统中现无任何个体，所以下一次离开的时刻为，而，而下一次到达的时刻是下一次到达的时刻是T6（已经被确定），因此下一个事件将是（已经被确定），因此下一个事件将是“顾客到达顾客到达”，模拟时钟跃进到，模拟时钟跃进到T6。现在学习的是第31页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(4)T6，第二位顾客到达。到达程序：系统排队等候的为，第二位顾客到达。到达程序：系统排队等候的为0，资源闲，资源闲置，所以该个体可直接进入服务，等候时间为置，所以该个体可直接进入服务，等候时间为

37、0，排队人数仍然为，排队人数仍然为0，将，将资源状态改变为资源状态改变为1（工作），下一次到达的时间为（工作），下一次到达的时间为617，而下一而下一次离开的时间为次离开的时间为6511，所以下一个事件是，所以下一个事件是“顾客到达顾客到达”，模拟时，模拟时钟跃进到下一个事件发生时刻钟跃进到下一个事件发生时刻T7。n(5)T7，第三位顾客到达。资源正被占用，所以进入排队等候，第三位顾客到达。资源正被占用，所以进入排队等候，排队人数增加一个排队人数增加一个(011)。下一次到达的时间是。下一次到达的时间是729，而，而下一次离开的时间是下一次离开的时间是11（已经被确定），所以预计的等候时间是（

38、已经被确定），所以预计的等候时间是1174，而下一个事件是，而下一个事件是“顾客到达顾客到达”，模拟计时钟跃进到下一，模拟计时钟跃进到下一事件发生时刻事件发生时刻T9。现在学习的是第32页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(6)T9，第四位顾客到达。资源仍然被占用，所以加入排队，排，第四位顾客到达。资源仍然被占用，所以加入排队，排队人数增加一个队人数增加一个(112)，注意第三位顾客仍在排队中等候，注意第三位顾客仍在排队中等候，所以第四位顾客将是排队中处于第二位的个体。下一次的到达所以第四位顾客将是排队中处于第二位的个体。下一次的到达时间为时间为941

39、3，而下一次离开的时间是，而下一次离开的时间是11，所以下一个事件，所以下一个事件是是“顾客离开顾客离开”，模拟时钟跃进到，模拟时钟跃进到T11。n(7)T11，第二位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务离，第二位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务离开的顾客增加一个，已经有顾客排队等候，所以不改变资源现开的顾客增加一个，已经有顾客排队等候，所以不改变资源现在的状态（工作在的状态（工作1），将排队等候的个体数量减少一个（第三），将排队等候的个体数量减少一个（第三位顾客进入服务）。下一次离开的时间是位顾客进入服务）。下一次离开的时间是11617，而下一次到，而下一次到达的时间是达的时间是13，所

40、以下一个事件是，所以下一个事件是“顾客到达顾客到达”，模拟时钟跃进，模拟时钟跃进到下一事件的发生到下一事件的发生T13。现在学习的是第33页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(8)T13，第五位顾客到达。到达程序：资源仍然被占用，资源状态不，第五位顾客到达。到达程序：资源仍然被占用，资源状态不改，排队中已经有一人（第四位顾客），所以进入排队（队中第二名）等改，排队中已经有一人（第四位顾客），所以进入排队（队中第二名）等候，排队人数增加一个。下一次到达时间为候，排队人数增加一个。下一次到达时间为13518，而下一次离开，而下一次离开时间是时间是17，下一

41、个事件是，下一个事件是“顾客离开顾客离开”，模拟时钟跃进到下一个事，模拟时钟跃进到下一个事件的发生件的发生T17。n(9)T17，第三位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务的顾客，第三位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务的顾客增加一个，由于有顾客等待，资源工作状态不变（仍然为增加一个，由于有顾客等待，资源工作状态不变（仍然为1），将排），将排队等候的人数减少一个（第四位顾客进入服务）。下一次离开事件的时队等候的人数减少一个（第四位顾客进入服务）。下一次离开事件的时间是间是173=20，而下一次到达的时间是，而下一次到达的时间是18，所以下一个事件确定为是，所以下一个事件确定为是“顾客到达顾客

42、到达”，模拟时钟跃进到下一事件的发生，模拟时钟跃进到下一事件的发生T18。现在学习的是第34页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(10)T18，第六位顾客到达。到达程序：资源在被占用，排，第六位顾客到达。到达程序：资源在被占用，排队中已经有一人等候，所以进入排队（队中第二名）等候，排队中已经有一人等候，所以进入排队（队中第二名）等候，排队人数增加一个队人数增加一个112。下一次到达的时间为。下一次到达的时间为18523，而下一，而下一次离开事件的时间是次离开事件的时间是20，所以下一个事件是，所以下一个事件是“顾客离开顾客离开”，将模拟时，将模拟时钟跃

43、进到下一事件的发生钟跃进到下一事件的发生T20。n(11)T20，第四位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务的顾客增加，第四位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务的顾客增加一个，由于有顾客等待，资源状态仍然不变，将排队等候的人数减少一个一个，由于有顾客等待，资源状态仍然不变，将排队等候的人数减少一个（第五位顾客进入服务，排队人数（第五位顾客进入服务，排队人数2-1=1）。下一次离开的时间是）。下一次离开的时间是20222，而下一次到达的时是，而下一次到达的时是23，所以下一个事件是，所以下一个事件是“顾客离开顾客离开”，将，将模拟时钟拨进到下一事件的发生模拟时钟拨进到下一事件的发生T22。现在

44、学习的是第35页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(12)T22，第五位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务的顾客增加，第五位顾客完成服务离开。离开程序：完成服务的顾客增加一个，由于仍有顾客等待，资源状态不变，将排队等候的人数减少一个一个，由于仍有顾客等待，资源状态不变，将排队等候的人数减少一个（第六位顾客进入服务，排队人数（第六位顾客进入服务，排队人数110）。下一次离开的时间是）。下一次离开的时间是22224，而下一次到达的时间是，而下一次到达的时间是23，所以下一个时间是，所以下一个时间是“顾客到达顾客到达”，模拟时钟拨进到，模拟时钟拨进到T23

45、。n(13)T23，第七位顾客到达。因为资源正被占用，所以进入排队，第七位顾客到达。因为资源正被占用，所以进入排队等候，排队人数增加一个等候，排队人数增加一个(011)，预计等候的时间是，预计等候的时间是1，下一次，下一次到达的时间是到达的时间是23427，而下一次离开的时间是，而下一次离开的时间是24，所以下一个事件，所以下一个事件是是“顾客离开顾客离开”，模拟时钟拨进到下一事件的发生，模拟时钟拨进到下一事件的发生T24。现在学习的是第36页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑n(14)T24，第六位顾客完成服务离开。离开程序：完成，第六位顾客完成服务离

46、开。离开程序：完成服务的顾客增加一个，由于有顾客排队等候，资源状态不服务的顾客增加一个，由于有顾客排队等候，资源状态不变，将排队的人数减少一个（排队人数变，将排队的人数减少一个（排队人数110），第七），第七位顾客进入服务。下一次离开的时间是位顾客进入服务。下一次离开的时间是24327，而下一，而下一次到达的时间是次到达的时间是27，所以下一个事件可选到达或者离开，所以下一个事件可选到达或者离开，这里选择这里选择“到达到达”，由于下一个事件的发生时间是，由于下一个事件的发生时间是T27大于模拟结束时间大于模拟结束时间T25，所以只能把模拟时钟拨进到，所以只能把模拟时钟拨进到T25。n(15)T

47、25，这是停止模拟运行的时间。，这是停止模拟运行的时间。现在学习的是第37页，共81页3.2 离散模拟的基本原理和运行逻辑离散模拟的基本原理和运行逻辑N(t)0510152025t图图3.9 排队长度排队长度N(t)的动态曲线的动态曲线图图3.9所示是根据模拟结果绘制出的关于排队长度所示是根据模拟结果绘制出的关于排队长度N(t)的动态曲线。的动态曲线。现在学习的是第38页，共81页3.3 模拟模型性能评价模拟模型性能评价n以排队服务系统为例介绍离散系统模拟的评价。排队理论已经广泛应以排队服务系统为例介绍离散系统模拟的评价。排队理论已经广泛应用于各种管理系统。例如：仓库供应、企业生产、物资分配与

48、流通、用于各种管理系统。例如：仓库供应、企业生产、物资分配与流通、交通运输、计算机作业、银行服务、医院及保健服务、商店、餐厅、交通运输、计算机作业、银行服务、医院及保健服务、商店、餐厅、理发店等生活服务，都可以作为如图理发店等生活服务，都可以作为如图3.10所示的排队服务系统进行处理。所示的排队服务系统进行处理。在系统模拟的应用中，尤以排队系统的离散型模拟最为普遍。在系统模拟的应用中，尤以排队系统的离散型模拟最为普遍。图图3.10 排排队队服服务务系系统统现在学习的是第39页，共81页3.3 模拟模型性能评价模拟模型性能评价n构成排队服务系统的主要实体，是接受服务的各种形式的顾客以及提供构成排

49、队服务系统的主要实体，是接受服务的各种形式的顾客以及提供各种形式服务的服务者或服务设施。表各种形式服务的服务者或服务设施。表3.3简要说明了多种排队服务系统的实简要说明了多种排队服务系统的实体。体。表表3.3 排排队队服服务务系系统统的的实实体体和和资资源源系系统类统类型型顾顾客客服服务务者者物物资仓库资仓库货货物物储储运站运站机械加工工段机械加工工段计计算机系算机系统统航空公司售票航空公司售票处处银银行行医院医院商店、理商店、理发发店店餐餐厅厅领领料人料人员员待运待运货货物物加工工件加工工件待待处处理的作理的作业业旅客旅客存款存款户户病人病人男、女男、女顾顾客客食客食客仓库仓库管理管理员员储

50、储运人运人员员及及设备设备加工加工设备设备、操作工人、操作工人计计算机算机售票售票员员出出纳员纳员医生、医生、护护士士服服务员务员、理、理发师发师服服务员务员、厨、厨师师现在学习的是第40页，共81页3.3 模拟模型性能评价模拟模型性能评价n在分析排队服务系统时，通常要涉及的因素可能包括以在分析排队服务系统时，通常要涉及的因素可能包括以下的方面：下的方面：n(1)顾客到达的速率或相邻顾客到达的间隔时间，呈确定性或随机性；顾客到达的速率或相邻顾客到达的间隔时间，呈确定性或随机性；n(2)服务速率或单位顾客的服务时间，呈确定性或随机性；服务速率或单位顾客的服务时间，呈确定性或随机性；n(3)服务者