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物流系统规划与设计教材

在Excel的单元格输入:=rand()
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2020/4/5
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3、产生在区间[a,b]中均匀分布的随机 数
用在区间[a,b]中均匀分布的随机数,得到区间[a ,b]中均匀分布的输入变量抽样值。
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解:两个不可控输入变量,一个是顾客到达时间 间隔,另一个是理发时间
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排队问题的相关公式:
顾客到达时刻=前一个顾客到时刻 + 本顾客的到达间隔 顾客开始被服务时刻=max{前一个顾客离开时刻,本顾
客到达时刻} 顾客离开时刻=顾客开始被服务时刻 + 顾客理发时间 顾客的等待时间=顾客开始被服务时刻 - 顾客到达时刻 顾客总等待时间=前一个顾客的总等待时间 + 本顾客的
等待时间
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3.2 用EXCEL产生代表某项概率分布的 随机数
1、逆变换法 2、产生在区间[0,1]中均匀分布的随机数 3、产生在区间[a,b]中均匀分布的随机数 4、产生均值为μ、标准方差为σ的正态分布的随
机数 5、产生按历史数据统计规律分布的随机数 6、产生参数为a,b,c的三角分布
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1.2 模拟模型的分类
按模拟的形式分类:
物理模拟 数学模拟 混合模拟
按模拟系统中变量的性质分类:
离散系统模拟模型 连续系统模拟模型
按变量是否随时间变化分类:
动态模拟模型 静态模拟模型
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1.3 系统仿真的一般步骤
(1) 调研系统,设立目标 (2) 收集仿真数据 (3) 编制仿真程序 (4) 运行仿真模型 (5) 输出结果分析
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三、模拟中的随机数
3.1 随机数应用示例 3.2 用EXCEL产生代表某项概率分布的随机

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3.1 随机数应用示例
例8-1 理发店系统模拟。根据100位顾客的历史资料得到 顾客到达时间间隔和理发时间的统计结果,如表8-1、8-2 所示,用模拟方法求出该理发店中顾客的平均等待时间?
、离开、结束等。
(7) 仿真时钟:表示仿真时间变化的时钟
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二、蒙特卡洛法
当一个系统的要素显示出随机性,就可以采用模 特卡洛法。
蒙特卡洛法是根据概率样本对随机变量进行试验 的方法。
蒙特卡洛法模拟ห้องสมุดไป่ตู้基本思想是:
如果可以用一系列随机产生的数值来表示不可控随机 变量的概率分布,那么就可以得到随机变量的抽样值 ,从而模拟系统的行为。
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1.1 模拟的概念
模拟是对真实系统或过程在时间域中运行的模仿。
模拟就是一种间接研究法,它不是直接研究真实系统的行 为,而是通过建立一个在各主要方面能反映真实系统特征 的模型,通过对该模型的运行试验来研究真实系统的行为 。
优点:
当某些复杂系统难以用直接研究法进行研究或不能采用解析方法 求解时,模拟提供了一种可行的方法;
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蒙特卡洛法可以按以下5个步骤进行: (1)确定重要变量的概率分布:
列出变量的历史数据,它的概率或相关频率可以将 观测频数除以观测总数得到。
(2)建立每个变量的累积概率分布:
确定累计频率分布很简单,只要根据第(1)步骤得 到变量概率分布,然后将其累加,就可以得到累计 概率分布。
采用统计学的方法,对仿真结果进行统计分析
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计算机仿真的一般过程图
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1.4 系统仿真模型的基本要素
(1) 实体:组成系统的物理单元 (2) 属性:实体共有的属性 (3) 变量:反映系统属性的信息 (4) 资源:实体获得服务所需要的资源 (5) 队列:实体等待服务而形成队列 (6) 事件:引起系统变化的行为, 包括实体到达
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1、逆变换法
产生随机数的方法——逆变换法
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2、产生在区间[0,1]中均匀分布的随机 数
用在区间[0,1]中均匀分布的随机数,得到在区间[0,1] 中均匀分布的输入变量抽样值。
图中x为输入变量,p为出现该变量的概率。可以看出,在 区间[0,1]中各输入变量出现的概率相等。
精确地反映真实系统,根据统计结果得到的解也不一 定是最优解。
两类输入变量:
可控变量是指系统可以决定的变量,便如在一个服务 系统中应设立的服务台的数量等;
不可控变量则是系统无法控制的变量,这类变量通常 以某种概率出现,所以又称为概率变量,便如服务系 统中顾客到达的密度、服务时间等。
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(3)建立每个变量的随机数区间:
随机数区间是确定一个随机数所在区间的概率。这 一步非常重要,它是利用蒙特卡洛法模拟的主要依 据。
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(4)产生随机数:
任意分布的随机数可以由(0,1)区间上的均匀分 布随机数得到。
(5)进行一系列模拟:
为了保证模拟的稳定性,一般仅模拟十多次随机事 件是不够的,需要经过上百次的随机事件后舍弃最 初的十多次模拟数据,最终得到的结果才是稳定的 结果,才具有代表性。
模拟方法特别擅长于处理不确定问题;
用计算机进行模拟,可以大大缩短研究周期、节约经费;
通过模拟,交互式地研究不同因素、变量对系统的影响作用,从 中确定哪些因素、变量更为重要;
模拟可以对时间进行“压缩” 。
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缺点:
模拟需要建立模型,建模的费用较高; 模拟不会自动产生一个优化结果; 模型不能通用; 由于模拟模型是基于抽样值的模拟,所以它不能完全
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物流模拟(仿真)
一、模拟的基本概念 二、蒙特卡洛法 三、模拟中的随机数 四、系统模拟实例 五、模拟模型的检验
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一、模拟(仿真)的基本概念
1.1 模拟(仿真)的概念 1.2 模拟模型的分类 1.3 系统仿真的一般步骤 1.4 系统仿真模型的基本要素
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