系统建模与仿真Extendsim2.

zhengznu irstitb：e Of AerordLL ca irdusLrv Managemeit20132014 学年第二学期 系统建模与仿真理论与实验报告 班级学号 姓名 成绩系统建模与仿真理论与实验报告一、认识仿真1、什么是仿真定义一：从仿真对象 牛津辞典：仿真是一种通过相似模型或者装置来模拟某种情形或者系统 行为方式的技术，用来更便捷地获取信息或者用来训练人员。 定义二：从技术本身着眼 计算机仿真是指在计算机上设计，并生成拥有许多变量的替代模型，模型中的这些变量与现实世界或者设计中的系统中的变量具有相同的动态运行法则。” 定义三：从仿真的作用和功效着眼 仿真是一个将对现实复杂系统的运作规律利用计算机方式有选择地，有针对性地在计算机内表达出来，并通过有目的的实验改善外部世界的有效手段。它是一个融合多种学科知识，又服务于多种学科的复合型应用，它是一个可以 研究因果关系、预测未来发展的有效工具之一。2、仿真的本质对有限资源分配、占用、释放方式进行研究的试验工具资源包括：时间资源、设备资源、人力资源、空间资源从理解到改善快速实验，测试多种建议想法；低成本，无风险，不需要中断正常运作；图形动画界面，有效的沟通工具3、管理离散系统特点(1描述了大部分现实系统随时间变化的演变(2仿真的运行是由在不确定时间点上发生的事件驱动(3仿真时间是跳跃的，间隔不一定相等，有时是不确定的(4因为是模拟随时间变化的演变，因此需要包含延迟模块，包括作业、运 输，或者广义的活动4、随机性在计算机虚拟中如何实现随机性在计算机虚拟中通过随机变量来实现的，随机变量又可分为离散型随机 变量和连续型 随机变量。(1)离散事件仿真： 描述了大部分现实系统随时间变化的演变 仿真的运行是由在不确定时间点上发生的事件驱动 仿真时间是跳跃的，间隔不一定相等，有时是不确定的 因为是模拟随时间变化的演变，因此需要包含延迟模块，包括作业、运输， 或者广义的活动 在 ExtendSim 中，主要由 Item 模块库中的模块搭建而成，如果仿真中需要 传递数据或信息，还可能包含 Value 模块库中的模块。 ExtendSim 模拟离散事件仿真，需要注意：1 模块可以来源于 Item 和 Value 模块库中的模块。2 至少有一个可以延迟时间的模块，例如 Activity, Transport, Convey Item 或 Workstation ，否则时间无法向前推进。3 必须有 Executive 模块，而且放置于模型的左上角，担当离散事件时钟的角 色。4 必须有物件生成模块，模拟需要被处理的物体或有处理能力的资源。生成模 块包括 Create 和 Resource Item。 默认情况下，产生的物件以绿色小球作为二维动 画图片。5 模块被激发的机制（2）ExtendSim 的连续仿真 不随时间推进的蒙特卡罗计算； 等时间步长推进的系统仿真； 基于 Agent 仿真其他四则运算、函数计算、概率计算5、ExtendSim 特点(1) 易用性：ExtendSim是唯一米用物件流和信息流可以同时在模块图标上 动态表达的仿真软件，采用模块组合的方式快速搭建模型，符合决策过程中的思维 方式。 学习曲线短，建模效率高，适合教学、科研和咨询领域；(2) 多用途：支持连续数值(包括蒙特卡罗等)、离散事件、离散速率(连 续流体)、批量化流程、基于Agent的复杂系统建模、基于State-Action状态决策 系统等多种建模方法的仿真集成平台(3) 可重复性和可扩展性：ExtendSim模块100%开放源代码，自带集成开发 环境，用户可以根据需要修改已有模块和创造全新模块，这些模块可以归类在用户 自己的模块库中，并加密保护，具备自己的知识产权，可以独立销售这些模块库， 可以重复使用。这一特点增加了模型设计的效率和增值潜力。此外，ExtendSim的 三维虚拟现实系统本身也是源代码开放的成熟软件产品。(4) 交互性：ExtendSim运行前无需编译模型；即使在模型运行过程中，参 数和模型逻辑也可以在线修改。方便的交互性可以快速回答和重新分析各种问题。(5) 规模性： ExtendSim 充分利用类 C 语言的强大功能和运算能力，并且支 持分层结构，所以可以用来创建含有成千上万个模块的复杂模型，运行效率在模型 超过上万个模块和对象时也挥洒自如。(6) 可视性：ExtendSim提供了快捷的二维动画和复杂逼真的三维动画开发 环境。ExtendSim的三维动画环境采用了最先进的开源网络游戏引擎，动画制作效 率高，效果栩栩如生。 而且三维虚拟现实引擎本身也是开源的。(7) 高级数据管理： ExtendSim 提供新一代图形化仿真数据库，和模型内参 数和表格动态链接，自动产生更多统计数据报告(8) 连接性：ExtendSim支持ActiveX/OLE控件和ODBC数据源。内嵌1000 多个系统函数可以实现和数据库、EXCEL和其他数据源的集成，充分利用WINDOWS 操作系统的资源，可以和 Delphi 、C+ Builder、Visual Basic、VisualC+代码链接；(9)性价比：ExtendSim从第一个版本开始，就秉持高性价比的理念，软件 的价格是其他主流仿真软件价格的 1/2 到 1/4，具有不可比拟的投资回报率。6、仿真步骤(1 创建模型并设置仿真参数；(2设置模块对话框参数；(3连接模块并运行仿真；(4 查看结果；(5 模型动画二、仿真实验1、真实系统描述一家自选超市决定为顾客提供购物小推车，购物小推车方便顾客携带物品，同 时，容量较大的中小推车可以在潜意识中让顾客采购更多的物品，填补购物车的空 间。但这些小推车需要超市花费成本来采购和维护。同时，为了小推车的行走和存 放，超市需要牺牲一定的商品摆放空间。所以超市面临一个决策问题，就是如何用 尽可能少的成本(小推车)获得最大的效益。 这个超市对顾客的到达进行了分 析，可以认为顾客到达时间服从指数分布，平均lmin来一位顾客。顾客到达时， 如果发现有空的小推车，就取一个进入到超市中；如果没有空的小推车，顾客也进 入到超市中，但只能靠双手来携带物品，不但会影响到顾客可以购买总商品的价 值，也会缩短顾客的购物时间。统计发现，没有小推车的顾客购物时间为5- 15min，购物金额在0-80元之间；而有小推车的顾客购物时间则为25-45min，购物金额在 50-200元之间，当顾客挑选完物品以后，就到出口的收款台处交款，收 款台处有一位收款员，所需时间为 1min ，结账后购物时间购物金额没推车的顾 客5一15min080 元有推牢的顾客25 5min502-00 元12h, 一个月工作 30 天）2、仿真逻辑图释放小推车3、建立 ExtendSim 模型双击桌面 ExtendSim7 LT 打开软件，分别在 Library 中打开所需要的模块，如Item 模块、宵小拾车离开无丰托牢I取.書申推半库则朝-I无推车咨:|m 士时款除块啊.梅愎活件亞就忆奈Resource Pool Release顾客释放小推车顾客离开ValueRandom Number设龙不同类和顾客的呃 间Constant是否获得了小推车Holding Tank用来统计所有顾客购软 总和Esccu-Livc!叭脣瑯述泵就弘血的时間Resuurce Peril小卅峠数毎.Create5亡1亡et Item Ouc呗丼益瑕小排右(JiKUC倾客打川小推T炉圧陀*屁FISelcet It亡eu IraiiLAWihirjHi：第一步：列出所需要模块建立模型将 Executive 、Resource Pool 图形从 Item 中调出来 , 表示仿真时钟和小推车数 量，并设置参数。设置参数如下：并按键确定第二步：从 Item 模块中将 Create 、Select Item Out 模块调出来，并设定 SelectItem Out 参数回 回L剧双击设置参数如下：并按键确定第三步：从 Item 模块中将 Queue 模块调出来, 并设置 Queue 的参数JU 3 Select Item Out1=1 l| 回 |Options item Animation 日lock Animation Ut)rnrnEni|Sends each item to a selected outputU日门celSpecify selection conditions-1Select options-I- Predict the path of the item before it enters this blockInvalid Select value:I- Show throughput on iconTtnoughp 血ISTq BkokSetM Queue斗chooses bottom outputSelect output based on: | select mrwEctoTop output is chosen by Select value: 0Link设置参数如下：/ 4 Qu sue =： Item CommentsQueueOptionsResults Item Animation Block AnimationSelect resource pools and set quantityResource Pool-:Csrt-r1Quantity 廿|土 |T日Ke fDITI 日nyESCillIXE 口口口1Resource quantity from: I TableI I- Show block numbers in popup 闵 I- Show resources on icon并按键确定第四步：从 Item 模块中将 Set 模块调出来，并设定顾客属性，然后再从 Value 模块中将 Random Number 、Constant 模块调出, 并并填入顾客的购物时间和是否获 得了小推车u并按键确定nub设置参数如下：并按键确定设置参数如下：并按键确定Minimur并按键确定Outputs a constant (or the sum of the constant plus an optional input valueCancel-Define a constant to outputConstant value: 00Result:I- Retain constant if updated from hierarchyI- Send message once at start of .simulation并按键确定 Ub并按键确定并按键确定第五步：从 Item 模块中将 Select Item In、 Activity 模块调出来，并设定 Activity 参数= ：kAMTlFWIill bl llkWaiUMllWI FjT JIUTUCI KJ.Rar-i L 二f 5RiftdL_回.0F0wr=7并按键确定第六步：从 Item 模块中将 Queue 、 Activity 、Get 模块调出来，并设定 Get 参 数, 然后从 Value 调出 Holding Tank 模块并按键确定第七步：从 Item 模块中将 Select Item Out 模块调出来，并设定参数双击 设置参数如下： 并按 键确定 第八步：从 Item 模块中将 Resource Pool Release 模块调出来，并设定参数双击 设置参数如下： 并按 键确定 第九步：从 Item 模块中将 Exit 模块调出 来，并设定参数0 双击 设置参数如下： 并按 键确定 第十步：最后将这些模块连起来，再加上 文字描述就完成仿真模型， 下图为建立的仿真模型 4、实验数据 初始推车数量： 20购物时间 没 推 车 的顾 515min 客 有 推 车的 顾 2545min 客 购物金额 0 80 元 50200 元总销售金额： 5、改善方案 可以增加一个收银台，以改善收银台利用率过高及 队列过长问题.