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1、7.5 模擬模型的應(yīng)用,成功模擬一個(gè)系統(tǒng)不是最終目標(biāo)!,模擬模型為實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行提供了一個(gè) 假想的“實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所”,模擬目的,描述一個(gè)現(xiàn)有的系統(tǒng),探索一個(gè)假設(shè)的系統(tǒng),設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的系統(tǒng),描述一個(gè)現(xiàn)有的系統(tǒng),例.一家工廠發(fā)現(xiàn)最近訂貨增加,不知按 現(xiàn)有生產(chǎn)條件是否能按合同及時(shí)交貨?,可通過(guò)模擬模型模擬現(xiàn)有生產(chǎn)情況, 分析從 原料的訂貨、交貨、生產(chǎn)工序的安排以及勞動(dòng) 力的組織等各因素對(duì)及時(shí)交貨的影響,找出薄 弱環(huán)節(jié).,對(duì)其進(jìn)行定量分析和相應(yīng)的改進(jìn),目標(biāo):保障醫(yī)院日常所需藥品的供應(yīng),,同時(shí)避免因藥物過(guò)期失效或占用過(guò)量資金造成的經(jīng)濟(jì)損失.,例. 某醫(yī)院準(zhǔn)備建立一個(gè)計(jì)算機(jī)管理的藥品庫(kù)存系統(tǒng),,探索一個(gè)假設(shè)的系

2、統(tǒng),經(jīng)模擬可對(duì)各種不同的庫(kù)存水平進(jìn)行比較, 優(yōu)選出合理的存儲(chǔ)方案,使系統(tǒng)在建立之前 就有科學(xué)的依據(jù).,設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的系統(tǒng),例.工廠生產(chǎn)的某種產(chǎn)品由多種零配件裝配 而成,可建立一個(gè)模擬模型,尋求一種較好的 零件加工順序和機(jī)器設(shè)備的分配方法,提高設(shè) 備利用率.,模擬模型是現(xiàn)代化企業(yè)管理的有效工具,為描述、探索、設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng), 對(duì)模擬模型 及模擬結(jié)果常進(jìn)行下述分析工作:,1. 收集系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的統(tǒng)計(jì)值,例如, 理發(fā)店系統(tǒng)模擬中感興趣的有平均隊(duì) 長(zhǎng), 最大隊(duì)長(zhǎng),顧客的平均等待時(shí)間,兩位服務(wù) 員工作時(shí)間百分比等等.,又如, 模擬港口的運(yùn)轉(zhuǎn)是為了研究港口是否 出現(xiàn)擁擠情況, 希望了解港口的服務(wù)率等指標(biāo).,

3、2. 比較系統(tǒng)的備選裝置,要改變一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的 復(fù)雜系統(tǒng)的部分裝置,費(fèi)時(shí)間和資金,借助于模擬模型, 可迅速而容易地改變 系統(tǒng)。,3. 研究參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的影響,僅需對(duì)結(jié)果進(jìn) 行分析檢驗(yàn), 就能確定是否 對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)執(zhí) 行這種改變.,例如,新產(chǎn)品的研制和投產(chǎn)是十分重要而帶有 風(fēng)險(xiǎn)性的決策性問(wèn)題,若失敗其后果往往是十 分嚴(yán)重的.,解決方案:經(jīng)各方面的調(diào)查和分析,把不確 切的因素考慮進(jìn)模型中去, 變換有關(guān)的參數(shù)進(jìn) 行多次模擬試驗(yàn), 全面地認(rèn)識(shí)這些不確切因素 所起的作用。,4. 研究改變假設(shè)對(duì)系統(tǒng)的影響,例.理發(fā)店系統(tǒng)模擬問(wèn)題中,做了較多的簡(jiǎn) 化假設(shè), 如果對(duì)假設(shè)做一些改變, 就能得到不 同的模擬模型,

4、可分析假設(shè)改變引起的變化.,5.尋求系統(tǒng)的最佳工作條件,一個(gè)系統(tǒng)可能有若干種不同的運(yùn)行調(diào)度方 案,想找出“最佳”方案。,例.理發(fā)店系統(tǒng),從顧客的觀點(diǎn)出發(fā), 關(guān)心平均等待服務(wù)時(shí)間, 平均隊(duì)伍長(zhǎng)度等.,從店主的立場(chǎng)關(guān)心的是服務(wù)員的空閑時(shí)間, 顧客離去率等等.,在某種評(píng)價(jià)最佳調(diào)度的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)下, 尋求最佳 方案:配置合適的服務(wù)員人數(shù),規(guī)定服務(wù)員的 工作時(shí)間等。,模擬次數(shù)的確定,的幾點(diǎn)注意:建立模擬模型,模擬模型的詳盡程度,初始狀態(tài)對(duì)模擬模型的影響,1.模擬模型的幾次運(yùn)行不能充分描述現(xiàn)實(shí) 系統(tǒng)的性質(zhì)與規(guī)律。應(yīng)該做足夠多次(合 適)的模擬運(yùn)行后,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析.,2.構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)的模擬模型,要抓住系統(tǒng)中的

5、 主要因素.模擬模型并非越現(xiàn)實(shí),越詳盡越好.,*包羅萬(wàn)象的模擬模型在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)十分 困難;,* 增大運(yùn)算工作量;,* 事無(wú)巨細(xì)通通包羅, 勢(shì)必分不清主次, 造成 對(duì)模擬結(jié)果分析的困難.,原則:牢記建模目標(biāo), 根據(jù)實(shí)際問(wèn)題需要 來(lái)確定模擬模型應(yīng)詳盡到何種程度.,3. 消除初始狀態(tài)對(duì)模擬模型運(yùn)算結(jié)果的影響.,若系統(tǒng)進(jìn)入典型的工作狀態(tài),長(zhǎng)時(shí)期或無(wú)限 制地運(yùn)轉(zhuǎn)下去,稱其進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。,初始 狀態(tài),過(guò)渡狀態(tài),穩(wěn)定狀態(tài),達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前的狀態(tài)稱為過(guò)渡狀態(tài);,過(guò)渡狀態(tài)依賴于初始狀態(tài).,模擬模型的每一次模擬都是從特定的初始狀態(tài)開(kāi)始,例如理發(fā)店系統(tǒng),從“無(wú)顧客到達(dá),A和B服務(wù)員均空閑”的初始狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)行模擬.

6、,有時(shí)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間以后, 模擬結(jié)果還依賴于 初始狀態(tài).,一個(gè)系統(tǒng)是在穩(wěn)定狀態(tài)條件下按正常情況設(shè) 計(jì)的,通常希望了解系統(tǒng)的正常工作狀況.,做結(jié)果分析時(shí),希望 消除初始狀態(tài)的影響,從試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù) 中截去過(guò)渡狀態(tài)段,無(wú)一般的方法識(shí)別, 靠試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn).,使用隨機(jī)數(shù)進(jìn)行模擬,應(yīng)對(duì)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn); 2. 注意消除“種子”和周期的影響.,例7.5.1 理發(fā)店系統(tǒng)模擬分析工作 從店主的立場(chǎng)出發(fā),設(shè)置的最終目標(biāo)是使系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài),以獲取較高的經(jīng)濟(jì)效益.,(1) 顧客的平均等待時(shí)間;,(2) 平均隊(duì)列長(zhǎng)度;,(3) 最大隊(duì)列長(zhǎng)度;,(4) 兩位服務(wù)員工作時(shí)間的百分比.,有必要收集系統(tǒng)的下述指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值

7、:,假設(shè)模擬時(shí)鐘從t =0運(yùn)行到t =T, 令,Q(t)t 時(shí)刻排隊(duì)的顧客數(shù);,t 使顧客數(shù)Q(t)保持不變的一個(gè)時(shí)間區(qū)間;,注意t 是變量,Q,t,t,等待顧客個(gè)數(shù),一次模擬輸出結(jié)果,全體顧客的總等待時(shí)間 :,Qt,在(0, T)時(shí)間內(nèi)的平均隊(duì)列長(zhǎng)度為,顧客的平均等待時(shí)間為,N為(0,T)期間內(nèi)到達(dá)的顧客總數(shù),一次模擬結(jié)果分析,理發(fā)店系統(tǒng)模擬模型的一次輸出結(jié)果:,有: 最大隊(duì)列長(zhǎng): Qmax =2;,全體顧客(N=10)的累計(jì)排隊(duì)時(shí)間: (Qt)=9.208(分),,平均隊(duì)長(zhǎng): = 9.20827.341 0.34(人);,總模擬運(yùn)行時(shí)間為27.341(分);,平均等待時(shí)間: =9.208100.92(分),服務(wù)員A工作的總時(shí)間,(50)(13.2858.285)(23.15615.156) +(27.34123.156)=22.185(分),服務(wù)員B的工作總時(shí)間是19.406分。,結(jié)

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