系统建模与仿真大纲

1、系统建模与仿真教学大纲课程名称：系统建模与仿真 课程编号：英文名称：System Modeling and Simulation学 时：64 学 分： 3.5适用专业 ：工业工程 课程类别 ： 必修课程性质：学科基础课先修课程：工程数学、运筹学、统计学、计算机编程技术教 材：离散事件系统仿真 ，Jerry Banks 等著，肖田元等译，机械工 业出版社， 2007.7一、本课程的性质与任务系统建模与仿真是面向工程实际的应用型课程，是工业工程系的主导课程之一。学生通过 本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高 生产能力和生产效率。二、课程教学的基本要

2、求：本课程以制造型生产企业为核心，阐述了离散事件系统建模与仿真技术在生产企业分析中的基 本原理和方法。其内容涉及计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理、仿真软件的介绍，重 点介绍排队系统、库存系统、加工系统以及输入、输出数据分析。本课程的目的是要求学生通过学 习、课堂教育和上机训练，能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理；并熟 悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能；使学生了解计算机仿真的基本步骤。三、课程内容及教学要求第一章 绪论教学基本内容 :生产系统的基本特征、生产系统仿真的基本概念、生产系统仿真模型的建立思路、以及生产系 统仿真研究的步骤。重点： 系统、

3、系统模型、系统仿真等建模与仿真相关的基本概念；离散系统与连续系统的区别；生产 系统建模的方法与仿真研究的步骤。难点： 系统、系统模型、系统仿真等建模与仿真相关的基本概念；离散系统与连续系统的区别。 教学基本要求：了解生产系统的基本特征；理解掌握系统、系统模型、系统仿真等建模与仿真 相关的基本概念；了解系统仿真的类型；理解离散系统与连续系统的区别；熟悉生产系统建模的方 法与仿真研究的步骤。第二章 生产仿真用概率统计教学基本内容 :介绍随机变量、概率函数、随机数；均匀的连续分布随机数及其生成；各种离散分布随机数的 产生；非均匀的连续分布随机数及其产生。重点： 随机变量的数字特征；产生连续均匀分布随

4、机数的几种方法；计算机产生随机数的方法；随机 数的统计检验；各种离散分布随机数的产生方法；非均匀连续分布随机数产生方法。难点：各种随机数的产生方法。教学基本要求：理解掌握随机变量（离散、连续） ，以及连续随机变量的密度函数的概念；掌握 随机变量的数字特征；理解掌握随机数的概念，熟悉产生连续均匀分布随机数的几种方法，掌握计 算机产生随机数的方法；熟悉随机数的统计检验；掌握各种离散分布随机数的产生方法；熟悉非均 匀连续分布随机数及其产生方法。第三章 排队系统教学基本内容 :介绍排队论的基本概念；到达时间间隔和服务时间的分布；排队系统的特征参数与分析方法； 排队系统的仿真及分析。重点：排队论的基本概

5、念，排队系统的组成与排队模型的分类，刻画到达模式与服务机构的参数，排 队规则与队列的度量；几种常用的到达时间间隔和服务实践的理论分布（定长分布、泊松分布、埃 尔朗分布、正态分布等） ； M/M/1 排队系统与 M/M/C 排队系统的分析。难点：排队论的基本概念； M/M/1 排队系统与 M/M/C 排队系统的分析。 教学基本要求：深入理解排队论的基本概念，熟悉排队系统的组成与排队模型的分类，掌握到 达模式与服务机构刻画的参数，熟悉排队规则与队列的度量；熟悉几种常用的到达时间间隔和服务 实践的理论分布（定长分布、泊松分布、埃尔朗分布、正态分布等） ；掌握 M/M/1 排队系统与 M/M/C 排队

6、系统的分析。第四章 库存系统教学基本内容 : 介绍单一产品的库存系统；库存系统模型；库存系统仿真的程序设计；库存系统仿真的输出和 结果分析。重点：掌握库存系统模型；库存系统仿真的程序设计。难点：库存系统仿真的程序设计。 教学基本要求：熟悉单一产品库存系统；掌握库存系统模型；熟悉库存系统仿真的程序设计流 程及仿真结果的分析。第五章 加工系统教学基本内容 :介绍顺序分配法与链式存储分配方法；一般加工系统的建模与仿真；利用 Flexsim 仿真软件进 行简单加工系统的建模与仿真，并分析输出结果。重点：顺序分配法与链式存储分配方法；一般加工系统的建模与仿真的方法。难点： 顺序分配法与链式存储分配方法；

7、一般加工系统的建模与仿真的方法。教学基本要求： 掌握顺序分配法与链式存储分配方法； 掌握一般加工系统的建模与仿真的方法。第六章 系统仿真输入数据的收集与分析教学基本内容 : 介绍数据的收集；分布识别；参数估计；拟合度的检验；相关性分析。重点： 数据分布的识别方法；数据分布参数的估计方法；数据拟合度的检验方法；数据相关性分析方 法。难点： 数据分布的识别方法；数据分布参数的估计方法；数据拟合度的检验方法；数据相关性分析方 法。教学基本要求：熟悉数据分析的步骤；掌握数据分布的识别方法；掌握数据分布参数的估计方 法；掌握数据拟合度的检验方法；掌握数据相关性分析方法。第七章 仿真的输出分析教学基本内容

8、 : 介绍系统仿真的性能测度及估计；系统终态仿真输出结果分析；系统稳态仿真输出分析。重点： 点估计与去见估计的方法；终态与稳态仿真的输出分析。难点：点估计与去见估计的方法；终态与稳态仿真的输出分析。教学基本要求：了解输出分析的目的，理解瞬态（终态）与稳态（非终态）仿真的区别；掌握 点估计与去见估计的方法；掌握终态仿真的输出分析方法；掌握稳态仿真的输出分析。第八章 仿真方案的比较和评价教学基本内容 :介绍仿真方案的比较方法。第九章 生产系统仿真实例教学基本内容 :介绍 Flexsim 仿真软件与生产系统仿真事例。重点：Flexsim软件基本单元和功能模块；Flexsim仿真软件建模与仿真过程；利

9、用Flexsim仿真软件 对简单生产系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行分析。难点：利用Flexsim仿真软件对简单生产系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行分析。教学基本要求：了解 Flexsim的主要特点，熟悉其基本单元和功能模块；了解 Flexsim仿真软 件在生产系统建模与仿真中的应用；掌握 Flexsim仿真软件建模与仿真过程；能够利用 Flexsim仿 真软件对简单生产系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行分析。四、课程学时分配讲课内容讲课 学时实验学时（含各类实践教学活动）合计 学时第一章绪论44第二章生产仿真用概率统计66第三章排队系统8210第四章库存系统8210第五章加工系统8

10、210第六章系统仿真输入数据的收集与分析628第七章仿真的输出分析628第八章仿真方案的比较和评价44第九章生产系统仿真实例44总计541064五、课程习题要求每章根据学生学习情况，留有一定数量的思考题供学生课后复习，巩固课堂教学效果，并进行 讲评。六、课程的实验内容与要求序号实验名称实验内容及要求计划学时1单服务排队系统的仿真结合本课程的特点，使学生初步了 解离散事件系统仿真及仿真建模的基 本方法，学会仿真的操作，掌握或提高 系统化分析问题和解决问题的能力。为 系统化管理生产打下基础。课程为学生 提供Flexsim仿真软件。22库存系统的仿真程序编制和 系统优化仿真23简单生产系统的仿真建模和 仿真运行24仿真输入/输出数据分析与 评价2七、考核方式以期末闭卷考试成绩为主，参考课堂提问、课堂讨论、实验、平时作业及出勤情况等，综合评定给出成绩。八、课程的主要参考书1、 离散事件系统建模与仿真，顾启泰，1998年，清华大学出版社2、 Simulation Modeli ng and An alysis. Law Averill M., K