《系統(tǒng)建模與仿真》教學大綱

1、系統(tǒng)建模與仿真課程教學大綱課程英文名稱：System Modeling and Simulation課程編號：021020090總學時及其分配：24（教學）+8（實驗）學分數(shù)：2適用專業(yè)：工業(yè)工程任課學院、系部：能源學院工業(yè)工程系 一、課程簡介系統(tǒng)建模與仿真是工業(yè)工程專業(yè)本科生的一門重要的選修課，是一門發(fā)展中的邊緣學科,涉及廣泛領域的知識。系統(tǒng)建模就是采用數(shù)學或邏輯關系構(gòu)造數(shù)學模型。系統(tǒng)仿真就是借助仿真技術將系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換為仿真模型并利用仿真軟件對仿真模型進行研究。二、課程教學的目標針對工業(yè)工程專業(yè)性質(zhì)，本課程主要研究企業(yè)生產(chǎn)物流模與仿真，是一門實踐性較強的課程。課程介紹生產(chǎn)物流系統(tǒng)的基本特征、

2、系統(tǒng)仿真的基本概念、仿真模型的建立思路、仿真研究的步驟、Flexsim仿真方法、Flexsim生產(chǎn)物流仿真設計示例。著重講述Flexsim物流仿真平臺在企業(yè)生產(chǎn)物流方面的應用。要求學生會用掌握Flexsim仿真方法、會利用Flexsim進行常見離散事件的仿真設計尤其是企業(yè)生產(chǎn)物流仿真設計。通過系統(tǒng)建模與仿真，可以將復雜的系統(tǒng)簡單化，通過研究簡化的模型來研究實際系統(tǒng)，從而為研究復雜系統(tǒng)提供了一條較好的途徑。三、課程教學的基本內(nèi)容及教學安排課程主要講述生產(chǎn)物流系統(tǒng)的基本特征、系統(tǒng)仿真的基本概念、仿真模型的建立思路、仿真研究的步驟、Flexsim仿真方法、Flexsim生產(chǎn)物流仿真設計示例。以下分章

3、闡述：1.（2學時）知識要點：什么是系統(tǒng)仿真；系統(tǒng)仿真的重要性及應用領域；系統(tǒng)仿真的基本概念（系統(tǒng)、模型、仿真）；系統(tǒng)的要素（實體、屬性、活動、事件、狀態(tài)）；模型的定義及分類；系統(tǒng)仿真的一般步驟；系統(tǒng)仿真的產(chǎn)生與發(fā)展；仿真軟件發(fā)展的四個階段；常用離散系統(tǒng)仿真軟件介紹；本課程的學習方法及要求。目的要求：理解系統(tǒng)仿真的基本概念；理解系統(tǒng)的基本要素；理解并掌握系統(tǒng)仿真的一般步驟；了解系統(tǒng)仿真的發(fā)展和仿真軟件的發(fā)展；了解常用的離散系統(tǒng)仿真軟件。思政：介紹我國相關領域的發(fā)展現(xiàn)狀，增強學生愛國情懷。當計算機的理論基礎和工程技術發(fā)展成熟之后，人工智能便應運而生。我們應抓住人工智能發(fā)展機遇，直面其挑戰(zhàn)，使人工

4、智能在各行業(yè)中充分發(fā)揮正面影響。2.手算仿真與Excel電子表格仿真（2學時）知識要點：什么手算仿真；什么是電子表格仿真；手算仿真方法；電子表格仿真方法；舉例（單通道排隊系統(tǒng)仿真、庫存系統(tǒng)仿真）目標要求：掌握手算仿真方法；熟練掌握電子表格仿真方法。思政：Excel電子表格功能強大，不能只局限于平時課堂的學習，一定結(jié)合自己的興趣和專業(yè)樹立工匠精神和創(chuàng)新精神，不斷學習。3.Flexsim仿真軟件在物流系統(tǒng)仿真中的應用（3學時）知識要點：物流系統(tǒng)的概念和特點、Flexsim的功能特點；Flexsim仿真環(huán)境及關鍵技術；Flexsim建模的相關概念；Flexsim仿真建模的建立；手工仿真與計算機仿真。

5、目標要求：了解Flexsim的基本概念、了解Flexsim軟件主窗口布局、掌握Flexsim仿真模型的基本組成、掌握Flexsim的對象庫、熟練掌握連接與端口、熟練掌握應用 Flexsim建模的基本步驟。思政：了解物流政策，結(jié)合物流企業(yè)案例，強化物流戰(zhàn)略和本課程在物流中的作用。4.模型輸入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析（輸入建模）（2學時）知識要點：概論論與數(shù)理統(tǒng)計術語；輸入建模的一般步驟；常用的概率分布（二項分布、泊松分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布等）；Flexsim分布函數(shù)介紹；數(shù)據(jù)收集方法；分布辨識方法；參數(shù)估計；優(yōu)良度檢驗；隨機變量的產(chǎn)生方法。目標要求：掌握輸入建模的一般步驟；了解常用的概率分布；了解數(shù)據(jù)收

6、集方法；學會辨識分布、參數(shù)估計及優(yōu)良度檢驗；了解隨機變量的產(chǎn)生方法。5.Flexsim簡單實驗模擬（3學時）知識要點：條件中斷與產(chǎn)品裝盤仿真優(yōu)化；生產(chǎn)線產(chǎn)品入庫與出庫仿真優(yōu)化；配送中心庫存控制仿真優(yōu)化。目標要求：對Flexsim仿真平臺有一個了解，熟悉Flexsim各種元素及其適用場合，掌握如何根據(jù)客戶訂單進行產(chǎn)品的裝盤，掌握如何使用全局表來更新合成器的裝盤列表，掌握使用堆垛機及配置貨架參數(shù)，掌握入庫、出庫流程的定義，掌握如何配置傳送機布局參數(shù)，掌握如何根據(jù)庫存數(shù)控制產(chǎn)品出入庫的參數(shù)設置，掌握如何分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并計算出該配送中心的即時庫存成本和利潤。6.混合流水線系統(tǒng)建模仿真與分析（2學時）知

7、識要點：混合流水線系統(tǒng)的概念；混合流水線的特點；混合流水線系統(tǒng)仿真案例。目標要求：學生熟練掌握混合流水線的建模方法、不同情況下加工時間的設置、投產(chǎn)順序，掌握設置模型停止時間，能利用所學的專業(yè)知識考慮如何解決混合流水線產(chǎn)生的瓶頸問題。7.倉儲系統(tǒng)建模仿真（2學時）知識要點：倉儲的基本知識；入庫作業(yè)流程；在庫管理；商品出庫；倉儲設施簡介；倉儲系統(tǒng)仿真案例。目標要求：了解倉儲的基本知識、入庫作業(yè)流程、在庫管理、商品出庫、倉儲設施。掌握倉儲系統(tǒng)建模方法；理解并掌握使用堆垛機及配置貨架參數(shù)，掌握入庫、出庫流程的定義，掌握如何配置傳送機布局參數(shù)，掌握如何配置巷道式立體貨架的參數(shù)。8.分揀系統(tǒng)建模仿真與優(yōu)化

8、（2學時）知識要點：分揀系統(tǒng)的基本知識；分揀作業(yè)方法；分揀設備；分揀系統(tǒng)仿真案例。目標要求：了解分揀系統(tǒng)的基本知識、分揀作業(yè)方法、分揀設備；熟練掌握對貨架進行入庫、出庫的庫存量的控制，熟練掌握根據(jù)不同的訂單設置不同托盤的類型和顏色，熟練掌握全局表的使用。9.配貨系統(tǒng)建模仿真與優(yōu)化（2學時）知識要點：配貨概念和流程；配貨作業(yè)的內(nèi)容；自動分揀機的六個裝置；配裝的方法；配貨作業(yè)管理；配送系統(tǒng)仿真案例。目標要求：了解配貨概念和流程、配貨作業(yè)的內(nèi)容、自動分揀機的六個裝置、配裝的方法、配貨作業(yè)管理；熟練掌握使用Flexsim配貨系統(tǒng)建模仿真與優(yōu)化。10.自動化立體倉庫建模仿真與優(yōu)化（2學時）知識要點：自動

9、化立體倉庫的概述；自動化立體倉庫的重要性；自動化立體倉庫仿真案例。目標要求：掌握自動化立體倉庫的基本知識；熟練掌握使用Flexsim的自動化立體倉庫仿真案例（入庫分揀區(qū)、入庫處理區(qū)、貨物存儲區(qū)、出庫處理區(qū)、出庫分揀區(qū)的設置，分解器和機器手的在出庫時的配合使用）。11.現(xiàn)代物流配送中心建模與仿真（2學時） 知識要點：現(xiàn)代物流配送中心基本知識；配送中心仿真案例。 目標要求：現(xiàn)代物流配送中心基本知識；熟練掌握配送中心仿真案例（入庫處理區(qū)、存儲區(qū)、流通加工區(qū)、揀貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)的設置，分解器、機器手和操作員的配合，路徑的使用）。四、本課程與其他課程的聯(lián)系（先修后續(xù)關系）本課程的先修課程為：概率與數(shù)理統(tǒng)計、

10、程序設計語言（C或其他）、工業(yè)工程相關專業(yè)知識。五、建議使用教材與教學參考書1.教材： 馬向國等 Flexsim現(xiàn)代物流系統(tǒng)仿真應用中國發(fā)展出版社 2.參考書：秦天保等實用系統(tǒng)仿真建模與分析使用Flexsim清華大學出版社王帆等配送中心布局仿真實訓- Flexsim 初級實訓教程清華大學出版社馬向國等 Flexsim 物流系統(tǒng)建模與仿真案例實訓 化學工業(yè)出版社Jerry Banks等離散事件系統(tǒng)仿真 機械工業(yè)出版社王維平等離散事件系統(tǒng)建模與仿真 科學出版社班克斯，肖田元，范文慧.離散事件系統(tǒng)仿真. 機械工業(yè)出版社.2007肖田元.系統(tǒng)仿真導論. 清華大學出版社. 2000.7六、教學方法與學習建議（授課方式、重點、難點及后續(xù)自主學習建議）1.本課程主要介紹離散系統(tǒng)仿真技術及Flexsim物流仿真，以課堂講授和上機實踐相結(jié)合的方式，邊學邊實踐，從而強化所學內(nèi)容。 2.每次上機安排相應的上機任務（見系統(tǒng)建模與仿真實驗指導書），并根據(jù)完成情況及實驗報告質(zhì)量進行考核記入實驗成績。3.要求學生按時出勤，并對每次出勤進行考核，計入平時成績。4.實驗是加深所學知識的良好途徑之一，本課程輔以8學時的實驗課。七、課程考核及成績評定方式（要求過程考核與終結(jié)性評價有