物流系统仿真（第2版）

　　本书力图把物流系统、系统仿真原理及方法、可视化物流系统仿真工具及案例等三个方面的内容有机地融合在一起。在物流系统的阐述中，着重概括一般物流系统的分类、特征、要素和结构，并对现代生产物流系统进行详细地介绍。在系统仿真原理的阐述中，除了介绍随机数产生、连续系统及离散事件系统仿真、仿真输入及输出分析方法等基本仿真原理和方法，着重补充了可视化交互仿真方法。案例都是从实际的科研项目中提炼出来的。

　　王红卫，男，浙江宁波人，1993年毕业于华中理工大学系统工程专业，获博士学位；2002年在英国牛津大学工程科学系访问，2011年国家杰出青年科学基金获得者。现任华中科技大学自动化学院系统科学与工程系教授、博士生导师、长江学者特聘教授，“图像信息处理与智能控制”教育部重点实验室主任。第六届国务院学位委员会控制科学与工程学科评议组成员、第五、六届教育部科学技术委员会工程技术二部学部委员、第十二、十三届国家自然科学基金委员会专家评审组成员，《自动化学报》、《系统管理学报》杂志编委。 长期从事系统工程教学与科研工作，主要研究方向为公共安全与应急管理、物流与供应链系统，主持国家自然科学基金项目6项，其中重大项目1项、重点项目1项，部委纵向项目7项。发表论文90余篇，其中SCI杂志论文30 篇，EI 收录56 篇。2010年，获教育部高等学校科学技术进步一等奖（第一完成人）、湖北省自然科学二等奖（第一完成人）。

目录
第1章物流系统及仿真1
1.1物流系统概述1
1.1.1系统的概念及思想1
1.1.2物流系统的基本概念3
1.1.3物流系统的分类4
1.1.4物流系统的特征5
1.2物流系统的要素6
1.3物流系统的结构10
1.3.1物流系统的层次结构10
1.3.2物流系统的功能结构11
1.4物流系统仿真12
1.4.1系统仿真的概念12
1.4.2系统仿真的分类15
1.4.3物流系统仿真目的、内容及步骤17
小结与讨论20
习题20第2章现代生产物流系统21
2.1现代生产物流概述21
2.2现代生产物流系统的组成23
2.3现代生产物流系统的监控与管理24
2.3.1现代生产物流系统的监控24
2.3.2现代生产物流系统的管理26
2.4自动化立库的工作原理27
2.4.1概述27
2.4.2自动化立库的分类28
2.4.3自动化立库的工作原理29
2.4.4自动化立库的作用31
2.5现代生产物流系统的建模与仿真31
2.5.1现代生产物流组织模式31
2.5.2现代生产物流系统的模型35
2.5.3现代生产物流系统仿真40
2.5.4自动化立库的建模与仿真41
小结与讨论43
习题43第3章随机数的产生45
3.1［0，1）均匀分布随机数的产生45
3.1.1\\[0，1）均匀分布45
3.1.2产生均匀随机数的方法46
3.1.3线性同余法48
3.1.4伪随机数发生器的联合使用49
3.2［0,1）均匀分布随机数的统计检验50
3.2.1均匀随机数的随机性和均匀性检验50
3.2.2均匀随机数的独立性检验51
3.2.3矩检验53
3.3产生各种概率分布的随机数53
3.3.1求逆法53
3.3.2舍选法54
3.3.3组合法56
3.3.4经验分布法57
3.4常用分布类型的随机数产生58
3.4.1正态分布N(μ,σ2)58
3.4.2指数分布Exp(λ)59
3.4.3威布尔分布Weibull(α,β)59
3.4.4泊松分布P(λ)59
3.5蒙特卡罗方法60
3.5.1蒙特卡罗方法基本原理60
3.5.2蒙特卡罗方法的应用61
小结与讨论62
习题62
第4章连续系统仿真64
4.1连续系统仿真中的数学模型64
4.1.1连续时间模型64
4.1.2离散时间模型65
4.1.3连续离散混合模型67
4.2数值积分法68
4.2.1数值积分法的基本概念69
4.2.2几种常见的数值积分法70
4.2.3数值积分法的稳定性分析76
4.3连续系统仿真示例77
4.3.1连续时间模型系统仿真示例77
4.3.2离散时间模型系统仿真示例79
小结与讨论80
习题80第5章离散事件系统仿真81
5.1基本概念81
5.1.1排队服务系统的描述81
5.1.2离散事件系统的基本要素82
5.1.3离散事件系统的特点83
5.2离散事件系统建模方法83
5.2.1实体流图法的建模思路83
5.2.2实体流图法实例分析84
5.3仿真时钟的推进机制86
5.3.1离散事件系统仿真模型的部件与结构86
5.3.2下次事件时间推进机制87
5.4离散事件系统仿真策略91
5.4.1事件调度法91
5.4.2活动扫描法93
5.4.3进程交互法97
小结与讨论99
习题100第6章仿真输入数据分析101
6.1仿真输入数据分析概述101
6.2数据的收集与处理102
6.3数据分布的分析与假设103
6.3.1连续分布类型的假设103
6.3.2离散分布类型的假设107
6.3.3实验分布108
6.4参数的估计110
6.4.1分布参数的类型110
6.4.2分布参数的估计111
6.5拟合优度检验114
6.5.1χ2检验115
6.5.2柯尔莫哥洛夫斯米尔洛夫检验(KS检验)116
小结与讨论117
习题118第7章仿真输出数据分析与评价119
7.1终态仿真的结果分析120
7.1.1重复运行法120
7.1.2序贯程序法121
7.2稳态仿真的结果分析123
7.2.1批均值法123
7.2.2稳态序贯法125
7.2.3再生法126
7.2.4重复运行删除法128
7.3方差减小技术130
7.3.1公用随机数法130
7.3.2对偶变量法132
7.3.3控制变量法133
小结与讨论133
习题134第8章物流系统可视化交互仿真135
8.1可视化交互仿真基本概念135
8.1.1可视化交互仿真的发展过程135
8.1.2可视化交互仿真的基本概念和内容135
8.1.3可视化交互仿真系统的功能136
8.1.4可视化交互仿真的优点137
8.2可视化仿真建模的概念框架138
8.2.1可视化仿真建模概念框架138
8.2.2可视化仿真建模的特征140
8.3物流系统可视化交互仿真方法141
8.3.1物流系统可视化交互仿真框架模型141
8.3.2面向对象的可视化交互仿真方法143
8.4物流系统可视化仿真技术145
8.4.1图形技术145
8.4.2GIS技术146
8.4.3虚拟现实技术148
小结与讨论149
习题150
第9章物流系统可视化仿真工具Flexsim151
9.1Flexsim软件及特点151
9.2Flexsim的模型体系153
9.2.1对象153
9.2.2连接155
9.2.3方法156
9.3Flexsim建模与仿真156
9.3.1Flexsim建模与仿真的步骤156
9.3.2单机器加工系统的建模与仿真157
9.4Flexsim软件的高级开发技术161
9.5其他物流系统仿真工具163
9.5.1Witness163
9.5.2Arena164
9.5.3Extend166
小结与讨论168
习题168第10章摘果式拣选系统仿真169
10.1摘果式拣选系统概述与仿真目的169
10.1.1摘果式拣选系统概述169
10.1.2摘果式拣选系统仿真的目的171
10.2摘果式拣选系统结构及作业流程171
10.2.1摘果式拣选系统模型171
10.2.2摘果式拣选系统工作流程172
10.3摘果式拣选系统的仿真模型173
10.3.1摘果式拣选系统的布局模型设计173
10.3.2摘果式拣选系统的设备建模173
10.3.3摘果式拣选系统的仿真174
10.4仿真运行及数据分析179
10.4.1仿真运行及数据处理179
10.4.2仿真数据结果分析180
小结与讨论183
习题183第11章半导体晶圆制造生产线仿真184
11.1半导体制造系统概述与仿真目的184
11.1.1半导体制造系统概述184
11.1.2半导体晶圆制造生产线仿真的目的185
11.2仿真模型及实验设计187
11.2.1TRC模型描述187
11.2.2仿真模型实现188
11.2.3生产控制策略实现190
11.3实验结果分析191
11.3.1投料策略对系统特性曲线的影响191
11.3.2工件分派规则对系统特性曲线的影响193
小结与讨论193
习题193第12章港口集装箱物流系统仿真194
12.1港口集装箱物流系统概述与仿真目的194
12.1.1港口集装箱物流系统概述194
12.1.2港口集装箱物流系统仿真的目的197
12.2港口集装箱物流系统的作业流程198
12.2.1港口集装箱物流系统的描述198
12.2.2港口集装箱物流系统的作业流程199
12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析200
12.3港口集装箱物流系统的仿真模型201
12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计201
12.3.2港口集装箱物流系统的设备建模202
12.3.3港口集装箱物流系统的仿真203
12.4仿真运行及数据分析208
12.4.1仿真运行及数据处理208
12.4.2仿真数据的结果分析210
小结与讨论211
习题211第13章物流配送中心仿真212
13.1物流配送中心概述与仿真目的212
13.1.1物流配送中心简介212
13.1.2物流配送中心仿真目的213
13.2配送中心的作业流程描述214
13.2.1配送中心功能214
13.2.2配送中心系统流程215
13.3配送中心的仿真模型216
13.3.1配送中心仿真的布局模型设计216
13.3.2配送中心的设备建模217
13.3.3配送中心的仿真218
13.4仿真运行及数据分析222
13.4.1仿真运行及数据处理222
13.4.2仿真数据结果分析223
13.4.3系统优化224
小结与讨论225
习题226
第14章智慧工厂仿真及数字孪生227
14.1智慧工厂及数字孪生的概念227
14.1.1智慧工厂227
14.1.2数字孪生228
14.2智慧工厂模型及作业流程描述229
14.2.1智慧工厂的概念模型229
14.2.2智慧工厂运作流程231
14.3智慧工厂的仿真模型232
14.3.1智慧工厂仿真的布局模型设计232
14.3.2智慧工厂的设备建模232
14.3.3智慧工厂的仿真235
14.4智慧工厂数字孪生239
14.4.1智慧工厂数字孪生模型239
14.4.2智慧工厂数字孪生的信息交互240
14.4.3智慧工厂数字孪生的实现242
14.5智慧工厂数字孪生运行控制244
小结与讨论246
习题246
参考文献248