系统仿真
系统仿真的步骤
系统仿真的步骤系统仿真是现代工程领域中非常重要的一项技术，它可以帮助我们了解系统的性能、预测系统的行为以及确定系统的最优设计方案。
以下是系统仿真的步骤：1. 定义问题确定需要解决的问题。
这包括明确需要研究的系统、系统的输入和输出、以及仿真需要解决的具体问题。
2. 确定假设和变量在仿真系统中，许多变量都是具有不确定性的，因此需要根据已有的知识和经验来确定假设。
3. 建立模型根据假设和所确定的变量，建立起模型。
模型可以是连续模型或离散模型。
连续模型通常使用微分方程或积分方程来描述，而离散模型则通常使用差分方程或状态转移方程来描述。
4. 确定仿真时间根据仿真目的和所需结果的准确性程度，确定仿真时间的长度。
通常，仿真时间的长度越长，所得到的结果也越准确。
5. 设定初始条件初始条件是数学模型在仿真开始前所设定的变量状态。
这些状态将对仿真的结果产生重要的影响。
6. 设置仿真参数仿真参数通常为模型中的常数或变量。
这些参数通常随着时间变化而变化，因此需要考虑每个仿真时间点的参数值。
7. 运行仿真在计算机中运行建立好的模型，利用数值计算方法来求出每个仿真时间点的变量值。
8. 分析仿真结果对仿真结果进行分析，比较实际值与仿真结果之间的误差。
对于误差过大的结果，需要进行修正。
通过比较仿真结果与实际数据之间的差异，来判断仿真结果的准确性以及模型的可靠性。
10. 优化模型如果发现模型有误差或不准确的地方，需要对模型进行修改和优化，重新进行仿真。
总之，系统仿真是一个非常有挑战性的过程，需要借助一定的数学和计算机知识来完成。
在实际工程应用中，只有经过合理、科学、系统的仿真分析，才能使工程设计达到最优化的目标。
物流仿真系统介绍
各个工序的作业时间，作业员的步行速度等。
系统仿真软件的最佳选择—Flexsim
Witness
Flexsim
分析功能
动画功能
Taylor2
日本某上市公司对世界有名離散型系统仿真软件的评价结果
Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术，并具有三维显示功能。建模快捷方便和显示能力强大是该软件的重要特点。该软件体供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真试验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等功能，也提供了与其他工具软件的接口。
运动学（Kinematics）
国外Flexsim应用例(1)
国外Flexsim应用例(2)
国外Flexsim应用例(3)
Flexsim的输出图表
Flexsim的部分用户名单
ADC Telecommunications A-Dec A Epstein & Sons Acco Acuson Corporation ADC Telecommunications ADTRAN AHPC Alcan Jonquiere Alcan Fujikura Allied Signal Aerospace American Bag Corporation American Handling, Inc. Analytics, Inc. Andersen Consulting APM Terminals Arrow Electronics Arthur Andersen & Company ASML ASC, Inc.
系统仿真技术的必要性（1）
简述系统仿真的基本步骤
简述系统仿真的基本步骤
系统仿真是一种通过建立模型来模拟真实系统行为的技术。
它可以用于评估系统性能、预测系统行为、优化系统设计等方面。
系统仿真的基本步骤如下：
1. 定义问题：明确系统仿真的目的和范围，确定需要模拟的系统和需要关注的指标。
2. 建立模型：根据问题定义，选择合适的建模方法，如数学模型、计算机模拟模型等，建立系统的模型。
3. 模型验证：对模型进行验证，确保模型的准确性和可靠性。
这可以通过与真实系统的实验数据进行比较来实现。
4. 参数设置：确定模型的参数，并根据问题定义设置合理的参数值。
5. 仿真运行：运行仿真模型，收集和分析仿真结果。
6. 结果分析：对仿真结果进行分析，评估系统的性能和行为，并与问题定义进行比较。
7. 优化设计：根据仿真结果，对系统设计进行优化，以提高系统性能和效率。
8. 结果验证：对优化后的系统进行再次仿真，验证优化效果。
以上是系统仿真的基本步骤，在实际应用中，可能会根据具体情况进行调整和扩展。
系统仿真需要综合运用数学、计算机科学、工程学等多学科知识，是一项复杂而重要的技术。
系统仿真介绍及应用
系统仿真介绍及应用
01.系统仿真整体介绍
1.1 定义 1.2 如何实施 1.3 应用场景和领域 1.4 重要性
01.系统仿真整体介绍
“系统仿真” 定义
系统仿真（system simulation）就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质 及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系 或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信 息
EMULATION
02.在水运行业的应用
码头生产
滚装码头作业仿真截图
集装箱码头仿真截图 散货码头作业、堆场管理仿真截图
散货码头皮带机系统仿真截图
02.在水运行业的应用
港区及园区交通
建立港区和物流园区集疏运车流仿真模型，重点对 各种规划道路的交通流进行仿真，得出各种车流评 价指标，辅助优化道路设计以及立交桥设置的必要 性等问题。
SIMULATION
用于运营阶段
可以推演码头从当前开始运行数小时（或数分钟）后的 状态，实现对同码头生产作业决策的评价，最终为码头 生产提供决策的依据。 此外，码头的仿真推演可以与人工智能技术相结合，实 时分析某一决策下的仿真推演的结果与码头生产实际情 况，进而不断改善和提升仿真结果的准确性和可靠性。
03.在其他相关领域的应用
微观道路交通仿真
案例2：建立了考虑红绿灯的交叉口交通仿真模型。以车辆在系统内的滞留时间 作为评价指标，对不同的红绿灯灯时设置方案进行比选。
03.在其他相关领域的应用
行人流仿真
案例：建立了铁路站台的行人流仿真模型，模拟地铁进出站以及站台上行人进出闸口、上下楼梯、上下车的 过程，并以密度图的形式动态显示站台上的行人密度。
系统仿真介绍及应用
系统仿真
系统仿真1系统仿真概述1.1定义及实质所谓系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
系统仿真的实质是①它是一种对系统问题求数值解的计算技术。
尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理。
②仿真是一种人为的试验手段。
它和现实系统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。
这是仿真的主要功能。
③仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。
1.2系统仿真的分类根据仿真所采用的模型划分，可将仿真分为数学仿真和物理仿真两大类。
物理仿真亦称为实物仿真，它是在系统生产出样机后，将系统实物全部或部分的引入回路，由于物理仿真能将系统的实际参数、数学仿真中难以考虑到的非线性因素和干扰因素引入仿真回路，因此物理仿真更接近系统的实际情况，通过仿真可以检验实物系统工作的可靠性，可以准确地调整系统元部件的参数。
数学仿真就是将数学模型编排成模拟计算机的排题图或数值计算机的程序。
这一过程是将原始数学模型转换成仿真模型，通过对计算机模型的运行达到对原始系统研究的目的，数学仿真在系统设计阶段和分析阶段是十分重要的，通过数学仿真可以检验理论设计的正确性。
1.3系统仿真的作用①仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。
尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。
②对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。
③通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。
④通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决。
系统仿真课程设计
系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解系统仿真的基本概念，掌握仿真模型的构建方法和仿真过程的基本步骤。
2. 学生能够运用所学知识，针对具体问题设计简单的系统仿真模型，并解释仿真结果。
3. 学生能够掌握至少一种系统仿真软件的使用，并运用该软件完成课程项目的实践操作。
技能目标：1. 学生能够运用系统仿真的方法分析解决实际问题，提升问题解决能力。
2. 学生通过小组合作完成课程项目，提高团队协作和沟通能力。
3. 学生能够运用信息技术手段，收集、整理、分析数据，为系统仿真提供支持。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对系统仿真技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生通过课程学习，认识到系统仿真在工程领域的重要作用，增强对工程学科的认识和尊重。
3. 学生在课程实践中，体会团队合作的力量，培养集体荣誉感和责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握系统仿真基本知识的基础上，提高实际操作能力，培养解决实际问题的素养。
通过课程学习，使学生能够运用系统仿真技术为工程领域的问题解决提供支持，同时培养良好的团队合作精神和价值观。
课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 系统仿真基本概念：介绍系统仿真的定义、分类及其在工程领域的应用。
2. 仿真模型构建：讲解仿真模型的构建方法，包括数学建模、物理建模等。
3. 仿真过程与方法：阐述仿真过程的基本步骤，介绍常用的仿真算法及软件。
4. 系统仿真软件应用：学习至少一种系统仿真软件，如MATLAB/Simulink、AnyLogic等，并掌握其基本操作。
5. 课程项目实践：分组进行项目实践，运用所学知识设计、搭建和运行系统仿真模型。
教学内容安排如下：第一周：系统仿真基本概念及分类；第二周：仿真模型构建方法；第三周：仿真过程与方法；第四周：系统仿真软件介绍与基本操作；第五周：课程项目实践（一）；第六周：课程项目实践（二）；第七周：课程总结与评价。
系统仿真
例：模拟计算仿真
用相对比较容易实现与调整的电气、电 子系统对其它物理系统进行仿真。 模拟电子计算机。 模型与原型之间状态运动规律特性相似
列写图1所示电网络以ui(t)为输入量，
K
uo(t)为输出量的微分方程和图2所示
弹簧-质量-阻尼器机械位移系统在外
F(t) m x(t) f
力F(t)作用下，位移x(t)的运动方程。
复杂系统仿真时往往两者相结合
3.系统仿真
仿真的定义变迁
1961年，G.W. Morgenthater首次定义仿真：在实 际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实 现 1978年，Korn的著作《连续系统仿真》定义：用能 代表所研究的系统的模型作实验 1982年，Spriet扩充定义：所有支持模型建立与模 型分析的活动即为仿真活动 1984年，Oren提出：仿真是一种基于模型的活动
Kn(xn,yn)共n个工地，各需混凝土Q1, Q2, ..., Qn 吨，混凝土每吨公里的运费为C元。 如何确定混凝土搅拌中心的位置K0(x0,y0) 使 得费用最少？
仿真举例
解1：数学计算 记第K个工地的位置为 （xk,yk）,
中心的位置为(x0,y0)， 则目标函数为
c Q
i 1 n i
计算机仿真的基本概念
长江三峡工程
三峡水库总库容393 亿立方米，总装机容量 1820万千瓦，是世界上最大的水电站。 但是三峡的安全问题是一个很重要的问题，我 们不可能等到建好后再看它的安全性，用计算机仿 真就可以很好的解决这一问题。
飞机设计 计算机仿真的基本概念
飞机设计中有一个重要环节：风洞试验。 实际的风洞试验费用巨大。 使用计算机仿真进行模拟风洞试验，使费用大大降低。
系统仿真技术的介绍(第一章)NEW
系统仿真技术的介绍（第一章）（一）什么是系统仿真系统仿真技术在国内还是一个新事物,大家不难发现,在5年或者10年前,很少会有人谈到仿真技术,学校也没有这门课程,在网络上搜索,相关的资料也是很少。
可是近2~3年,仿真逐步在国内高校内发展起来,也逐渐在一些世界级的大企业、国家重点单位得到了应用，出现了一部分基于仿真的咨询机构，并且一度海外风险投资基金也欲介入这个潜在的市场。
现在国内在物流、供应链、工业工程等相关的网站、论坛上都能找到系统仿真的踪迹，并且也出现了一些比较有名的仿真论坛，主要有itpub的供应链仿真论坛，道于仿真论坛，还有各大仿真软件公司或者代理开设的专门的讨论区，技术支持区，人气也相当火。
姑且不论我们国内论坛的人气旺盛和实际上仿真技术应用比较低靡的巨大反差，至少也可以说这是一个良好的开端。
系统仿真是工业工程中系统工程的一个小分支,在国外已经有50多年的历史[1955，K.D. Tocher]。
尤其在美国,仿真研究已经广泛应用于企业应用，主要被应用于通讯、制造、服务、卫生、物流和军事等，为这些行业的发展提供了巨大的推动作用。
仿真和虚拟现实，有本质的区别，我们经常听到仿真枪，仿真玩具，还有比如工程仿真软件，这些都是和虚拟现实相关的可视化的设计而已。
美国的仿真著名学者Jerry Banks对系统仿真的定义是：“仿真就是实时地对现实世界的流程和系统的运作进行模拟,仿真包含人为地产生系统的“历史”，并通过观察这些“历史”数据来获得它所代表的现实系统的运作的推断。
仿真是解决很多现实世界问题不可获缺的解决工具。
仿真被用来描述和分析系统的行为，提出关于现实系统的what-if的问题，并帮助现实系统的设计。
现存的系统和概念中的系统都可以用仿真来模拟。
”采用系统仿真的方法和传统方法的区别在于仿真属于预测性技术，在不影响实际系统的情况下通过有目的的选取研究的对象，确定研究范围，抽象系统的本质进行一系列策略和参数的模拟。
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Automod 物流分拣系统课程设计班级: 1516027班姓名: 邓超（151602716）指导老师：黄银娣地点：教五楼日期：2016年7月6日Automod 物流分拣系统课程设计一、设计原理（一）、此次建模综合了conveyor系统，生产线与AGV系统，自动化生产车间的优化。
（二）、设计流程。
1.问题定义2.设定目标与整体规划3.资料收集4.模式范围的定义5.模型建构6.模式验证7.模式确认8.实验设计9.模式的执行与分析10.模式额外的执行11.书面报告整理12.模式结果的执行（三）、输送带系统AutoMod的输送带系统可以模拟大多数实务上的输送带系统，包括输送带的长度、高度、宽度，同时输送带的速度、加速度、减速度等，也可由参数的设定来达到。
此外，输送带也可设定成有或无固定间距类型，累计或非累计类型等，两条输送带会流时输送带上的Loads的排序、Load在输送带系统上不同路径的选择等，皆可通过automod的输送带系统来设定，以符合实际物流系统上的要求。
Automod的输送带系统是由Sections所组成，Sections之间相互连接来搬运Loads。
当Loads在Sections上移动时，可以调整Section相关参数以控制Loads的移动速度和方向。
Loads进入或离开Conveyor都是透过一个控制点，在Conveyor System中称之为Station。
Conveyor系统上有一种模拟实际系统中由红外线的光束所控制的光眼（Photoeyes），当Loads在Coveyor上移动时，Loads能遮蔽（Block）或通过（Clear）光眼，并驱动某一个程序进行Black或Clear后所需进行的工作，如计数、验证等工作。
最后也可以透过take down和bring up motors 来控制Loads在Conveyor上移动。
（四）、路线移动系统Path mover system是一种路线移动系统，此路线移动系统是由Vehicles （载具）和行走的轨道（guide paths）所构成的系统，在Path Mover系统中的loads，是由Vehicles从装卸点运送到卸载点。
Path Mover System常用来模拟物流搬运系统中的AGV（无人搬运车）、叉举车、人员搬运车等系统；也可用来模拟工厂或物流中心操作人员移动的路径，或零售店中顾客行进路线与工作人员补货路线等。
事实上，该系统具有相当高的模拟弹性，只要模拟者所要模拟的系统符合人、车、或机具，在事先规划好的路径移动并载运货物至路径上的不同地点者，皆可以该系统进行模拟。
二、系统概况及描述货车上有4种不同形态的栈板：Lstock、Lfront、Lmiddle、Lback,分别代表进入储存，或送至组装线的前段、中段以及后段的货物。
每卸一个Lstock的栈板所需的时间为均匀分配40-50秒，每卸一个Lfront的栈板所需要的时间为常态分配平均40秒，标准差为5秒；每卸一个Lmiddle的栈板所学时间为三角型分配25-40秒，且分值为35秒；每卸一个Lbackde 栈板所需时间为指数分配平均55秒。
Lstock的栈板，经输送带送至cpStock 后，移至Qstock储存；Lfront的栈板经输送带送至cpFront后，移至Qfront 储存；Lmiddle的栈板，经输送带送至cpMiddle后，移至Qmiddle储存；Lback的栈板，经输送带送至cpBack后，移至Qback储存。
在Qfront的栈板Lfront经AVG送至Qrsfrontin而后由Rfront的设备加工，每一Lfront的栈板可产生12箱物料，Lfrontbox，且每产生一箱的时间为3分钟，而后至Qrsfrontout等待avg循环（nextof）送至Qassmfront （1）与Qassmfront（2）等待组装。
在Qmiddle的栈板Lmiddle经avg送至Qrsmiddle而后由Rmiddle的设备加工，每一Lmiddle的栈板可产生10箱物料，Lmiddlebox，且每产生一箱的时间为5分钟，而后移至Qrsmiddleout 等待agv循环（nextof）送至Qassmmiddle（1）与Qassmmiddle（2）等待组装。
在Qback的栈板，由AGV送至Qrsback而后由Rback的设备加工，每一Lback的栈板可产生6箱物料，Lbackbox，且每产生一箱的时间为6分钟，而后由AGV循序（nextof）送至Qassmback（1）与Qassmback（2）等待组装。
三、仿真系统设计过程1.定义Process2.定义Loads3.定义Resources4.定义Queues5.布置程序系统Process System6.建立输送带系统7.建立Path Mover系统8.设计Path Mover路径图9.Vehicles的设定10.Scheduling Lists的设定Named List方面，设计了两个Lists：start01与start02，分别指到cppark01与cppark02，以便在Vehicles设定时使用，如图所式：Work Lists是Vehicles找Loads去载运的控制点所形成的，本模式的WorkLists的设定如下：Park lists为vehicles卸完货闭置后仍找不到loads去载运时，所要去停靠的控制点。
本模式Park Lists的设定:11.模式画面布置12.Run Control的设定13.定义Source FileSource File的详细指令如下：begin Pread arrivingwhile 1=1 dobeginwait for e 6 minread Afront,Amiddle,Aback,Astock from "C:/AutoMod/data2.txt" at end send to dieclone 1 load to Pinitialendendbegin Pinitial arriving proceduremove into Qinitialwait for n 5,1 minmove into Qparkwait for u 20,5 minsend to Pdockendbegin Pdock arriving procedureset Adock to oneof(1:1,1:2,1:3,1:4)move into Qdock(Adock)get Rdockworkerget Rliftforkwhile Afront+Amiddle+Aback+Astock>0 dobeginset Atype to oneof(Afront:1,Amiddle:2,Aback:3,Astock:4)if Atype =1 thenbeginwait for n 40,5 secclone 1 load to Pconv nlt Lfront dec Afront by 1endelse if Atype =2 thenbeginwait for t 25,35,40 secclone 1 load to Pconv nlt Lmiddle dec Amiddle by 1endelse if Atype =3 thenbeginwait for e 55 secclone 1 load to Pconv nlt Lback dec Aback by 1endelse if Atype =4 thenbeginwait for u 45,5 secclone 1 load to Pconv nlt Lstock dec Astock by 1endendfree Rliftforkfree Rdockworkerendbegin Pconv arriving proceduremove into conv:stain(Adock)if Atype =1 thenbegintravel to conv:cpfrontmove into Qfrontwait for 30 minsend to Pagvendelse if Atype =2 thenbegintravel to conv:cpmiddlemove into Qmiddlewait for 30 minsend to Pagvendelse if Atype =3 thenbegintravel to conv:cpbackwait for 30 minsend to Pagvendelse if Atype =4 thenbegintravel to conv:cpstockmove into Qstockwait for 1 hrendendbegin Pagv arriving proceduremove into pm:cpin(Atype)if Atype = 1 thenbegintravel to pm:cprsfrontinmove into QrsFrontInset Anum to 12get Rfrontwhile Anum > 0 dobeginwait for 3 minclone 1 load to PfrontBox nlt LfrontBox dec Anum by 1endfree Rfrontendelse if Atype = 2 thenbegintravel to pm:cprsmiddleinmove into QrsMiddleInset Anum to 10get Rmiddlewhile Anum > 0 dobeginwait for 5 minclone 1 load to PmiddleBox nlt LmiddleBox dec Anum by 1endfree Rmiddleendelse if Atype = 3 thenbegintravel to pm:cprsbackset Anum to 6get Rbackwhile Anum > 0 dobeginwait for 6 minclone 1 load to PbackBox nlt LbackBoxdec Anum by 1endfree Rbackendendbegin PfrontBox arriving proceduremove into QrsFrontOutmove into pm:cprsfrontouttravel to nextof(pm:cpassemfront1,pm:cpassemfront2) move into nextof(QassmFront(1),QassmFront(2))wait for 1 hrendbegin PmiddleBox arriving proceduremove into QrsMiddleOutmove into pm:cprsmiddleouttravel to nextof(pm:cpassemmiddle1,pm:cpassemmiddle2) move into nextof(QassmMiddle(1),QassmMiddle(2))wait for 1 hrendbegin PbackBox arriving proceduremove into pm:cprsbacktravel to nextof(pm:cpassemback1,pm:cpassemback2)wait for 1 hrendbegin Prdockworker arriving procedurebring up Rdockworkerwait for 100 mintake down Rdockworkerwait for 15 minbring up Rdockworkerwait for 100 mintake down Rdockworkerwait for 40 minbring up Rdockworkerwait for 100 mintake down Rdockworkerwait for 15 minbring up Rdockworkerwait for 100 mintake down Rdockworkerwait for 10 minsend to Prdockworkerendbegin Prliftfork arriving procedurebring up Rliftforkwait for 6 hrtake down Rliftforkwait for 30 minsend to Prliftforkendbegin pm:cplook01 passing station functionif pm:cptrack1 total < pm:cptrack2 total then dispatch theVehicle to pm:cptrack1else dispatch theVehicle to pm:cptrack2return trueEnd14.本模式执行画面。