物流系统模拟与仿真课件第一章 系统建模与仿真概述.pptVIP

1.3.3基本模型：假想的完全解释 基本模型是能解释实际系统的所有输入——输出行为的模型。换句话说，对所有可允许的实验框架，基本模型应是有效的。而在现实的建模与仿真中，虽然可把基本模型的某些方面描述当作已知，但基本模型的描述决不可能完全清晰。因此，基本模型要提供实际系统行为的完全解释，必须期待它包含许许多多的实体和相互关系。因为过多的实体和相互关系，致使基本模型变得复杂、繁琐和结构不清晰，使基本模型的建立和仿真需要更多的计算资源。 1.3.4集总模型：简化 根据实际情况，基本模型过于复杂就排除了它作为可能仿真模型的依据。幸而，已经说明了感兴趣的实验框架，建模者很可能找到它，并构造一个对实验框架有效的相对简单的模型。这样相对简单的模型称为集总模刑，它通常是从基本模型或根据实验者对实际系统的设想，按照把各个实体集总在一起并简化它们的相互关系而构造的模型。 集总模型与基本模型不同，对集总模型的结构建模者是完全知道的，而对基本模型的结构最多是局部了解。从基本模型到集总模型的关键就是使模型简化，并且得到的集总模型在给定的实验框架是有效的。 1.3.5计算机：复杂性 计算机是一种计算装置，借助它可以产生集总模型的输入——输出对偶。 在模型的计算机仿真中，需要消耗计算机资源和建模者的人力资源，应考虑和权衡的资源包括： ①仿真所需的时间。 ②计算机程序中描绘模型结构和储存状态变量值所要求的空间。 ③将模型变换成描绘模型的程序，包括从高级语言到机器语言的转换、编译和汇编等有关的辅助操作，以及将程序在短期储存位置和长期储存位置之间传送的辅助操作。 ④排除程序故障、调整参量和其他关于程序(计算机)及实验框架(实际系统)两者使模型有效等所包括的时间和工作。 1.4系统建模与仿真 1.4.1系统建模与仿真的作用和发展历程 年代 发展的主要特点 1600～1940 在物理科学基础上的建模 20世纪40年代 电子计算机的出现 20世纪50年代中期 仿真应用于航空领域 20世纪60年代 工业控制过程的仿真 20世纪70年代 包括经济、社会和环境因素的大系统仿真 20世纪70年代中期 系统与仿真的结合 20世纪70年代后期 系统仿真与更高级的决策结合 20世纪80年代中期 集成化建模与仿真环境 20世纪90年代 可视化建模与仿真，虚拟现实仿真，分布式交互仿真 1.4.2系统建模与仿真的一般方法与步骤 1.系统定义 在试图求解问题以前，要详细地定义系统。定义一个系统时，首先必须提出明确的准则来描述系统目标及是否达到目标的衡量标准，其次必须描述系统的约束条件，然后要确定研究的范围，即确定哪些实体属于要研究的系统，哪些属于系统的环境。 2.构造模型 构造模型时要把真实系统缩小抽象，使它规范化，必须确定模型的要素，变量和参数以及它们之间的关系，在一定的约束条件下用数学模型描述所研究的系统。模型必须和研究目的紧密联系，要有明确的目标与要求，模型的性质要求和真实系统尽量接近。同时模型必须尽可能简单明了，容易控制和操作、易于为用户所理解，并应便于修正和改进。 3.数据准备 数据准备包括收集数据和决定在模型中如何使用这些数据。收集数据是系统研究的一个组成部分，必须收集所研究系统的输入、输出各项数据以及描述系统各部分之间关系的数据。收集仿真数据要花费很多时间和费用，因此，必须有效地进行观测，按照收集到的数据确定模型中随机变量的概率分布或概率密度函数以及各项参数。 4.模型的转换 模型的转换指用计算机高级语言或专用仿真语言来描述数学模型，以便用计算机模型来仿真被研究的系统。模型是用程序设计语言编成的程序，为此必须在高级语言和专用仿真语言之间做出选择。专用仿真语言的优点是易学易用，具有面向进程的仿真程序结构，仿真功能强，有良好的诊断措施等。 5.模型运行 运行模型的目的是为了得到有关被研究的系统的信息，了解和预测实际系统运行的情况，特别是在输入数据或决策规则有变化时输出响应的变动情况。因此，模型运行是一个动态过程，要进行反复的试验运行，从而得到所需要的试验数据。 6.分析并评论仿真结果 由于仿真技术中包括某些主观的方法，如抽象化、直观感觉和设想等，因此在将仿真报告提交管理部门之前，必须对仿真结果作全面的分析和论证。对仿真结果进行分析有两个基本