chap单服务台排队系统仿真PPT课件

1、1. 了解指数分布随机数的产生2. 掌握排队系统的模型构建；3. 掌握系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的应用4. 深入研究系统元素的Part、buffer的用法5. 研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响6. 理解函数NPARTS()，BMAX(),BMIN(),BMAXTIME(),BMINTIME(), NOPS()等函数的用法；课程基本要求第1页/共20页1 排队系统排队系统系统类型顾客服务台公路收费站汽车收费员卡车装货地卡车装货工人港口卸货区轮船卸货工人等待起飞的飞机飞机跑道航班服务人飞机出租车服务人出租车电梯服务人

2、电梯消防部门火灾消防车停车场汽车停车空间急救车服务人急救车第2页/共20页1 排队系统排队系统 在服务排队系统中，主要有两种类型的活动，即顾客到达和顾客接受服务。一般情况下，顾客到达的时间间隔是不确定的，从而在一定时间内到达的顾客数目也是一个随即变量；另一方面，顾客接受服务的时间也总是不确定的，从而造成队列的长短也是随机的。 下面以一个理发店顾客排队系统为例进行建模和仿真过程的说明。第3页/共20页1 单服务台排队系统单服务台排队系统第4页/共20页1 单服务台排队系统到达时间间隔：服从均值为5min的指数分布服务时长：服从均值为4min的指数分布第5页/共20页 顾客到达特性 在该系统中，顾

3、客的到达方式（成批到达还是单个到达）是单个到达，前后顾客到达时间间隔 服从均值为 的指数分布，即问题：2 指数分布随机数的认识第6页/共20页 顾客服务的时间 顾客服务的时间为 ，服从指数分布，均值为 ， 即问题：2 指数分布随机数的认识第7页/共20页2 指数分布随机数的认识Step2：指数随机变量的分布函数：Step1：参数为的指数随机变量的密度函数：第8页/共20页2 指数分布随机数的认识第9页/共20页3 模型设计根据仿真目的和流程，构建Witness仿真模型界面如下：每隔5分钟动态显示：（1）队列中顾客的数量；（2）以及服务台旁的顾客数量每隔一分钟累加队列中顾客的数量第10页/共20

4、页3 模型设计模型设计 本系统的元素定义如表元素名称元素名称类型类型数量数量说明说明模型基本模型基本元素元素GukePart1顾客PaiduiBuffer1排队队列FuwuyuanMachine 1服务员图形元素图形元素DuichangTimeseries1队列长度显示统计功能统计功能元素元素JifenOVariable(Type:real)1积分结果显示JifenPart1对队长积分第11页/共20页建模演示：元素定义元素可视化（Display）的设置细节设计detail3 仿真模型的设计第12页/共20页4 模型运行和数据报告模型运行和数据报告 通过仿真1000分钟，统计： （1）顾客平均

5、等待时间； （2）队列平均队长、最长队长； （3）顾客累积等待时间； （4）服务员的忙率；第13页/共20页5 buffer详解WITNESSWITNESS 系统离散型元素系统离散型元素 离散型元素是为了表示所要研究的现实系统中可以看得见的、可以计量个数的物体，一般用来构建制造系统和服务系统等。主要包括：零部件（Part）、机器（Machine）、输送链（Conveyor）、缓冲区（Buffer）、车辆（Vehicle）、轨道（Track）、劳动者（Labor）、路径（Path）、模块（Module）。 （1 1）零部件（零部件（PartPart） 零部件 （Part） 是一种最基本的离散型元

6、素， 它可以模拟在其他离散型元素间移动、储存和被处理的任何事物，在 WITNESS中使用图标表示。WITNESS 中的零部件表述的是一个广义的概念，它既可以模拟生产系统中进行机械加工、装配、制造的零部件，微型电子元件等，也可以模拟销售过程中的产品、大公司全程处理的项目、电话交流中一个的呼叫请求、超市中川流不息的顾客、医院中的病人、机场上的行李等。WITNESS 中零部件模拟的事物在系统中总是从一个地点到达另一个地点，最终被直接送出系统，或者成为最终装配品的一部分而送出系统。例如：对一个零售店进行仿真时，被销售产品（Part 元素模拟）总是先存放在货架上，一旦有顾客需求，则被用于满足顾客需求而被

7、顾客带出系统；对中国移动 10086 电话呼叫中心仿真时，客户咨询电话（Part 元素）不断到达呼叫中心，有时需要排入队列等待客服人员服务，有时直接接受客服服务，经过一定时间的客服应答之后，客户咨询电话下线，也即退出呼叫中心系统；对手机装配线进行仿真时，手机屏幕、键盘等（Part 元素模拟）不断由物料组人员送达装配线对应工位上暂存，然后逐件被装配到手机主板上，通过输送链送入下道工序，最终成为完整的手机被送出装配线。Part 元素可以模拟实际系统中那些被加工、被处理的对象，这些对象在系统中仅仅存放特定长度时间（加工、存储和运输时间之和），最终要被送出系统，这些对象也称为临时实体。 用于模拟实际系

8、统各种临时实体的零部件进入系统的方式各具特色，但是都可以通过三种方式对其临时实体进入系统的过程进行描述。WINTESS 为零部件进入模型设计有三种主要方式： I. 被动式（被动式（PassivePassive）：）：只要有需要，零部件可以无限量进入模型。如在生产性企业中，一些零部件堆放在仓库中，当生产需要时，可以随时把它取出来供应生产。 II. 主动式（主动式（ActiveActive）：）：零部件可以间隔固定的一段时间（例如，每隔 10 分钟）进入模型；可以按照一定的随机分布进入模型，如顾客到达商店的时间间隔服从均匀分布；也可以 经验分布的时间间隔（例如，10 分钟，20 分钟，30 分钟）

9、到达模型中； III. 特殊规则特殊规则 的主动式的主动式 （Active with profileActive with profile）：）：例如，一个餐馆，有 50 位“顾客”（零部件）在上午 8 点到达那里，10 位顾客在上午 8：01 至 11：59 到达那里，50 位在中午 12 点到达，50 位在 12 点半到达等等，每星期都如此。在该方式中， 建模师可以使用 Active with profile 方式对零部件到达模型的时间、时间间隔、到达最大数量等选项进行设置。 WITNESS 零部件类型元素的细节设计对话框中提供了这三种方式的设计，如图 4 所示。 第14页/共20页6 函

10、数和PULL规则介绍 Buffer相关函数：NPARTS()：某元素当前存放的part数量BMAX()：某buffer中存放最大零件的数量；BMIN()：某buffer中存放最小零件的数量；BMAXTIME()：某buffer中存放最大零件时的仿真时间点BMINTIME():某buffer中存放最小零件时的仿真时间点 PULL规则时间T=5Nparts(buffer1)=?Nparts(buffer2)=?Bmax(buffer1)=?Bmin(buffer1)=?Bmax(buffer2)=?Bmin(buffer2)=?Bmaxtime(buffer1)=?Bmintime(buffer1

11、)=?Bmaxtime(buffer2)=?Bmintime(buffer2)=?注：两个buffer队列中都是A排在队列前面，而其他的零件排在队列后面021701521535第15页/共20页6 函数和PULL规则介绍 Buffer相关函数：NPARTS()：某元素当前存放的part数量BMAX()：某buffer中存放最大零件的数量；BMIN()：某buffer中存放最小零件的数量；BMAXTIME()：某buffer中存放最大零件时的仿真时间点BMINTIME():某buffer中存放最小零件时的仿真时间点 PULL规则时间T=13Nparts(buffer1)=?Nparts(buff

12、er2)=?Bmax(buffer1)=?Bmin(buffer1)=?Bmax(buffer2)=?Bmin(buffer2)=?Bmaxtime(buffer1)=?Bmintime(buffer1)=?Bmaxtime(buffer2)=?Bmintime(buffer2)=?注：两个buffer队列中都是A排在队列前面，而其他的零件排在队列后面131317017015108第16页/共20页6 函数和PULL规则介绍 PULL规则时间T=3若某设备每次需要2个零件一起进行加工，则下列规则的结果是：PULL from buffer1的结果会如何？是否能开工？如果能开工，从哪个库中中提取了

13、哪些零件？PULL from buffer1,buffer2的结果会如何？是否能开工？如果能开工，从哪个库中中提取了哪些零件？注：两个buffer队列中都是A排在队列前面，而其他的零件排在队列后面能开工，从buffer1中提取1个A和1个B。能开工，从buffer1中提取1个A和1个B。第17页/共20页6 函数和PULL规则介绍 PULL规则时间T=5若某设备每次需要2个零件一起进行加工，则下列规则的结果是：PULL from buffer1的结果会如何？是否能开工？如果能开工，从哪个库中中提取了哪些零件？PULL from buffer1,buffer2的结果会如何？是否能开工？如果能开工，从哪个库中中提取了哪些零件？注：两个buffer队列中都是A排在队列前面，而其