5.2 仿真时钟推进机制
下次事件时间推进机制能在事件发生的时刻捕捉到发生的事件， 下次事件时间推进机制能在事件发生的时刻捕捉到发生的事件， 不会导致虚假的并发事件，精度高。 不会导致虚假的并发事件，精度高 下次事件时间推进机制取消了不必要的计算和判断，有利于提 高仿真的效率。 采用下次事件时间推进机制时，仿真效率主要取决于要发生的 采用下次事件时间推进机制时， 事件数，即取决于被仿真的系统，用户无法控制调整。事件数 事件数，即取决于被仿真的系统 越多，发生得越频繁，仿真效率就越低。 对于仿真时间内事件大量发生的系统， 对于仿真时间内事件大量发生的系统，下次事件时间推进机制 的仿真效率有可能比固定步长时间推进机制的仿真效率还低。 的仿真效率有可能比固定步长时间推进机制的仿真效率还低。 对长时间内只发生少量事件的系统仿真， 对长时间内只发生少量事件的系统仿真，采用下次事件时间推 进机制能获得高效率。 进机制能获得高效率。 第32页 32页
5.2 仿真时钟推进机制
仿真时间推进机制（ 仿真时间推进机制（time advance mechanism）是指在仿真进 程中将仿真时间从一个时刻推进到另一个时刻的方法，以便 模拟动态系统的运行过程。 仿真时间推进机制的种类、仿真时间单位所代表的实际时间 的长短，直接影响仿真效率和仿真结果的有效性。 离散事件系统仿真的时间推进机制： 固定步长时间推进制（ 固定步长时间推进制 fixed-increment time advance mechanism） 下次事件时间推进机制（next event advance mechanism） 下次事件时间推进机制 混合时间推进机制（mixed time advance mechanism） 混合时间推进机制 第25页 25页
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程： 进程：
进程是有序的事件与活动组成的过程，它描述了其中的事件、 进程是有序的事件与活动组成的过程，它描述了其中的事件、 活动的相互逻辑关系和时序关系。 活动的相互逻辑关系和时序关系 例如：一种物品进入仓库，经过在货位的存储，直到从仓库中 出库，物品经历了一个进程。
5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法不断扫描系统，检验哪些活动可以激发，哪些活 动继续保持，哪些活动可以终止。 活动扫描法的基本思想： 活动扫描法的基本思想 • 用各实体时间元的最小值推进仿真时钟； • 按优先序执行激活实体的活动处理，使测试通过的事件得以 发生； • 改变系统状态，确定相关事件的发生时间。 “活动处理”是活动扫描法的基本处理单元。 活动处理”是活动扫描法的基本处理单元。 第12页 12页
事件调度法仿真模型中总控程序的任务：
（2）事件辨识 事件辨识：辨识将要发生的事件 事件辨识 （3）事件执行 事件执行：执行当前发生的事件，将已发生的事件从事 事件执行 件表中移出 第9页
5.1 制造系统仿真的调度策略
② 活动扫描法（activity scanning） 活动扫描法（ scanning） 事件调度法是一种预定事件发生时间 预定事件发生时间的策略，仿真模型中必 预定事件发生时间 须预定系统中最先发生的事件，以便启动仿真进程。 此外，事件处理子程序中除要修改系统状态外，还要预定本类 事件的下一事件将要发生的时间。因此，该方法对活动持续时 间确定的系统较为方便。 当事件的发生不仅与时间有关，并且只有在满足某些条件才发 生的系统而言，由于系统活动的持续时间不确定，无法预定活 动的开始或终止时间，事件调度法就存在不足。 第10页 10页
仿真时钟是离散系统系统仿真中的重要术语，它决定着仿真 仿真时钟 事件的推进机制、仿真精度和仿真效率。 第5页
5.1 制造系统仿真的调度策略
① 事件调度法（event scheduling） 事件调度法（ scheduling） 事件（ 事件（event）是离散事件系统的基本概念，事件的发生引起 ） 系统状态的改变。 事件调度法（ 事件调度法（event scheduling）以事件为分析系统的基本单 ） 位，通过定义事件、事件发生的时间顺序及其系统状态的变化， 并以事件来驱动仿真模型的运行。 仿真模型中的事件存放于“事件表 事件表”中，通过时间控制模块从 事件表 事 仿真时钟，并调用与该事件 件表中选择最先发生的事件；重置仿真时钟 仿真时钟 对应的事件处理模块；更新系统状态，决定未来将要发生的事 件；当当前事件结束后，返回时间控制模块；重复事件的选择 与处理，直到仿真结束。 第6页
5.1 制造系统仿真的调度策略
活动: 活动
活动是事件与事件之间的过程，是系统状态转移的标志 活动是事件与事件之间的过程，是系统状态转移的标志。 例如：仓储“物品到达”是一个事件，该事件的发生可能会使 仓 储系统的货位从“空闲”状态变为“非空闲”状态。从“物品 到达” 事件直到“物品取出”，物品都处在货位中存储的状态，即处 于 “存储”活动中。因此，“存储”活动的开始和结束标志着物 品的 到达和离去，标志着货位的空闲与非空闲的转变。 第3页
固定步长时间推进机制原理框图
T：仿真时钟 ∆t：步长
第27页 27页
5.2 仿真时钟推进机制
第28页 28页
5.2 仿真时钟推进机制
固定步长时间推进机制的特点： 固定步长时间推进机制的特点 • 每次步长推进，都要进行事件检查，占用计算和判断的时间， 影响仿真效率。步长 越小，问题越严重 步长∆t越小 步长 越小，问题越严重。 • 该机制将发生在同一步长内的事件都视为发生在该步长的末 尾，即认为它们是同步的。由此产生误差，影响仿真精度。 步长∆t越大 误差越严重。 越大， 步长 越大，误差越严重
第17页 17页
5.1 制造系统仿真的调度策略
第18页 18页
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法的特点： 进程交互法的特点 为每个实体建立一个进程，以反映某个实体从产生开始到 结束为止的全部活动。
第19页 19页
5.1 制造系统仿真的调度策略
顾 客 排 队 进 程 模 型
模型说明： 模型说明 • 服务员两名， 队列一条 • “∆”表示某顾客产生的时刻，也为相应进程开始的时刻； • “⋲”表示某顾客离去的时刻，也为相应进程撤销的时刻； • 符号“X”表示排队顾客开始接受服务的时刻； • 虚线表示进程的排队时间； • 波纹线表示顾客得到服务的时间。 20页 第20页
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法的基本思想： 进程交互法的基本思想 • 通过所有进程中时间值最小的无条件延迟复活点来推进仿真 时钟；
• 当时钟推进到一个新的时刻点后，如果某一实体在进程中解 锁，就将该实体从当前复活点一直推进到下一次延迟发生仿真的调度策略
第五章 离散事件系统仿真方法
第1页
5.1 制造系统仿真的调度策略
事件、活动 进程 事件 活动、进程 活动 进程是描述离散系统状态变化的基本术语。
事件: 事件
事件是引起系统状态转变的行为和起因， 事件是引起系统状态转变的行为和起因，是系统状态变化的 驱动力。 驱动力 例如：仓储系统中物品的入库到达是一个事件，物品的出库离 去是另一个事件。 此外，仿真模型中还存在程序事件，即根据需要设定的事件。 程序事件，即根据需要设定的事件 程序事件 例如：在仿真过程中为了使仿真结束，专门定义一个事件，使 其终止仿真。 第2页
合理确定∆t，是固定步长时间推进机制中的重要问题。
第29页 29页
5.2 仿真时钟推进机制
下次事件时间推进机制： 下次事件时间推进机制：仿真时钟按照下一个事件预计将要发 生的时刻，以不等的时间间隔向前推进 以不等的时间间隔向前推进。即仿真时钟每次都跳 以不等的时间间隔向前推进 跃性地推进到下一事件发生的时刻上去。
5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法仿真的基本过程： 活动扫描法仿真的基本过程
第13页 13页
5.1 制造系统仿真的调度策略
第14页 14页
5.1 制造系统仿真的调度策略
第15页 15页
5.1 制造系统仿真的调度策略
面向活动仿真模型总控程序的算法结构包括： ① 时间扫描 ② 活动例程扫描 由于事件直接影响系统状态，活动扫描要反复进行，包括确 定事件和条件事件。
5.2 仿真时钟推进机制
固定步长时间推进机制：在仿真过程中仿真时钟每次递增一 固定步长时间推进机制 个固定的步长。该步长在仿真开始之前，根据模型特点确定， 在仿真过程中保持不变。 该推进方式要求每次推进都要扫描所有正在执行的活动，以 检查此时间区间内是否有事件发生。
第26页 26页
5.2 仿真时钟推进机制
第23页 23页
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法兼有事件调度法和活动扫描法的特点，但其算法 比两者更为复杂。根据进程交互法建立的仿真模型称为面向 面向 进程的仿真模型。 进程的仿真模型 面向进程仿真模型总控程序设计采用两个事件表： 面向进程仿真模型总控程序设计采用两个事件表： 未来事件表（ List，FEL） 未来事件表（Future Event List，FEL） 当前事件表（ List，CEL） 当前事件表（Current Event List，CEL） 面向进程仿真模型总控程序步骤： 面向进程仿真模型总控程序步骤： 未来事件表扫描。 FEL的实体记录中检出复活时间最小的实 未来事件表扫描。从FEL的实体记录中检出复活时间最小的实 体，并将仿真时钟推进到该实体的复活时间； 并将仿真时钟推进到该实体的复活时间； 移动记录。将FEL中当前时间复活的实体记录移至CEL中； 移动记录。 FEL中当前时间复活的实体记录移至CEL中 中当前时间复活的实体记录移至CEL 当前事件表扫描。 当前事件表扫描。 第24页 24页
事件、 事件、活动与进程之间的关系 第4页
5.1 制造系统仿真的调度策略
与事件 活动 进程 事件、活动 进程相对应，离散事件系统的仿真策略可以 事件 活动、进程 分为：事件调度法、活动扫描法、进程交互法 事件调度法、 事件调度法 活动扫描法、进程交互法等。