制造系统建模与仿真(第3版)

系统建模与仿真是利用模型来分析、评价和优化系统性能的相关技术。目前，该技术已经在产品研发、制造系统规划设计、企业选址、车间布局、生产计划与调度、供应链管理等领域得到广泛应用。本书以机械制造系统、物流系统等为对象，在分析系统和制造系统定义、组成与特点的基础上，介绍系统建模与仿真的基本概念及原理，阐述系统建模与仿真的基本元素、常用方法及其应用步骤，分析离散事件系统建模与仿真的关键技术，简要介绍主流制造系统仿真软件的功能、特点及其应用领域，并以ProModel软件重点，介绍仿真软件的建模元素及其使用步骤。书中提供了大量制造（生产）系统建模和仿真的研究案例，并配有思考题和习题。书中既有系统建模与仿真基本原理、概念和方法的阐述，也有典型仿真案例的构建与应用。

前 言 第 1 章 绪论 1 1.1 系统与制造系统 1 1.1.1 系统的定义 1 1.1.2 制造系统及其组成 3 1.2 系统､ 模型与仿真 5 1.3 系统建模与仿真的步骤 10 1.4 制造系统建模与仿真概述 12 1.4.1 制造系统的特征分析 12 1.4.2 制造系统建模与仿真的功用 14 1.5 制造系统建模与仿真案例 17 思考题及习题 21 第 2 章 离散事件系统建模与仿真的基本原理 24 2.1 系统与系统模型分类 24 2.2 离散事件系统的建模元素 25 2.3 离散事件系统仿真程序的结构 27 2.4 系统建模的常用方法 28 2.4.1 分析与综合 29 2.4.2 抽象与概括 30 2.4.3 归纳与总结 32 2.4.4 演绎与推理 33 2.4.5 比较与类比 34 2.4.6 概率统计法 35 2.4.7 层次分析法 37 2.4.8 模糊综合评价 40 思考题及习题 46 第 3 章 随机变量和随机分布 47 3.1 随机变量和随机分布概述 47 3.1.1 离散型随机变量 47 3.1.2 连续型随机变量 50 3.1.3 随机变量的数字特征 52 3.1.4 常用随机分布类型及其特性 55 3.1.5 随机变量的经验分布 68 3.1.6 随机分布的参数估计 71 3.1.7 随机分布的假设检验 76 3.2 随机数生成方法 77 3.2.1 随机数的特性 77 3.2.2 随机数发生器的设计 78 3.3 随机数发生器的检验 81 思考题及习题 84 第 4 章 制造系统的建模方法 89 4.1 系统建模方法概述 89 4.2 马尔可夫过程 90 4.3 Petri 网建模理论 92 4.3.1 Petri 网的基本概念 93 4.3.2 Petri 网的扩展形式 96 4.3.3 Petri 网中的事件关系 104 4.3.4 基于 Petri 网的系统性能分析 107 4.3.5 案例研究: 基于 Petri 网的液压系统可靠性建模与评估 114 4.4 排队系统模型 121 4.4.1 排队系统概述 121 4.4.2 排队系统的分类符号 126 4.4.3 排队系统的性能指标 126 4.4.4 顾客到达时间间隔和服务时间分布 129 4.4.5 案例研究: 基于排队论的制造系统建模与手工仿真 133 4.5 库存系统模型 136 4.5.1 库存及库存系统的定义与功能 136 4.5.2 库存系统模型 138 4.5.3 案例研究: 汽车 4S 店库存系统建模与仿真 142 思考题及习题 145 第 5 章 制造系统的仿真方法 150 5.1 系统仿真的调度策略 150 5.1.1 事件调度法 151 5.1.2 活动扫描法 152 5.1.3 进程交互法 155 5.1.4 消息驱动法 158 5.2 仿真时钟推进机制 160 5.3 蒙特卡洛仿真 163 5.3.1 蒙特卡洛仿真的基本概念 163 5.3.2 案例研究: 基于蒙特卡洛仿真的系统动态可靠性评估 166 5.4 系统动力学仿真 181 5.4.1 系统动力学仿真的基本概念 181 5.4.2 系统动力学仿真的应用步骤 182 5.4.3 案例研究: 基于系统动力学仿真的供应链库存优化 183 思考题及习题 191 第 6 章 系统建模与仿真的校核､ 验证与确认 193 6.1 校核､ 验证与确认概述 193 6.1.1 校核､ 验证与确认的基本概念 194 6.1.2 校核､ 验证与确认的基本原则 195 6.1.3 校核､ 验证与确认的实施过程 196 6.2 建模与仿真校核､ 验证的基本方法 197 6.2.1 建模与仿真的校核与验证技术 197 6.2.2 模型验证的常用方法 201 思考题及习题 206 第 7 章 仿真技术发展与仿真案例研究 207 7.1 仿真技术起源及其发展现状 207 7.2 常用仿真软件简介 209 7.2.1 Arena 210 7.2.2 ProModel 212 7.2.3 Flexsim 213 7.2.4 Extend 214 7.2.5 Witness 216 7.2.6 AutoMod 217 7.2.7 SIMUL8 218 7.3 系统仿真软件的选用 219 7.4 ProModel 仿真软件及其使用步骤 220 7.4.1 ProModel 软件的建模元素 220 7.4.2 ProModel 软件的使用步骤 243 7.5 制造系统建模与仿真案例研究 244 7.5.1 板材加工柔性制造系统配置与参数的优化 244 7.5.2 汽车发动机再制造生产线瓶颈工序分析与性能优化 250 7.5.3 基于仿真和规则的多机并行作业车间生产调度 263 7.5.4 考虑质量不确定性的再制造系统动态瓶颈分析 267 7.5.5 基于分派规则和人工蜂群算法的再制造系统生产调度仿真 275 思考题及习题 285 参考文献 290