面向事件進(jìn)程的建模方法解析課件

1、1 面向事件/進(jìn)程的建模方法（實(shí)體流法EFC和活動循環(huán)圖法） 1 面向事件/進(jìn)程建模方法概述1.制造系統(tǒng)分類(1).連續(xù)事件系統(tǒng)是指系統(tǒng)的狀態(tài)在連續(xù)的時間點(diǎn)上發(fā)生變化的系統(tǒng)。（如化工系統(tǒng)）(2).離散事件系統(tǒng)是指系統(tǒng)的狀態(tài)僅在離散的時間點(diǎn)上發(fā)生變化的系統(tǒng)。（如機(jī)械制造系統(tǒng)）2特點(diǎn)：連續(xù)型數(shù)據(jù)量小，簡單離散型量大面廣，復(fù)雜 舉例： 研究電機(jī)控制系統(tǒng)時電機(jī)的開關(guān)動作 離散型電機(jī)的轉(zhuǎn)速 連續(xù)型31 面向事件/進(jìn)程建模方法概述2.離散事件系統(tǒng)中的基本概念實(shí)體(Entity)實(shí)體是指一個系統(tǒng)邊界內(nèi)部的客觀對象，離散事件系統(tǒng)是由實(shí)體組成的。實(shí)體分為臨時實(shí)體和永久實(shí)體。臨時實(shí)體：先進(jìn)入系統(tǒng)并經(jīng)過相應(yīng)的環(huán)節(jié)后

2、再離開系統(tǒng)，且在系統(tǒng)中的數(shù)量經(jīng)常變化的實(shí)體，又稱為主動實(shí)體、活動實(shí)體。永久實(shí)體：經(jīng)常處于系統(tǒng)之內(nèi)，其數(shù)量保持穩(wěn)定的實(shí)體，又稱為被動實(shí)體。 41 面向事件/進(jìn)程建模方法概述 舉例：某理發(fā)店只有一名理發(fā)師。在正常的工作時間內(nèi)，如果理發(fā)店沒有顧客，則理發(fā)師空閑；如果有顧客，則為顧客理發(fā)。如果顧客到達(dá)理發(fā)店時，理發(fā)師正在為其他顧客服務(wù)，則新來的顧客在一旁排隊(duì)等候。顧客為臨時實(shí)體，理發(fā)師為永久實(shí)體事件(Event)事件是引起系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的行為。分類：時間事件：依照系統(tǒng)的作業(yè)規(guī)則在預(yù)訂時間發(fā)生的事件。（上課鈴聲）51 面向事件/進(jìn)程建模方法概述狀態(tài)事件：當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)符合某種條件下發(fā)生的事件。 （穩(wěn)度調(diào)節(jié)

3、器）基本事件：其發(fā)生可以事先加以預(yù)測的事件。 （顧客的到達(dá)）二次事件：發(fā)生與否則取決于其他事件。（顧客接受服務(wù)） 顧客到達(dá)為一類事件，顧客離開為一類事件。 61 面向事件/進(jìn)程建模方法概述活動(Active)活動是實(shí)體在兩個事件之間保持某一狀態(tài)的持續(xù)過程。進(jìn)程(Process)進(jìn)程是由與某類實(shí)體相關(guān)的事件和若干活動組成的，它描述了這些事件和活動間的相互邏輯關(guān)系和時序關(guān)系。顧客到達(dá)系統(tǒng)-排隊(duì)-開始接受服務(wù)-服務(wù)完畢的過程71 面向事件/進(jìn)程建模方法概述3.面向事件建模81 面向事件/進(jìn)程建模方法概述4.面向進(jìn)程建模建立一套完整有效的描述經(jīng)營過程的模型面向事件和進(jìn)程的建模方法有以下兩種：實(shí)體流圖法

4、和活動循環(huán)圖法。91 面向事件/進(jìn)程建模方法概述2 實(shí)體流圖法2.1 實(shí)體流圖法概述2.2 實(shí)體流圖法的建模思路2.3 模型的人工運(yùn)行102.1 實(shí)體流圖法概述 實(shí)體流圖法(Entity Flow Chart，EFC) 采用與計(jì)算機(jī)程序流程圖相類似的圖示符號和原理 ，建立表示臨時實(shí)體產(chǎn)生、在系統(tǒng)中流動、接受永久實(shí)體“服務(wù)”，以及消失等過程的流程圖。 借助實(shí)體流程圖，可以表示事件狀態(tài)變化及實(shí)體間相互作用的邏輯關(guān)系。 112.1 實(shí)體流圖法概述 在離散事件系統(tǒng)中實(shí)體流圖法應(yīng)用比較普遍，原因如下： (1).計(jì)算機(jī)程序框圖的思想和方法已廣為人們所接受； (2).實(shí)體流圖法簡單，且對離散事件系統(tǒng)的描述比

5、較全面。122.2 實(shí)體流圖法的建模思路 為了準(zhǔn)確地建立實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)體流圖模型，對建模者的要求有以下兩點(diǎn)。 (1).對實(shí)際系統(tǒng)的工作過程有深刻的理解和認(rèn)識。 (2).將事件、狀態(tài)變化、活動和隊(duì)列等概念貫穿于建模過程中。132.2 實(shí)體流圖法的建模思路建模的一般步驟如下：(1).明確組成系統(tǒng)的各個實(shí)體及其屬性(2).分析各種實(shí)體的狀態(tài)和活動，及其相互間的影響。(3).考察那些導(dǎo)致活動的開始或結(jié)束的事情，或者是可以作為活動開始或結(jié)束的標(biāo)志的事件，以確定引起實(shí)體狀態(tài)變化的事件，并將條件事件合并。142.2 實(shí)體流圖法的建模思路 (4).分析各種事件發(fā)生時實(shí)體狀態(tài)是如何變化的。 (5).在一定的服務(wù)流

6、程下，分析與隊(duì)列實(shí)體有關(guān)系的特殊操作(如換隊(duì)等)。 (6).根據(jù)以上分析，以臨時實(shí)體的流動為主線，用約定的圖示符號畫出被仿真系統(tǒng)的實(shí)體流圖。152.2 實(shí)體流圖法的建模思路 (7).確定模型參數(shù)的取值、參變量的計(jì)算方法及屬性描述變量的取值方法。屬性描述變量(例如顧客到達(dá)時間、服務(wù)時間等)既可以取一組固定值，也可以由某一公式計(jì)算得到，還可以是一個隨機(jī)變量。如果屬性描述變量是隨機(jī)變量，就應(yīng)該給出其分布函數(shù)。 (8).確定隊(duì)列的排隊(duì)規(guī)則。當(dāng)有多個隊(duì)列存在時，還應(yīng)給出其服務(wù)規(guī)則，例如隊(duì)列的優(yōu)先權(quán)、換隊(duì)規(guī)則等。162.3模型的人工運(yùn)行 建立實(shí)體流程圖模型后，選取有代表性的例子將流程圖全部走一遍，即所謂人

7、工運(yùn)行。 人工運(yùn)行模型要求遍歷流程圖的各個分支和實(shí)體的各種可能狀態(tài)，在時間逐步變化的動態(tài)條件下，分析事件的發(fā)生及狀態(tài)的變化過程，以檢查模型的組成和邏輯關(guān)系是否正確。173 活動循環(huán)圖法 活動循環(huán)圖(Activity Cycle Diagram)法的基本原理 (1). 活動循環(huán)圖（ACD）法以圖形直觀地顯示系統(tǒng)狀態(tài)及其變化。 (2).ACD法認(rèn)為，系統(tǒng)中的每個實(shí)體都按照各自的方式循環(huán)地發(fā)生變化，存在靜止（以表示）和活動（以表示）兩種狀態(tài)，這兩種狀態(tài)在實(shí)體的循環(huán)中交替出現(xiàn)（以表示兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換）。183 活動循環(huán)圖法 (3).ACD法認(rèn)為，系統(tǒng)的狀態(tài)就是全部個體狀態(tài)變化的集合。當(dāng)研究對象比較復(fù)

8、雜、包含的實(shí)體數(shù)目較多時，可以對系統(tǒng)建立不同層次的ACD模型，將高層次模型進(jìn)一步分解為低層次的模型。 (4).ACD法注重個體的活動，系統(tǒng)狀態(tài)的變化時全部個體狀態(tài)變化的集合。193 活動循環(huán)圖法 ACD法的缺點(diǎn)： (1).當(dāng)系統(tǒng)龐大、復(fù)雜時，活動循環(huán)圖將十分復(fù)雜; (2).ACD法只描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，而不研究系統(tǒng)的瞬態(tài)（如動作的開始、結(jié)束等）; (3).ACD法缺乏定量的分析工具。203 活動循環(huán)圖法ACD法的建模方法與建模過程 常用術(shù)語(1).實(shí)體:是指組成系統(tǒng)的各種要素，是ACD產(chǎn)生活動的主體。(2).活動:表示實(shí)體正處于某種動作狀態(tài)?；顒拥某掷m(xù)時間也稱為周期。(3).隊(duì)列:用來表示實(shí)體處于

9、靜止或等待狀態(tài)。213 活動循環(huán)圖法(4).實(shí)體的行為模式。實(shí)體的行為始終遵循“活動隊(duì)列活動”的交替變化規(guī)則。(5).直聯(lián)活動和虛擬隊(duì)列。如果在任何情況下，某一活動完成后，其后續(xù)活動就立即開始，則稱后續(xù)活動為直聯(lián)活動。直聯(lián)活動與前面活動之間為一個等待時間為0的隊(duì)列，即虛擬隊(duì)列。(6).合作活動。指一個活動要求有多于一個的實(shí)體參加才能開始。224 實(shí)體流圖法的實(shí)例例1（理發(fā)店服務(wù)系統(tǒng)) 有一個小理發(fā)店只有一個理發(fā)員，顧客來到理發(fā)店后，如果有其他顧客正在理發(fā)就坐在一旁等候。理發(fā)員按先來先理的原則為每一位顧客服務(wù)，而且只要有顧客就不停歇。建模目的是在假定顧客到達(dá)時間間隔和理發(fā)花費(fèi)的時間服從一定的概率

10、分布時，考察理發(fā)員的忙閑情況。234 實(shí)體流圖法的實(shí)例(1).辨識系統(tǒng)實(shí)體顧客隊(duì)列；理發(fā)員；顧客。(2).分析實(shí)體的狀態(tài)和活動類實(shí)體組成理發(fā)員：理發(fā)和休息；顧客：等待服務(wù)和接受服務(wù);顧客隊(duì)列的狀態(tài)以隊(duì)列長度標(biāo)識。(3).分析實(shí)體狀態(tài)的變化情況理發(fā)員：忙閑；顧客：等待服務(wù)接受服務(wù)結(jié)束服務(wù)244 實(shí)體流圖法的實(shí)例(4).分析引起狀態(tài)變化的事件前提（1）隊(duì)列狀態(tài)為0： 顧客到達(dá)服務(wù)活動開始； 顧客離去服務(wù)活動結(jié)束。 （2）隊(duì)列狀態(tài)大于0： 顧客到達(dá)隊(duì)列加1； 顧客離去隊(duì)列減1 。254 實(shí)體流圖法的實(shí)例(5).分析隊(duì)列實(shí)體的操作 由于只有一個隊(duì)列，而且顧客不會因排隊(duì)人數(shù)太多而離去，因此隊(duì)列規(guī)則很簡單

11、，沒有換隊(duì)等特殊的隊(duì)列操作。(6).畫出系統(tǒng)實(shí)體流程圖264 實(shí)體流圖法的實(shí)例(7).確定模型參變量 需給出的模型屬性變量有：顧客的到達(dá)時間 （隨機(jī)變量）、理發(fā)員為顧客理發(fā)所需的服務(wù)時間（隨機(jī)變量）等。(8).給出排隊(duì)規(guī)則 隊(duì)列的排隊(duì)規(guī)則先到先服務(wù)（FIFO）274 實(shí)體流圖法的實(shí)例284 實(shí)體流圖法的實(shí)例例2（售票窗口服務(wù)系統(tǒng)） 電影院雇用一名售票員同時負(fù)責(zé)電影票的銷售和對電話問詢者的咨詢服務(wù)。窗口服務(wù)比電話服務(wù)優(yōu)先級高。問詢者打來的電話由電話系統(tǒng)存儲后按先來先服務(wù)的規(guī)則一一予以答復(fù)。建模的目的是研究售票員的忙閑率。294 實(shí)體流圖法的實(shí)例(1).辨識系統(tǒng)實(shí)體（售票員、購票者、電話問詢者、購

12、票隊(duì)列，問詢隊(duì)列）(2).分析實(shí)體的狀態(tài)和活動類實(shí)體組成(3).分析實(shí)體狀態(tài)的變化情況(4).分析引起狀態(tài)變化的事件(購票者到達(dá)，問詢者到達(dá)，購票者結(jié)束排隊(duì)，問詢者結(jié)束排隊(duì))304 實(shí)體流圖法的實(shí)例 (5).分析隊(duì)列實(shí)體的操作（兩個對列，不可以換隊(duì)） (6).畫出系統(tǒng)實(shí)體流程圖 (7).確定模型參變量（購票者到達(dá)時間，電話問詢者到達(dá)時間，售票服務(wù)時間，問詢服務(wù)時間 均為隨機(jī)變量） (8).給出排隊(duì)規(guī)則（FIFO）314 實(shí)體流圖法的實(shí)例32335 活動循環(huán)圖實(shí)例例3：某加工系統(tǒng)有兩個實(shí)體：一臺半自動機(jī)床和一名操作工。工人負(fù)責(zé)安裝工件和從機(jī)床上取下工件。工件安裝完畢后，機(jī)床就可以自動地完成工件的

13、加工。加工完畢，機(jī)床停止，直到工人安裝一個新的工件，再開始下一個加工循環(huán)。345 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD法的建模方法與建模過程355 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD法的建模方法與建模過程5 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?65 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?75 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?85 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?95 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?05 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?15 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?25 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?35 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?45 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?55 活動循環(huán)圖實(shí)例ACD模型的仿真運(yùn)行假設(shè)三臺機(jī)床加工順序?yàn)?