生产系统建模与仿真试卷
生产系统建模与仿真试卷
上海海洋大学试卷姓名：学号：专业班名：一．简述题（共40分）1.什么是事件在单通道排队系统中，哪两个典型事件影响系统的状态这两个典型事件分别发生时，可能会改变系统哪些状态（5分）事件是指引起系统状态发生变化的行为或者事情在单通道派对系统中的典型事件是：顾客到达和服务结束顾客到达发生，系统可能会由闲开始变为忙，可能引起队长发生变化服务结束，系统的状态可能有忙变为闲，可能引起队长发生变化2. 分析FMS（柔性制造系统）中的实体、状态、事件和活动。
要求每一项写出2个。
（8分）实体：机床、工件状态：空闲、加工事件：工件到达、加工结束活动：工件到达与工件加工开始这之间的一段事件是一个活动3．在排队模型中，假定用链表来存放排队等待服务的顾客。
链表中只有“到达时间”这样的单属性，当前CLOCK ＝10，已用空间表和可用空间表的情形见下图1，并且任何时候队列中的顾客数不会超过4位。
若已知排队系统中依次发生的事件如下表1。
请根据表1中列出的事件画出CLOCK ＝15，CLOCK ＝20，CLOCK ＝25时的已用空间表和可用空间表的情形（注意：画出的图形中必须标上行号）。
（8分）4．库存系统仿真中有哪4种类型的事件当这4种事件同时发生时，系统如何处理4种事件（4分）1 货物到达2 顾客需求3 仿真结束4 月初清库5．请问输入数据分析的基本步骤有哪些，并简述各个步骤的基本内容（6分）输入数据收集分布的识别参数估计拟合度检验6．在稳态仿真中，哪两种方法能够提高仿真结果的精度（4分）重复运行次数和增加运行长度二．计算题 （共60分）1.指数分布的概率密度函数是()⎩⎨⎧≤>=-0,00,x x e x f x λλ 试用反函数法求服从指数分布的随机数。
（10分）10分2.设a=5，c=3，M=8，取X 0=1。
（10分）（1）用混合同余法产生（0, 1）均匀分布的随机数（要求产生一个周期的随机数）。
（2）用这种方法产生的随机数要进行检验，请问一般需要对产生的随机数进行哪几种检验3．假定顾客随机地分别以1～8分钟（整数分钟）的间隔到达，到达间隔时间是1～8分钟，共计8个可能值，各个值出现的概率相等。
生产物流系统建模与仿真
《生产物流系统建模与仿真》自测题如下内容一、单项选择题(每题.5分,共32题)1、一零部件nut在机器加工完成后变成红色动态显示图标，所用到的系统属性是（）。
----序号273A、penB、DescC、typeD、icon2、在程序执行时，根据不同的条件，选择执行不同的程序语句，用来解决有选择、有转移的诸多问题的结构是.（）。
----序号187A、顺序结构B、循环结构C、分支结构D、模块结构3、车辆Vehicle所走的路径是由一系列轨道Track组成的，每条轨道都是：（）。
----序号302A、单向B、双向C、直行D、都可以4、点击下列哪个按钮可以复制选定元素的可视化（Display）设置项目（）。
----序号313A、B、C、D、5、服务系统中顾客到达系统的时间间隔一般服从（）分布。
----序号79A、正态分布B、负指数分布C、均匀分布D、三角分布6、下列哪个图标表示缓冲区或仓库Buffer元素（）。
----序号146A、B、C、D、7、在某种情况下，当机器元素不需要劳动者时，我们可以在劳动者规则中使用（）规则。
----序号271A、WAITB、EXCEPTC、MATCHD、NONE8、在witness中，计算“min(3.7,4.5,4,5)的结果是（）。
----序号360A、3.7B、4.5C、4D、39、在witness中，计算“max(4.5,8.7,6,3)”的结果是（）。
----序号359A、4.5B、8.7C、8D、9310、对路径（path）元素中，如果需要对经过其路径的终点元素进行设置时，在path详细设计对话框中的（）进行设置。
----序号265A、path traverseB、path update intervalC、sourceelement D、destination element11、对时间序列（timeseries）元素的坐标轴进行可视化设计时需要对其（）属性进行设置。
系统建模与仿真期末考试试卷
电子信息科学与技术11级系统建模与仿真期末考试试卷(2014年12月)院系： 年级： 班级： 学号： 姓名：小题的题号；作答要给出程序代码、仿真结果；为了节约纸张环保，请缩小贴图、合理排版、双面打印。
1. （30分）已知系统的传递函数模型为：4)3)(s s 2)s 2)(+++=（（s G （1）利用zp2ss()函数将该传递函数模型转化为状态空间模型；（5分）（2） 假设系统的输入为t e -：①利用状态空间模型，假设状态的初始条件为[1 ;2]，t=0:0.1:4，求在 t e -输入下的状态响应、输出响应（利用subplot()函数将仿真曲线作在同一个窗口中）。
（5分）②利用laplace()函数求t e -的拉普拉斯变换；（5分）③利用拉普拉斯反变换函数ilaplace()求系统输出的解析解，并根据此解析解仿真t=0:0.1:6系统输出响应；（5分）④利用lsim()函数仿真t=0:0.1:6系统输出响应。
（5分）⑤假设系统的脉冲响应为 ，利用 仿真t=0:0.1:6系统输出响应。
（5分）解：(1):[A,B,C,D]=zp2ss(-2,[-3,-4],2)A =-7.0000 -3.46413.4641 0B =1C =2.0000 1.1547D =(2):)(t h )(*)()(t u t h t y =①:clc,clear;[A,B,C,D]=zp2ss(-2,[-3,-4],2); G=ss(A,B,C,D);t=0:0.1:4;u=exp(-t);[y,x]=lsim(G,u,t,[1:2]); subplot(2,1,1);plot(x,t);subplot(2,1,2);plot(y,t);②clc,clear;syms t;f=exp(-t);F=laplace(f);pretty(simple(F))1-----s + 1③clc,clear;syms s;f=exp(-s);F=laplace(f);H=2*(s+2)/((s+3)*(s+4));pretty(simple(ilaplace(F*H)))2 4-------- - --------exp(3 t) exp(4 t)- -------------------t + 1clc,clear;t=0:0.1:6;y=-((2./exp(3.*t)-4./exp(4.*t)))./(t+1); plot(t,y);④clc,clear;[A,B,C,D]=zp2ss(-2,[-3,-4],2);G=ss(A,B,C,D);t=0:0.1:6;u=exp(-t);lsim(G,u,t);⑤2. （30分）假设系统的框图为：其中k 为系统的增益，用状态空间表示的系统G1、G2分别为：（1）求系统的开环传递函数；（5分）（2）绘制开环传递函数的根轨迹，并利用根轨迹确定闭环系统稳定的k 的范围 ;（5分）（3）假设系统G1、G2的初始值均为0，分别取k=0.3、k=0.4，在t=0时刻加上阶跃为1的输入，利用simulink 仿真系统的输出响应(t=0-100)；（10分）(4) 假设系统G1、G2的初始值均为0，分别取k=0.3、k=0.4，在t=0时刻加上阶跃为1的输入，利用step( )仿真系统的输出响应(t=0-100)。
生产线流程建模与仿真
1、生产线流程建模与仿真(共26页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--流水线生产系统WITNESS建模与仿真（一）1. 模型描述某企业在一条流水线上加工一种产品，该产品所需的零部件（Widget）经过称重（Weigh）、冲洗（Wash）、加工（Produce）和检测（Inspect）四个工序的操作后，形成产品离开系统，生产线布置如下图所示。
生产线上每道工序只有一台设备，零部件在每台设备上加工完毕后，由同其连接的输送链运输至下一设备，最后经过检测后被送出系统。
已知该流水线中各个工序的加工时间分别为：称重（weigh）5分钟、冲洗（wash）4分钟、加工（produce）3分钟、检测（inspect）3分钟。
每条输送链上有20个零件位，输送链上零件移动节拍为。
零部件的供应是源源不断的，不存在缺货现象。
使用WITNESS建立该系统的仿真模型界面如下图所示。
流水线生产系统WITNESS仿真模型界面2. 系统分析元素说明该流水线系统的组成元素主要为被加工的零部件、四台设备和三条输送线，因此该系统仿真模型的元素如下表所示：被加工的零部件由widget表示，4道工序分别由四台机器表示，C1、C2、C3表示输送链，而最后的实际产量由变量output统计和可视化显示。
表1 模型元素介绍系统运行时间仿真运行终止时间为：一天8小时=8*60=480min。
3. 模型建立使用WINTESS建立仿真模型的过程一般分为如下三步：Step1：定义元素Step2：元素细节设计Step3：仿真实验和数据分析下面描述如何通过这三步建立流水线生产系统的仿真模型。
定义元素WITNESS中可以通过四种方式定义元素：（1）通过系统布局区（layout window）定义元素：在系统布局区点击鼠标右键，在弹出菜单中选择Define菜单项，将弹出新建元素对话框，然后进行元素定义。
（2）通过元素选择窗口（elements）定义元素：选择元素选择窗口中的simulation项，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择Define菜单项，将弹出新建元素对话框，然后进行元素定义。
仪器系统建模与仿真考核试卷
15.关于建模与仿真，以下哪个说法是错误的？（）
A.建模是对现实系统的抽象表示
B.仿真是对模型的实际运行
C.建模与仿真可以相互替代
D.建模与仿真相辅相成
16.以下哪个不属于系统仿真的应用领域？（）
A.航空航天
B.交通运输
C.生物医学
D.日常生活
17.在以下哪种情况下，可以使用虚拟现实技术进行仿真？（）
A.可以降低系统开发成本
B.可以提高系统设计效率
C.可以完全替代实际系统
D.可以进行危险环境的模拟
13.以下哪个不属于仿真模型的验证方法？（）
A.对比实际数据
B.参数分析
C.灵敏度分析
D.回归分析
14.在以下哪种情况下，可以考虑使用多模型仿真？（）
A.系统具有多个不确定因素
B.系统结构简单
C.系统参数完全已知
A.存在多个局部最优解
B.算法易于实现
C.对初值依赖性较小
D.系统具有非线性
17.在仿真结果分析中，以下哪些做法是合理的？（）
A.对仿真数据进行统计分析
B.与实际数据对比
C.进行误差分析
D.忽略任何异常结果
18.以下哪些是连续事件仿真的特点？（）
A.时间是连续的
B.状态变化是连续的
C.事件发生是离散的
D.系统建模可以提高系统分析效率
4.在以下仿真类型中，哪一种不属于按照时间特性分类？（）
A.离散事件仿真
B.连续事件仿真
C.实时仿真
D.静态仿真
5.关于仿真模型，以下哪个说法是正确的？（）
A.模型越复杂，仿真结果越准确
B.模型越简单，仿真运行越快
C.模型与实际系统越相似，仿真结果越可信
金属成形机床行业智能制造系统建模与仿真考核试卷
4.安全挑战包括网络安全、数据泄露、设备故障等。解决策略包括加强网络安全防护、加密敏感数据、定期进行设备维护和风险评估，以及培训员工提高安全意识。
3.请详细说明在金属成形机床行业智能制造系统中，如何通过仿真技术提高生产调度的效率和准确性。
4.讨论金属成形机床智能制造系统在实施过程中可能遇到的安全挑战，并提出相应的解决策略。
标准答案
一、单项选择题
1. D
2. D
3. B
4. C
5. A
6. C
7. A
8. D
9. D
10. C
11. B
12. D
C.数据集成
D.业务流程集成
9.以下哪项不属于金属成形机床智能制造系统的智能化特征？（）
A.自主决策
B.自适应调节
C.实时监控
D.人工干预
10.在金属成形机床智能制造系统仿真中，以下哪个环节不需要进行模型验证？（）
A.系统设计
B.程序开发
C.结果分析
D.系统实施
11.以下哪个软件不适用于金属成形机床行业智能制造系统的仿真分析？（)
D.网状结构
16.以下哪种策略不适用于金属成形机床行业智能制造系统的生产调度？（）
A.最早开始时间优先（Earliest Start Time, EST）
B.最短加工时间优先（Shortest Processing Time, SPT）
C.优先级调度
D.随机调度
17.在金属成形机床行业智能制造系统中，以下哪个模块不属于企业资源规划（ERP）系统的核心模块？（）
生产系统建模与仿真
1.4 系统性质
• 自然 vs. 人造系统 (Natural vs. Man-made ) • 静态 vs. 动态系统 (Static vs. Dynamic) • 物理系统 vs. 抽象系统 （physics vs. Abstract) • 开环 vs. 闭环系统 （open vs. Closed)
课程登记
办公室 17413 办公室 17411 办公室 17409
100.00 76.00 60.00
100.00
40.00 使用欧元
FK1,I1 当地货币
存储 17113
办公室 17117
销售 PK,FK2,I2 PK,FK1,I1 PK PK 产品编号 国家/地区名称 年号 季度号 nr销售单位 建筑物职能 PK,FK1,I2,I1 PK
D
PK U1 U1 FK1,I1,U1
产品编号 人员 ID
C
立方体立方体立方体 17468 17467 17465 立方体立方体立方体 17460 17461 17463
考试 PK 考试 ID 证书级别
人员 ID 公司名
PK
办公室 17403
申请状态 状态代码 状态名
存储
申请 PK 证书级别 PK,FK1,I2,I1 人员 ID PK,FK3,I4 产品编号
货币 PK U1 货币代码 货币名称
课程登记1
H
人员 ID 课程会话 ID 注册日期 完成标记 确认日期 货币转换 转换至 转换源 转换日期 速率 PK U1
办公室 17202 办公室 17204 办公室 17206
F
G
立方体立方体立方体 17498 17497 17495
邮区 PK,FK1,I1 PK 国家/地区 邮政编码 州/省代码 城市名
流水线生产系统WITNESS建模与仿真
运行仿真模型
启动仿真模型，观察生产线的 运行情况，并记录相关数据。
定义元素
在WITNESS软件中定义生产线 上的各种元素，包括实体、设 备、缓冲区等。
建立逻辑关系
定义元素之间的逻辑关系，如 物料流动的方向、设备之间的 加工顺序等。
分析仿真结果
对仿真结果进行分析，找出生 产线存系统中各个实体 的状态变化，如设备状态、在制 品状态等，有助于分析系统的动 态行为。
数据表
数据表可以详细列出仿真过程中 产生的各项数据，如生产数量、 设备利用率、在制品库存等，便 于进行定量分析。
仿真结果数据统计与分析
生产效率分析
通过统计仿真过程中的生产数量和时间，计算 生产效率，评估流水线生产系统的产能。
包括设备故障率、维修时间、 产品加工时间等实际生产数据。
建立仿真模型
利用WITNESS软件建立流水 线生产系统的仿真模型，包括 设备、缓冲区、物料流等元素
的定义和属性设置。
参数设置
根据实际数据和仿真目标，设 置仿真模型的运行参数，如仿
真时间、随机数种子等。
仿真运行与结果
运行仿真模型
启动WITNESS软件，加载仿真模型，按照设定的参数进行仿真运 行。
监控仿真过程
实时观察仿真运行过程中设备状态、物料流动等情况，确保仿真过 程的顺利进行。
结果输出与统计分析
在仿真结束后，导出仿真结果数据，利用统计分析方法对结果进行 处理和分析，得出相应的结论和建议。
05
WITNESS仿真结果分析
仿真结果可视化展示
甘特图
通过甘特图展示流水线生产系统 中各个工序的开始时间、结束时 间以及工序之间的衔接关系，直 观地反映生产流程。
均衡性
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上海海洋大学试卷
姓名：学号：专业班名：
一．简述题（共40分）
1.什么是事件在单通道排队系统中，哪两个典型事件影响系统的状态这两个典型事件分别发生时，可能会改变系统哪些状态（5分）
事件是指引起系统状态发生变化的行为或者事情
在单通道派对系统中的典型事件是：顾客到达和服务结束
顾客到达发生，系统可能会由闲开始变为忙，可能引起队长发生变化
服务结束，系统的状态可能有忙变为闲，可能引起队长发生变化
2. 分析FMS（柔性制造系统）中的实体、状态、事件和活动。
要求每一项写出2个。
（8分）
实体：机床、工件
状态：空闲、加工
事件：工件到达、加工结束
活动：工件到达与工件加工开始这之间的一段事件是一个活动
3．在排队模型中，假定用链表来存放排队等待服务的顾客。
链表中只有“到达时间”这样的单属性，当前CLOCK ＝10，已用空间表和可用空间表的情形见下图1，并且任何时候队列中的顾客数不会超过4位。
若已知排队系统中依次发生的事件如下表1。
请根据表1中列出的事件画出CLOCK ＝15，CLOCK ＝20，CLOCK ＝25时的已用空间表和可用空间表的情形（注意：画出的图形中必须标上行号）。
（8分）
4．库存系统仿真中有哪4种类型的事件当这4种事件同时发生时，系统如何处理4种事件（4分）
1 货物到达
2 顾客需求
3 仿真结束
4 月初清库
5．请问输入数据分析的基本步骤有哪些，并简述各个步骤的基本内容（6分）
输入数据收集
分布的识别
参数估计
拟合度检验
6．在稳态仿真中，哪两种方法能够提高仿真结果的精度（4分）
重复运行次数和增加运行长度
二．计算题 （共60分）
1.指数分布的概率密度函数是
()⎩⎨⎧≤>=-0
,00,x x e x f x λλ 试用反函数法求服从指数分布的随机数。
（10分）
10分
2.设a=5，c=3，M=8，取X 0=1。
（10分）
（1）用混合同余法产生（0, 1）均匀分布的随机数（要求产生一个周期的随机数）。
（2）用这种方法产生的随机数要进行检验，请问一般需要对产生的随机数进行哪几种检验
3．假定顾客随机地分别以1～8分钟（整数分钟）的间隔到达，到达间隔时间是1～8分钟，共计8
个可能值，各个值出现的概率相等。
服务台的服务时间为1～6分钟（整数分钟），各个值出现的概率，，，，，。
现在从均匀分布的随机数表中查出两组随机数：896，713，015，963，327，978，798和77，08，69，56，19，74，93，84。
现在仿真8个顾客的运行长度。
试求解下列问题：（25分）（1）服务台的平均利用率。
（2）顾客的平均服务时间。
（3）顾客的平均排队概率。
（4）顾客的平均排队等待时间。
（5）顾客在系统中的平均逗留时间。
（6）顾客到达系统的平均间隔时间。
25分
4．顾客对产品的需求量的概率密度函数为：（5分）
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=6
/1,43/1,
33/1,26/1,1概率为概率为概率为概率为D 试用离散反函数法生成符合该概率密度函数的随机数（用[0,1]均匀分布的随机数产生随机变量D ）。
5分。
，则令若16/1)1(=≤D u 。
，则令若2)3/16/1(6/1)2(=+≤<D u 。
，则令若3)3/13/16/1(2/1)3(=++≤<D u 。
，则令若46/5)4(=>D u。