仿真结果与系统方案分析ppt课件.pptx

物流系统模拟 第5章仿真结果与系统方案分析 1 仿真结果的瞬态与稳态特征 瞬时分布仿真输出结果所构成的随机过程Y1 Y2 Yn在初始条件I 在i时刻的分布不同时刻的随机变量服从不同的瞬时分布稳态分布随机过程Y在任意初始条件I 如果i 时 分布都相同 2 终止型仿真 定义仿真结束的事件 或规定了结束时刻 具有如下特点 零时刻的系统初始条件相同存在结束事件或结束时刻Te在Te时刻后的数据没有意义 3 区间估计和置信区间 构造变量当样本数量足够大 则服从标准正态分布 4 置信区间的构造样本数目足够大样本数目有限 5 例 P86 例6 7 6 置信区间的可靠程度 随机变量不服从正态分布 还能不能用前面公式估计其置信区间 7 为什么要分析仿真结果 举例说明到达间隔时间 均值为5分钟的负指数分布 服务时间为5分钟的排队系统 结果为随机模型 即一次仿真的结果只是一个样本值 而不能作为仿真的结果 相同输入数据 仿真不同的时间 结果也不一样 即不同时刻对应不同的样本值 不能作为普遍性结论 8 仿真结果是一个统计结果问题是如何恰当选择运行长度 如何控制运行次数 根据研究目的和系统特征不同 系统仿真分为 终止型仿真和非终止型仿真 主要稳态仿真 9 终止型仿真的结果分析 终止型仿真的特点在零时刻的系统初始条件相同 必须定义结束事件或结束时刻Te 在Te时刻以后的数据均没有意义 例 某飞机制造商接到了生产100架飞机的订单 要求在18个月内交货 仿真确定满足交货期要求的 成本最小的生产方案 例 某公司只销售一种产品 要确定在120个月内需要维持多少库存 给定初始库存 仿真确定每个月的采购量使得每个月的平均库存维护成本最低 例 某制造公司每天运行16小时 分俩班次 当天未完成的工作留在第二天继续进行 仿真确定每个班次的平均产量 10 终止型仿真结果分析基本思路独立重复运行仿真模型n次 统计性能指标 方法 固定样本数量法 11 固定样本数量法相同的初始条件 独立 方法 使用不同的随机数据流 运行n次假定由第j次重复运行得到的系统参数值为Xj 则可以认为Xj是独立同分布的随机变量 则样本均值和方差为置信度的置信区间 12 例 银行模型的仿真结果如下表 置信度为0 9的一天顾客平均排队时间是多少 13 答案 14 例 单服务台 单队列排队系统的服务时间为均值1分钟的指数分布 每次到达1名顾客 顾客到达的间隔时间为均值1 5分钟的指数分布 系统服务时间为8小时 演示用witness进行终止型仿真求平均排队等待时间的方法 n 5 置信度0 9 15 16 答案 置信度为0 9的平均排队等待时间置信区间为 17 稳态仿真的结果分析 非终止型仿真仿真对象是连续运行的系统 或至少在很长时间内运行的系统 在设计新系统或更新现有系统时 经常需要知道新设计的系统在运行很长一段时间后系统 正常 运行的情况稳态仿真输出结果的随机变量Y具有稳态分布稳态仿真是研究非终止型系统稳态行为的仿真 这些系统行为不受零时刻的初始条件的影响 例 某制造公司每天运行16小时 分俩班次 当天未完成的工作留在第二天继续进行 仿真确定每个班次的平均产量 18 设Ni为在第i个小时内制造的零件数目 如果随机过程N1 N2 具有稳态分布 该稳态分布所对应的随机变量为N 且v E N 该公司需要知道生产系统需要经过多长时间才能够达到正常运行状态 为此需要进行稳态仿真 19 要使系统的行为不受初始条件影响 需要满足要有足够长的仿真时间规定仿真的预热 warmup 时间 20 稳态仿真结果分析法 重复 删除法基本思路 假设仿真运行长度为m 预热时段长度为l 独立运行次数为n 得到下列观测值 21 数据的采集仿真运行分成两个阶段预热阶段 0 l数据收集阶段 l m采样时删除那些处于预热阶段的数据 只统计处于数据收集阶段的数据 22 构造置信区间 23 思考 下面是某一排队系统仿真运行后得到的队列中人数仿真结果 共运行了10次 每次运行长度为15000分钟