一、解析方法与仿真建模
1.1 解析模型
即直接写出一个公式,但是直接的公式(解析法)是具有局限性的,公式适合表达静态的变量间依赖关系,而另外一些具有动态行为的系统并不适用,如具有以下特点:
- 行为的非线性
- 记忆性
- 变量间的非直观影响
- 时间依赖性和因果依赖性
- 其他一些不确定性和大量的参数
2.2 仿真建模
仿真模型:主要描述了系统当前状态如何向下一状态转化的规则集合。这些规则有多种形式:差分方程、状态图、过程流程图及调度方案
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二、现代仿真建模三大方法
离散事件建模(DE)、基于智能体建模(AB)、系统动力学模型(SD)。
- 系统动力学模型:适合较高抽象层级,适合决策建模,其强调的是因果回馈,即状态之前会相互影响。
- 离散事件建模:支持中层和偏下层的抽象层级,强调环环相扣的程序
- 智能体建模:适合中抽样层级,即可实现比较底层抽象的细节,也可以实现公司、政府等较高抽象层级,其强调的是互动
三、离散事件建模
离散事件模型可以具象为一个过程流图,其中各个模块表示各种操作。主要操作包括:各类时间延迟、资源服务、之路选择、分离与组合等。实体对资源进行竞争,并导致时间延迟,因此实体会有一个队列存在。
实体可以表示客户、病人、来电、纸质或电子文档、零件、产品、任务等等。
资源表示职员、医生、接线员、工人、服务器、进程器等。
服务时间和实体到达时间取自随机的概率分布,从而使离散事件模型具有一定的随机性。
典型的离散事件模型输出包括:
- 资源利用率(员工满负荷率)
- 实体在全部或部分系统中的停留时间
- 等待时间
- 队列长度
- 系统吞吐量
- 瓶颈
- 实体构建和处理的开销
3.1 几个基本概念
- 资源:Resource Pool
- 资源的提取:Seize
- 延迟:Delay
- 资源释放:Release
- 服务:Service。即2、3、4的集合
- 等候:Queue
3.2 时间运作机制
会有一个依时间排列的时间清单,事件的处理会按如下步骤:
Step.1:先去处理最接近的事件
Step.2:把模拟时间调到事件时间
Step.3:更新系统状态变量
Step.4:依时序插入未来事件