生產(chǎn)系統(tǒng)仿真-教學(xué)大綱

生產(chǎn)系統(tǒng)仿真-教學(xué)大綱編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:《生產(chǎn)系統(tǒng)仿真》教學(xué)大綱2014-2015學(xué)年第2學(xué)期課程名稱《生產(chǎn)系統(tǒng)仿真》任課老師李成松工作單位機電學(xué)院《生產(chǎn)系統(tǒng)仿真》教學(xué)大綱課程編號：開課學(xué)期：2014-2015學(xué)年第2學(xué)期課程總學(xué)時：32學(xué)時實習(xí)周（天）數(shù)：0學(xué)分：2一、教學(xué)對象：《生產(chǎn)系統(tǒng)仿真》課程為工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)科主干課程。適用于工業(yè)工程專業(yè)研究生。二、教學(xué)目的《生產(chǎn)系統(tǒng)仿真》是工業(yè)工程專業(yè)的重要的學(xué)科核心課程之一，是為培養(yǎng)工業(yè)工程人才適應(yīng)制造型企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃、布置和改善的需要而設(shè)置的，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解近年來國內(nèi)外在制造系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域的研究成果，結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)的實際，把制造工藝與物流分析融為一體，圍繞生產(chǎn)車間的設(shè)施規(guī)劃，培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜系統(tǒng)的定性和定量分析、規(guī)劃、設(shè)汁和仿真分析的能力。學(xué)完本課程后，學(xué)生要能夠：了解生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的定義及主要內(nèi)容；理解生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的核心理念和基本原則；掌握生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計流程，能夠應(yīng)用工藝設(shè)計及工作研究、工位設(shè)計物料搬運系統(tǒng)設(shè)計等技術(shù)對企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)系統(tǒng)并進行系統(tǒng)設(shè)計，能夠?qū)υO(shè)計方案進行建模仿真并做出優(yōu)化。以制造型生產(chǎn)企業(yè)為核心，闡述了離散事件建模與仿真技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)分析中的應(yīng)用原理和方法，旨在使學(xué)生對計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)的研究和分析方法上有一個正確的認識。首先說明了計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)分析中的作用和原理，然后針對生產(chǎn)系統(tǒng)組成的基本元素進行了建模方法的討論，接著介紹了仿真輸入、輸出和系統(tǒng)評價的方法，最后系統(tǒng)地介紹了一個生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真和分析實例。全書介紹了Flexsim離散事件仿真軟件。教學(xué)目的：本課程是工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，是面向工程實際的應(yīng)用型課程。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)能夠初步運用仿真技術(shù)來發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題，并通過改進措施的實現(xiàn)，提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。教學(xué)方法：本課程內(nèi)容包括課堂理論教學(xué)和上機仿真操作兩部分組成。理論教學(xué)采用黑板板書和多媒體課件相結(jié)合的教學(xué)方法。通過理論分析和例題講解，使學(xué)生牢固掌握基本概念、基本理論、和基本分析方法。通過上機操作，掌握Flexsim仿真軟件基本的使用方法。總的要求為：1、

了解生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型的建立思路和仿真步驟；2、

掌握生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真所需的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識；3、

掌握各類生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的程序設(shè)計方法；4、

了解生產(chǎn)系統(tǒng)仿真經(jīng)過分析方法。各章教學(xué)要求及要點第一章

概論課時分配：2課時教學(xué)要求：對系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、系統(tǒng)模型等概念有一個比較清晰的理解。基本要求有：1、

了解系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的概念及其組成；2、

掌握系統(tǒng)模型和系統(tǒng)仿真的概念及系統(tǒng)仿真的若干術(shù)語；3、

了解系統(tǒng)的各種分類方法；4、

了解系統(tǒng)建模和仿真的步驟。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

引言第二節(jié)

生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真的基本概念一、

系統(tǒng)。二、

系統(tǒng)模型。三、

系統(tǒng)仿真。四、

系統(tǒng)仿真的若干術(shù)語。五、

系統(tǒng)舉例。六、

系統(tǒng)仿真的類型。七、

連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的區(qū)別。八、

仿真的應(yīng)用。第三節(jié)

生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型的建立第四節(jié)

仿真研究的步驟思考題：1、

什么是仿真何時進行仿真

2、

仿真中是如何定義系統(tǒng)的其定義與常規(guī)的系統(tǒng)有何不同

3、

仿真的基本分類有哪些？請分別舉例說明4、

請簡述實體、事件、活動、進程、仿真鐘的基本概念，并簡述它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。第二章

生產(chǎn)系統(tǒng)仿真用的概率統(tǒng)計課時分配：2課時教學(xué)要求：掌握生產(chǎn)系統(tǒng)仿真用的概率統(tǒng)計的各種方法。基本要求有：1、

掌握隨機變量、離散型隨機變量、連續(xù)型隨機變量、隨機變量密度函數(shù)和數(shù)字特征的概念和計算方法；2、

掌握均勻的連續(xù)分布隨機數(shù)及其生成方法；3、

熟悉離散分布隨機數(shù)和非均勻的連續(xù)分布隨機數(shù)及其產(chǎn)生方法。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

隨機變量、概率函數(shù)、隨機數(shù)一、

確定性活動與隨機活動。二、

離散型隨機變量。三、

連續(xù)型隨機變量及其密度函數(shù)。四、

隨機變量的數(shù)字特征電阻的串聯(lián)。第二節(jié)

均勻的連續(xù)分布隨機數(shù)及其生成一、

(0，1)均勻分布隨機數(shù)。二、

計算機產(chǎn)生隨機數(shù)的方法。三、

隨機數(shù)的統(tǒng)計檢驗電壓源模型。第三節(jié)

各種離散分布隨機數(shù)的產(chǎn)生一、

(a，b)均勻的離散分布。二、

非均勻的離散分布。第四節(jié)

非均勻的連續(xù)分布隨機數(shù)及其產(chǎn)生一、

反函數(shù)法(逆變法)。二、

舍去法。思考題：1、

請從概念上簡述隨機變量與隨機數(shù)的差異？

2、

隨機數(shù)產(chǎn)生的方法有哪些它們各自的基本原理是什么

第三章

排隊系統(tǒng)的建模與仿真課時分配：4課時教學(xué)要求：對排隊理論的描述，闡明排隊問題描述的特征參數(shù)，介紹排隊系統(tǒng)建模和仿真的基本方法。基本要求有：1、

掌握排隊論的基本概念；2、

掌握到達時間間隔和服務(wù)時間的分布；3、

掌握幾種排隊系統(tǒng)的分析；4、

掌握排隊系統(tǒng)的仿真方法。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

排隊論的基本概念一、

排隊系統(tǒng)的組成。二、

到達模式。三、

服務(wù)機構(gòu)。四、

排隊規(guī)則。五、

隊列的度量。六、

排隊模型的分類。第二節(jié)

到達時間間隔和服務(wù)時間的分布一、

定長分布。二、

泊松分布。三、

愛爾朗分布。四、

一般相互獨立隨機分布。五、

一般隨機分布。六、

正態(tài)分布。第三節(jié)

排隊系統(tǒng)的分析一、

單服務(wù)臺M／M／1模型。二、

多服務(wù)臺M／M／c模型。三、

M／M／c和M／M／1模型比較。第四節(jié)

排隊系統(tǒng)的仿真思考題：1、

在生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的數(shù)據(jù)收集中，對收集的數(shù)據(jù)都會假設(shè)其為平穩(wěn)的（或各態(tài)歷經(jīng)的），為什么？

2、

影響排隊系統(tǒng)的主要因素有哪些？

3、

排隊的隊列形式有哪些，各自有哪些特點？

4、

請簡述排隊規(guī)則？

第四章

庫存系統(tǒng)建模與仿真課時分配：4課時教學(xué)要求：研究庫存系統(tǒng)的目的是要比較確定各種訂貨策略。通過一個簡單的例子來說明怎樣用仿真方法比較一個庫存系統(tǒng)的各種訂貨策略?；疽笥校?、

掌握庫存系統(tǒng)的基本概念；2、

掌握庫存系統(tǒng)模型的建立方法；3、

掌握仿真程序的設(shè)計方法；教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

單一產(chǎn)品的庫存系統(tǒng)第二節(jié)

庫存系統(tǒng)模型第三節(jié)

仿真程序設(shè)計第四節(jié)

仿真的輸出和討論思考題：1、

什么是庫存系統(tǒng)它在生產(chǎn)系統(tǒng)運作中的作用是什么

2、

影響庫存系統(tǒng)的因素有哪些作為庫存系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)如何去控制

第五章

加工系統(tǒng)課時分配：6課時教學(xué)要求：與排隊系統(tǒng)和庫存系統(tǒng)不同，加工系統(tǒng)是一個多作業(yè)點的復(fù)雜系統(tǒng)?；疽笥校?、

掌握順序分配法的概念、特點；2、

掌握鏈?zhǔn)酱鎯Ψ峙涞母拍?、特點和方法；3、

了解簡單加工系統(tǒng)的建模與仿真方法；4、

了解一般加工系統(tǒng)的建模與仿真方法。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

順序分配法第二節(jié)

鏈?zhǔn)酱鎯Ψ峙涞谌?jié)

簡單加工系統(tǒng)建模與仿真第四節(jié)

一般加工系統(tǒng)的建模與仿真第五節(jié)

仿真的輸出與討論思考題：1、從仿真的角度看，加工系統(tǒng)的特點是什么影響生產(chǎn)系統(tǒng)運作的基本因素有哪些

2、作為生產(chǎn)的作業(yè)單元，生產(chǎn)系統(tǒng)模型的基本參數(shù)有哪些？

第六章

輸入數(shù)據(jù)的分析課時分配：4課時教學(xué)要求：“輸入數(shù)據(jù)是仿真實驗的動力”，對于一個系統(tǒng)來說，輸入數(shù)據(jù)就決定了仿真的時間進程?；疽笥校?、掌握數(shù)據(jù)的收集方法；2、掌握數(shù)據(jù)分布的識別方法；3、掌握參數(shù)估計、擬合度檢驗和相關(guān)性分析的方法。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

數(shù)據(jù)的收集第二節(jié)

分布的識別一、

直方圖。二、

分布的假設(shè)。第三節(jié)

參數(shù)估計一、

樣本均值和樣本方差。二、

估計量。第四節(jié)

擬合度檢驗第五節(jié)

相關(guān)性分析一、

單變量線性回歸。二、

回歸顯著性檢驗。三、

多變量線性回歸。思考題：1、

為何需要對輸入數(shù)據(jù)進行分析它需要作哪些主要分析

2、

輸入數(shù)據(jù)分析的基本步驟有哪些？

3、

輸入數(shù)據(jù)分析過程中需要注意哪些問題？

第七章

仿真的輸出分析課時分配：2課時教學(xué)要求：仿真的輸出分析就是仿真模型通過仿真運行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并依據(jù)一定的分析手段進行分析。基本要求有：1、

掌握性能測度及其估計的概念和方法；2、

掌握穩(wěn)態(tài)仿真的輸出分析方法。第一節(jié)

引言第二節(jié)

性能測度及其估計一、

點估計。二、

區(qū)間估計。第三節(jié)

終態(tài)仿真的輸出分析第四節(jié)

穩(wěn)態(tài)仿真的輸出分析一、

穩(wěn)態(tài)仿真中初始條件所引起的偏差。二、

穩(wěn)態(tài)仿真重復(fù)運行方法。三、

在穩(wěn)態(tài)仿真中樣本量與準(zhǔn)確度的關(guān)系。四、

在穩(wěn)態(tài)仿真中區(qū)間估計的批平均值。思考題：1、

仿真系統(tǒng)性能測度的估計方法是什么？

2、

仿真系統(tǒng)性能測度的評價方法是什么？

第八章

仿真方案的比較與評價課時分配：2課時教學(xué)要求：在解決實際問題的過程中，我們常常需要對多種規(guī)劃方案、改進方案進行分析，比較多種方案的運行效果?；疽笥校?、

掌握兩個方案比較方法；2、

掌握k個方案的比較方法；3、

掌握用以估計不同的設(shè)計方案效果的統(tǒng)計模型。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

兩個仿真方案的比較一、

具有相等方差的獨立采樣。二、

具有不相等方差的獨立采樣。三、

相關(guān)采樣。第二節(jié)

k個仿真系統(tǒng)方案之間的比較第三節(jié)

用以估計不同的設(shè)計方案效果的統(tǒng)計模型一、

試驗統(tǒng)計的目的。二、

單因子完全隨機化試驗設(shè)計。三、

兩因子的析因設(shè)計。思考題：1、

兩個系統(tǒng)設(shè)計方案的比較方法是什么？

2、

從隨機的概念出發(fā)，設(shè)計方案的比較采用什么方法推廣到一般，系統(tǒng)的評價方法該如何運用

3、

多個系統(tǒng)設(shè)計方案的比較方法是什么它的特征是什么

第九章

生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的應(yīng)用實例課時分配：4課時教學(xué)要求：掌握Flexsim仿真軟件在生產(chǎn)系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)

Flexsim仿真軟件一、

集成運算放大器的特點。二、

電路的簡單說明。三、

引腳。四、

主要參數(shù)。五、

理想運算放大器及其分析。第二節(jié)

生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真應(yīng)用一、

生產(chǎn)系統(tǒng)簡介。二、

模型的構(gòu)建。三、

模型仿真及其結(jié)果分析。實驗一

單服務(wù)排隊系統(tǒng)的仿真課時分配：2課時實驗二

庫存系統(tǒng)的仿真程