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文檔簡(jiǎn)介

1、二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型1、延續(xù)形狀系統(tǒng)與離散事件系統(tǒng)1延續(xù)形狀系統(tǒng) 特點(diǎn):系統(tǒng)形狀隨時(shí)間延續(xù)變化,系統(tǒng)形狀變化是由時(shí)間驅(qū)動(dòng)的; 建模方法:系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型; 描畫(huà)問(wèn)題:.二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型2離散事件系統(tǒng) 特點(diǎn):系統(tǒng)形狀只在事件發(fā)生的時(shí)辰發(fā)生變化,形狀變化是不延續(xù)的,在相鄰兩個(gè)事件發(fā)生之間,系統(tǒng)形狀不發(fā)生變化 ; 建模方法:Petri網(wǎng)模型; 描畫(huà)問(wèn)題:.二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型2、Petri 網(wǎng)簡(jiǎn)介 1Petri網(wǎng)的作用 研討離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一種工具:提示出被模擬的系統(tǒng)在構(gòu)造和動(dòng)態(tài)行為方面的重要信息,由此對(duì)被模擬的系統(tǒng)進(jìn)展評(píng)價(jià),并提出改良(或改

2、動(dòng))系統(tǒng)的建議。 2Petri網(wǎng)的類型根本Petri網(wǎng)條件/事件系統(tǒng)低級(jí)Petri網(wǎng)庫(kù)所/變化網(wǎng)賦時(shí)Petri網(wǎng)著色Petri網(wǎng)隨機(jī)Petri網(wǎng)離散/延續(xù)混合Petri網(wǎng)模糊Petri網(wǎng). 3調(diào)查一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)加工車(chē)間的Petri網(wǎng)模擬問(wèn)題 問(wèn)題描畫(huà) 車(chē)間等待到有工件來(lái)到,便進(jìn)展加工,然后把加工好的工件送出去。事件前提條件后繼條件1無(wú)b2a、bc3cd、a4d無(wú)前提條件:事件發(fā)生需求成立的條件;后繼條件:事件發(fā)生引起前提條件消逝,并產(chǎn)生一些其它條件。 事件動(dòng)作 1. 一個(gè)工件送來(lái); 2. 車(chē)間開(kāi)場(chǎng)加工工件; 3. 工件的加工完成; 4. 把加工好的工件送出去。 形狀條件 a. 車(chē)間在等待; b.

3、 工件到達(dá)并等待加工; c. 車(chē)間正在加工工件; d. 工件加工終了。觸發(fā)事件發(fā)生引發(fā)形狀變化事件動(dòng)作與形狀條件二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型. 用變化模擬事件,用庫(kù)所模擬條件。一個(gè)變化的輸入庫(kù)所即是它所對(duì)應(yīng)的事件的前提條件,而輸出庫(kù)所是它的后繼條件。 一個(gè)事件的發(fā)生,對(duì)應(yīng)相應(yīng)變化的激發(fā)。條件的成立由對(duì)應(yīng)于這個(gè)條件的庫(kù)所中有一個(gè)標(biāo)志來(lái)表示。 當(dāng)一個(gè)變化激發(fā)時(shí),把表示其前提條件成立的使能標(biāo)志移走,而產(chǎn)生出新的其后繼條件成立的標(biāo)志。二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型Petri網(wǎng)模型及其運(yùn)轉(zhuǎn)變化庫(kù)所標(biāo)志例如.3、Petri 網(wǎng)根本概念1根本術(shù)語(yǔ)資源 與系統(tǒng)形狀發(fā)生變化有關(guān)的要素,如原料、

4、零件、產(chǎn)品、人員、工具、設(shè)備、數(shù)據(jù)及信息等。 庫(kù)所/位置(Place) 不僅表示一個(gè)場(chǎng)所,且表示在該場(chǎng)所存放了一定的資源。“庫(kù)所代表“條件。變化(Transition) 資源的耗費(fèi)、運(yùn)用及產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于形狀元素庫(kù)所的變化?!白兓怼笆录?。二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型.二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型2 Petri網(wǎng)的數(shù)學(xué)構(gòu)造定義及圖形表示定義1 一個(gè)根本Petri網(wǎng)PN是一個(gè)三元組N=P,T,F(xiàn),P為庫(kù)所集,T為變化集,F(xiàn)為流關(guān)系一個(gè)P元素和一個(gè)T元素之間的有向弧組成的集合。低級(jí)PN為五元組 標(biāo)識(shí)mi:庫(kù)所內(nèi)的標(biāo)志令牌數(shù)1根本Petri網(wǎng)=1 權(quán)重wi:資源的耗費(fèi)量或消費(fèi)量1 根

5、本Petri網(wǎng)=1 .二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型定義2 設(shè) ,令 分別稱為變化t的輸入庫(kù)所集或t的前集和t的輸出庫(kù)所集或t的后集。 .二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型3變化條件和觸發(fā)規(guī)那么變化條件 一個(gè)Petri網(wǎng)PN是一個(gè)六元組N=(P,T, F, K, W, M0)。對(duì)于 , 假設(shè)在標(biāo)識(shí)M下, 成立,那么稱變化t在M下有效,這時(shí)也說(shuō)M授權(quán)t發(fā)生。.二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型觸發(fā)規(guī)那么 假設(shè)t在M下有效,那么M授權(quán)t發(fā)生。發(fā)生后,M變成如下定義的新標(biāo)識(shí)M 當(dāng)一個(gè)變化發(fā)生后,從每一個(gè)輸入庫(kù)所中移出與輸入弧權(quán)數(shù)相等的標(biāo)志數(shù)令牌數(shù),在每一個(gè)輸出庫(kù)所中產(chǎn)生與輸出弧權(quán)數(shù)相

6、等的標(biāo)志數(shù)。.(4) Petri網(wǎng)事件邏輯關(guān)系順序關(guān)系 并發(fā)關(guān)系 沖突關(guān)系 二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型.迷惑關(guān)系 死鎖關(guān)系 二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型.合并關(guān)系 同步關(guān)系 優(yōu)先關(guān)系 二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型.例1例2二、仿真模型(二) Petri 網(wǎng)模型.Petri網(wǎng).三、物流系統(tǒng)仿真概述一系統(tǒng)仿真的概念 針對(duì)真實(shí)系統(tǒng)首先建立模型,然后在模型上進(jìn)展實(shí)驗(yàn),用模型替代真實(shí)系統(tǒng),從而研討系統(tǒng)性能的方法稱為系統(tǒng)仿真。 根據(jù)模型的不同,系統(tǒng)仿真主要分為: 根據(jù)所研討的系統(tǒng)不同,系統(tǒng)仿真又可分為:物理仿真數(shù)學(xué)仿真混合模型:物理數(shù)學(xué)仿真延續(xù)系統(tǒng)仿真離散系統(tǒng)仿真.二系統(tǒng)仿

7、真的普通步驟 1調(diào)研系統(tǒng),設(shè)立目的 2搜集數(shù)據(jù),建立模型 3編制程序 4運(yùn)轉(zhuǎn)仿真模型 5輸出結(jié)果分析 .三系統(tǒng)仿真一些根本概念 1實(shí)體:是指組成系統(tǒng)的物理單元,如物流系統(tǒng)中的AGV、緩沖站、倉(cāng)庫(kù)貨物及工件等??煞譃闀簳r(shí)實(shí)體和永久實(shí)體兩類 。 2事件:是指引起系統(tǒng)變化的行為,也就是說(shuō),系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程是靠事件來(lái)驅(qū)動(dòng)的。分必然事件和條件事件。 3成分:成分與實(shí)體是同一概念,只是根據(jù)習(xí)慣,在描畫(huà)系統(tǒng)時(shí)用實(shí)體而在模型描畫(huà)中用成分。成分分為自動(dòng)成分和被動(dòng)成分 。.4活動(dòng):兩個(gè)相鄰發(fā)生的事件之間的過(guò)程稱為活動(dòng),它標(biāo)志著系統(tǒng)形狀的轉(zhuǎn)移。5進(jìn)程:假設(shè)干事件與假設(shè)干活動(dòng)組成的過(guò)程稱為進(jìn)程,它描畫(huà)了各事件活動(dòng)發(fā)生的

8、相互邏輯關(guān)系。 6仿真鐘:用于仿真時(shí)間的變化。 .四離散事件系統(tǒng)仿真方法 離散事件系統(tǒng)仿真的仿真鐘推進(jìn)方法分為:常用的仿真算法有:下一事件步長(zhǎng)法固定增量法。 面向事件的調(diào)度法:是面向事件的方法,適宜于活動(dòng)繼續(xù)時(shí)間比較確定的系統(tǒng)。 面向活動(dòng)的活動(dòng)掃描法:是面向活動(dòng)的?;顒?dòng)開(kāi)場(chǎng)和終了是系統(tǒng)形狀變化的標(biāo)志,而活動(dòng)的開(kāi)場(chǎng)與終了不僅取決于時(shí)間要素,還取決于其它的要素條件要素。 面向進(jìn)程的進(jìn)程交互法:是事件調(diào)度法與活動(dòng)掃描法的結(jié)合。它是以模型的各個(gè)自動(dòng)成分的活動(dòng)為主線來(lái)調(diào)度事件生成的順序的。 .五仿真結(jié)果分析 一次仿真的結(jié)果,只能是系統(tǒng)性能的一次抽樣分析,不能完全代表系統(tǒng)“真正的性能。這就要求經(jīng)過(guò)多次察看

9、隨機(jī)變量,用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)展分析。 .六物流系統(tǒng)仿真軟件引見(jiàn) 1SIMAnimation SIMAnimation是美國(guó)3i公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的集成化物流仿真軟件。包括規(guī)劃編輯器、實(shí)驗(yàn)編輯器和完好的用戶報(bào)表編輯器。同時(shí)仿真模型還包括豐富的交互特點(diǎn)。 SIMAnimation允許用戶仿真復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),像動(dòng)力學(xué)和速度,像機(jī)器人、車(chē)床、傳輸通道、特殊空間中顯示,包括傳輸、旋轉(zhuǎn)、有形物體、視角和不斷運(yùn)動(dòng)視覺(jué)。.2Automod Automod是Brooks公司開(kāi)發(fā)三維物流仿真軟件,主要包括了三大模塊:AutoMod、AutoStat和AutoView。 .用Automod進(jìn)展物流配送中心規(guī)劃仿真實(shí)例 .

10、3ShowFlow ShowFlow 仿真軟件可為制造業(yè)和物流業(yè)提供建模、仿真、動(dòng)畫(huà)和統(tǒng)計(jì)分析工具。4Quest Quest是法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)Dassault Systemes公司開(kāi)發(fā),針對(duì)設(shè)備建模、實(shí)驗(yàn)、分析設(shè)備分布和工藝流程的柔性、面向?qū)ο蟮?、基于延續(xù)事件的公用模擬軟件。 .5Stream Stream 是日本三井造船股份開(kāi)發(fā)的仿真軟件,其最大特點(diǎn)是從日文命令組中選出并陳列的方式記述每一個(gè)設(shè)備的控制邏輯,關(guān)于制造完成的模型,依然沿襲運(yùn)用了其前身MiFactory。 .6Witness Witness是英國(guó)Lanner Group的產(chǎn)品,是平面離散系統(tǒng)消費(fèi)線仿真器,操作簡(jiǎn)單,在低配置計(jì)算機(jī)上也完

11、全可以靈敏運(yùn)用,是消費(fèi)線仿真器的老字號(hào),其齊備的根本仿真功能和處置優(yōu)勢(shì),不斷是大家所公認(rèn)的。 .7Flexsim Flexsim運(yùn)用深層開(kāi)發(fā)對(duì)象,這些對(duì)象代表著一定的活動(dòng)和排序過(guò)程。 8.RaLC 樂(lè)龍RaLC軟件由日本AIS人工智能效力開(kāi)發(fā),上海樂(lè)龍人工智能軟件為其在華獨(dú)資子公司,完全中文化界面。9. Exend Exend系統(tǒng)仿真軟件是由美國(guó)Imagine That公司開(kāi)發(fā)的通用仿真平臺(tái)。 .第四節(jié) 物流系統(tǒng)仿真實(shí)例實(shí)例1:企業(yè)物流庫(kù)存子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真 本例以國(guó)內(nèi)某儀表消費(fèi)廠家的企業(yè)物流庫(kù)存作為例子,闡明用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)展企業(yè)物流庫(kù)存仿真分析的方法和過(guò)程,數(shù)據(jù)來(lái)源于該儀表企業(yè)。 .1分析

12、問(wèn)題 庫(kù)存的存在是企業(yè)的一種無(wú)法的選擇,一方面,庫(kù)存的存在可以彌補(bǔ)企業(yè)由于無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)的需求變化;另一方面,庫(kù)存的存在占用企業(yè)資金,添加企業(yè)運(yùn)營(yíng)本錢(qián)。2系統(tǒng)邊境確實(shí)定 庫(kù)存分為兩類:一類是產(chǎn)品庫(kù)存;一類是原資料庫(kù)存。 . 企業(yè)物流庫(kù)存子系統(tǒng)邊境 .3系統(tǒng)構(gòu)造分析 4反響分析企業(yè)物流庫(kù)存系統(tǒng)因果關(guān)系反響圖 .5系統(tǒng)流圖企業(yè)物流庫(kù)存系統(tǒng)的系統(tǒng)流圖 .6仿真結(jié)果分析.企業(yè)物流庫(kù)存系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果 .實(shí)例2:自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)系統(tǒng)的Petri網(wǎng)建模和仿真 1自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理 本例研討的是巷道式消費(fèi)性自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng),其構(gòu)造平面圖如下圖,系統(tǒng)主要由貨架區(qū)、堆垛機(jī)、出/入庫(kù)臺(tái)和出入庫(kù)緩沖區(qū)四部分組成,整體布置采用同端出入庫(kù)式。 .自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)平面圖 .2自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)系統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型的建立.3自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)調(diào)度仿真仿真時(shí)間(h)堆垛機(jī)忙閑比在緩沖站滯留4min以上的貨物比例3200.4740.714仿真結(jié)果表 . 本

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