系统建模与仿真大纲

系统建模与仿真教学大纲

课程名称： 系统建模与仿真 课程编号： 英文名称： System Modeling and Simulation

学 时： 64 学 分： 3.5 适用专业：工业工程 课程类别： 必修 课程性质： 学科基础课

先修课程：工程数学、运筹学、统计学、计算机编程技术

教 材：《离散事件系统仿真》，Jerry Banks等著，肖田元等译，机械工

业出版社，2007.7

一、本课程的性质与任务

《系统建模与仿真》是面向工程实际的应用型课程，是工业工程系的主导课程之一。学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产能力和生产效率。

二、课程教学的基本要求：

本课程以制造型生产企业为核心，阐述了离散事件系统建模与仿真技术在生产企业分析中的基本原理和方法。其内容涉及计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理、仿真软件的介绍，重点介绍排队系统、库存系统、加工系统以及输入、输出数据分析。本课程的目的是要求学生通过学习、课堂教育和上机训练，能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理；并熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能；使学生了解计算机仿真的基本步骤。

三、课程内容及教学要求

第一章 绪论

教学基本内容:

生产系统的基本特征、生产系统仿真的基本概念、生产系统仿真模型的建立思路、以及生产系统仿真研究的步骤。

重点：

系统、系统模型、系统仿真等建模与仿真相关的基本概念；离散系统与连续系统的区别；生产系统建模的方法与仿真研究的步骤。

难点：

系统、系统模型、系统仿真等建模与仿真相关的基本概念；离散系统与连续系统的区别。 教学基本要求：了解生产系统的基本特征；理解掌握系统、系统模型、系统仿真等建模与仿真相关的基本概念；了解系统仿真的类型；理解离散系统与连续系统的区别；熟悉生产系统建模的方法与仿真研究的步骤。

第二章 生产仿真用概率统计 教学基本内容:

介绍随机变量、概率函数、随机数；均匀的连续分布随机数及其生成；各种离散分布随机数的产生；非均匀的连续分布随机数及其产生。

重点：

随机变量的数字特征；产生连续均匀分布随机数的几种方法；计算机产生随机数的方法；随机数的统计检验；各种离散分布随机数的产生方法；非均匀连续分布随机数产生方法。

难点：

各种随机数的产生方法。

教学基本要求：理解掌握随机变量（离散、连续），以及连续随机变量的密度函数的概念；掌握随机变量的数字特征；理解掌握随机数的概念，熟悉产生连续均匀分布随机数的几种方法，掌握计算机产生随机数的方法；熟悉随机数的统计检验；掌握各种离散分布随机数的产生方法；熟悉非均匀连续分布随机数及其产生方法。

第三章 排队系统 教学基本内容:

介绍排队论的基本概念；到达时间间隔和服务时间的分布；排队系统的特征参数与分析方法；排队系统的仿真及分析。

重点：

排队论的基本概念，排队系统的组成与排队模型的分类，刻画到达模式与服务机构的参数，排队规则与队列的度量；几种常用的到达时间间隔和服务实践的理论分布（定长分布、泊松分布、埃尔朗分布、正态分布等）； M/M/1排队系统与M/M/C排队系统的分析。

难点：

排队论的基本概念；M/M/1排队系统与M/M/C排队系统的分析。

教学基本要求：深入理解排队论的基本概念，熟悉排队系统的组成与排队模型的分类，掌握到达模式与服务机构刻画的参数，熟悉排队规则与队列的度量；熟悉几种常用的到达时间间隔和服务实践的理论分布（定长分布、泊松分布、埃尔朗分布、正态分布等）；掌握M/M/1排队系统与M/M/C排队系统的分析。

第四章 库存系统 教学基本内容:

介绍单一产品的库存系统；库存系统模型；库存系统仿真的程序设计；库存系统仿真的输出和结果分析。

重点：

掌握库存系统模型；库存系统仿真的程序设计。 难点：

库存系统仿真的程序设计。

教学基本要求：熟悉单一产品库存系统；掌握库存系统模型；熟悉库存系统仿真的程序设计流程及仿真结果的分析。

第五章 加工系统 教学基本内容:

介绍顺序分配法与链式存储分配方法；一般加工系统的建模与仿真；利用Flexsim仿真软件进行简单加工系统的建模与仿真，并分析输出结果。

重点：

顺序分配法与链式存储分配方法；一般加工系统的建模与仿真的方法。 难点：

顺序分配法与链式存储分配方法；一般加工系统的建模与仿真的方法。

教学基本要求：掌握顺序分配法与链式存储分配方法；掌握一般加工系统的建模与仿真的方法。 第六章 系统仿真输入数据的收集与分析 教学基本内容:

介绍数据的收集；分布识别；参数估计；拟合度的检验；相关性分析。 重点：

数据分布的识别方法；数据分布参数的估计方法；数据拟合度的检验方法；数据相关性分析方法。

难点：

数据分布的识别方法；数据分布参数的估计方法；数据拟合度的检验方法；数据相关性分析方法。

教学基本要求：熟悉数据分析的步骤；掌握数据分布的识别方法；掌握数据分布参数的估计方法；掌握数据拟合度的检验方法；掌握数据相关性分析方法。

第七章 仿真的输出分析 教学基本内容:

介绍系统仿真的性能测度及估计；系统终态仿真输出结果分析；系统稳态仿真输出分析。 重点：

点估计与去见估计的方法；终态与稳态仿真的输出分析。 难点：

点估计与去见估计的方法；终态与稳态仿真的输出分析。

教学基本要求：了解输出分析的目的，理解瞬态（终态）与稳态（非终态）仿真的区别；掌握点估计与去见估计的方法；掌握终态仿真的输出分析方法；掌握稳态仿真的输出分析。

第八章 仿真方案的比较和评价 教学基本内容:

介绍仿真方案的比较方法。 第九章 生产系统仿真实例 教学基本内容:

介绍Flexsim仿真软件与生产系统仿真事例。 重点：

Flexsim软件基本单元和功能模块；Flexsim仿真软件建模与仿真过程；利用Flexsim仿真软件对简单生产系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行分析。

难点：

利用Flexsim仿真软件对简单生产系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行分析。

教学基本要求：了解Flexsim的主要特点，熟悉其基本单元和功能模块；了解Flexsim仿真软件在生产系统建模与仿真中的应用；掌握Flexsim仿真软件建模与仿真过程；能够利用Flexsim仿真软件对简单生产系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行分析。

四、课程学时分配

讲 课 内 容 第一章 绪论 第二章 生产仿真用概率统计 第三章 排队系统 第四章 库存系统 第五章 加工系统 第六章 系统仿真输入数据的收集与分析 第七章 仿真的输出分析 第八章 仿真方案的比较和评价 第九章 生产系统仿真实例 总计 讲课实验学时（含各类合计学时 实践教学活动） 学时 4 6 8 8 8 6 6 4 4 54 2 2 2 2 2 10 4 6 10 10 10 8 8 4 4 64 五、课程习题要求

每章根据学生学习情况，留有一定数量的思考题供学生课后复习，巩固课堂教学效果，并进行讲评。

六、课程的实验内容与要求

序号 1 2 3 4 实验名称 单服务排队系统的仿真 库存系统的仿真程序编制和系统优化仿真 简单生产系统的仿真建模和仿真运行 仿真输入/输出数据分析与评价 实验内容及要求 结合本课程的特点，使学生初步了解离散事件系统仿真及仿真建模的基本方法，学会仿真的操作，掌握或提高系统化分析问题和解决问题的能力。为系统化管理生产打下基础。课程为学生提供Flexsim仿真软件。 计划学时 2 2 2 2 七、考核方式

以期末闭卷考试成绩为主，参考课堂提问、课堂讨论、实验、平时作业及出勤情况等，综合评定给出成绩。

八、课程的主要参考书

1、 离散事件系统建模与仿真，顾启泰，1998年，清华大学出版社

2、 Simulation Modeling and Analysis, Law Averill M., Kelton W. David, 1982,

McGraw Hill Inc

3、 现代生产物流及仿真，张晓萍等编著，1998年，清华大学出版社

4、 生产物流系统建模与仿真-Witness系统及应用，王亚超、马汉武，2006年，科学出版社 5、 生产系统建模与仿真，孙小明，2006年，上海交通大学出版社

制定人：

审定：

批准：

2006年12月

序号 1 2 3 4 实验名称 单服务排队系统的仿真 库存系统的仿真程序编制和系统优化仿真 简单生产系统的仿真建模和仿真运行 仿真输入/输出数据分析与评价 实验内容及要求 结合本课程的特点，使学生初步了解离散事件系统仿真及仿真建模的基本方法，学会仿真的操作，掌握或提高系统化分析问题和解决问题的能力。为系统化管理生产打下基础。课程为学生提供Flexsim仿真软件。 计划学时 2 2 2 2 七、考核方式

以期末闭卷考试成绩为主，参考课堂提问、课堂讨论、实验、平时作业及出勤情况等，综合评定给出成绩。

八、课程的主要参考书

1、 离散事件系统建模与仿真，顾启泰，1998年，清华大学出版社

2、 Simulation Modeling and Analysis, Law Averill M., Kelton W. David, 1982,

McGraw Hill Inc

3、 现代生产物流及仿真，张晓萍等编著，1998年，清华大学出版社

4、 生产物流系统建模与仿真-Witness系统及应用，王亚超、马汉武，2006年，科学出版社 5、 生产系统建模与仿真，孙小明，2006年，上海交通大学出版社

制定人：

审定：

批准：

2006年12月

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wip3.html