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1.仿真软件有三类：仿真程序，仿真语言，仿真环境。
2.仿真的两个重要：建立准确的系统模型，获得正确的仿真结果。
3.计算机仿真的应用领域：航空，航天，国防及其他大规模复杂系统的研制开发过程中，计算机仿真一直是不可缺少的工具，他在减少损失，节约经费，缩短开发周期，提高产品质量等方面发挥了巨大作用。
4.系统模型可以定义为：为了达到系统研究的目的，用于收集和描述系统有关信息的实体。
5.仿真的分类：物理仿真，数学仿真，物理—数学仿真。
数学仿真通常也称为计算机仿真。
计算机仿真又分为模拟仿真，数字仿真和混合仿真6.模拟仿真是基于数学模型相似原理上的一种方法，仿真的主要工具是模拟计算机，模拟仿真的特点是直观、运算速度快，但精度较差。
7.连续系统是指系统的状态，随时间连续变化的系统。
连续系统的模型，可以用一组连续的方程描述。
8.离散事件系统的特点是：系统的状态变化，只在离散的时间点上发生，且发生时刻往往是随机的，系统的状态变化是由随机事件驱动的。
9.计算机仿真包括三要素：系统，模型和计算机。
10.联系三要素的基本活动：系统模型建立，仿真模型建立和仿真试验11.系统仿真步骤：调研系统，明确问题。
设立目标，收集数据。
建立仿真模型。
编制程序。
运行模型，计算结果。
统计分析，进行决策。
12.排队系统建模：单队列，单服务台SQSS系统模型。
单队列，多服务台SQMS系统模型。
多队列，单服务台MQSS系统模型。
多队列，多服务台MQMS系统模型（P37-P42）。
13.库存管理所需费用一般包括：保管费（使用仓库货物保管及因货物损坏变质等所需的支出费用，一般与货物的数量成正比），订货费（包括订货所需的手续费，货物本身的价格及运输费，以及订货的管理费用等，如果缺货时不是向其他厂家或商家去进货，而是自己生产，这部分费用为生产费用，以及生产管理费用，其中采购费用或生产费用与订货量成正比，管理费用于进货次数，或生产次数成正比，与订货量或生产量无关），缺货费（由于货物不足供不应求所造成的损失，如失去销售机会，停工待料等损失或非与所缺货，数量成正比）14.witness元素：①离散型元素：a.零部件——第一种被动式，只要有需要，零部件可以无限量进去模型，第二种主动式，零部件可以间隔进入模型。
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！建模与仿真实验指导书Modelling and Simulation Experiment Instruction Book编者：李美玲教务处2011 年 9月目录建模与仿真实验要求.................................................................... 错误！未定义书签。
实验一流水线仿真系统............................................................ 错误！未定义书签。
实验二单服务台排队系统仿真................................................ 错误！未定义书签。
实验三库存系统仿真................................................................ 错误！未定义书签。
实验四生产线物流路径系统及物流成本分析 ........................ 错误！未定义书签。
实验五配送中心系统仿真设计................................................ 错误！未定义书签。
实验六连续系统仿真—液体灌装线仿真设计 ........................ 错误！未定义书签。
实验七供应链系统的仿真设计与改善.................................... 错误！未定义书签。
实验八装卸服务中心人员调度仿真系统设计 ........................ 错误！未定义书签。
实验九混合流水线系统仿真设计............................................ 错误！未定义书签。
建模与仿真实验要求一、实验目的本实验是与《建模与仿真》课程相配合的实践教学环节。
维特尼斯（Witness）智能仿真建模软件目录：一、Witness 软件简介1、系统仿真技术2、Witness应用领域3、Witness主要功能4．使用Witness的收益二、Witness 提供的模块三、Witness应用案例举例1、Witness各种领域的应用实例1-1、Witness在“公共服务”领域的应用1-2、Witness在“生产制造”领域的应用1-3、Witness在“能源工业”领域的应用1-4、Witness在“航空航天”领域的应用1-5、Witness在“医药化工”领域的应用1-6、Witness在“国防科技”领域的应用1-7、Witness在“呼叫中心”领域的应用2、应用模型举例（图）2-1、工厂规划模型2-2、呼叫/访问中心模型2-3、制造维护模型2-4、订货/储运模型2-5、飞机备件供应模型2-6、库存模型2-7、港口模型2-8、供应链模型2-9、公交车站模型3、如何建立模型举例3-1、交通控制仿真案例3-2、机场仿真模型案例3-3、家电维修部人力资源配置仿真模型3-4、医院病床数与服务水平优化仿真模型3-5、混流生产系统建模与仿真模型3-6、钢材配送供应链模型4、典型项目应用实例4-1、社区的警力配备和犯罪的预防控制4-2、Witness帮助改进Heathrow机场4-3、在银行、保险、金融中的应用4-4、在金融部门的业务咨询3-5、在日本尼桑汽车中的仿真生产的改进4-6、Witness在零售业的应用4-7、在Exxon航运分配的改善4-8、“空中客车”大型客机设计四、Witness中国部分用户1、Witness中国部分用户2、Witness国外部分用户附：生产系统场景虚拟现实软件简介L维特尼斯（Witness）智能仿真软件简介一、Witness 软件简介Witness是由英国 lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。
它可以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。
JIT看板生产系统WITNESS仿真建模和优化实现摘要随着全球制造业的发展，越来越多的企业采用Just-In-Time（JIT）生产系统来实现高效的生产管理。
JIT看板生产系统作为JIT生产系统的重要组成部分，是一种基于看板的生产控制方法。
本文将重点介绍JIT看板生产系统的WITNESS仿真建模和优化实现。
通过使用WITNESS仿真软件，企业可以模拟真实的生产环境，并通过优化模型参数和工艺流程，实现生产系统的高效运行。
1. 引言JIT看板生产系统是一种基于看板的生产控制方法。
它通过设置看板来控制生产流程，以达到减少库存和降低生产成本的目的。
JIT看板生产系统可以帮助企业实现生产效率的提升和生产成本的降低，从而增强企业的竞争力。
然而，在实际应用中，JIT看板生产系统的建立和优化存在一定的挑战。
因此，使用仿真建模和优化方法来分析和改进JIT看板生产系统成为一种重要的研究方向。
2. JIT看板生产系统的WITNESS仿真建模WITNESS是一种基于离散事件仿真的软件平台，可以用于模拟和优化各种生产系统。
在JIT看板生产系统的仿真建模中，可以使用WITNESS来模拟真实的生产环境，并对系统进行分析和优化。
首先，需要对JIT看板生产系统进行实地调研，收集相关的数据和信息。
然后，根据收集到的数据和信息，可以建立JIT看板生产系统的仿真模型。
仿真模型可以包括生产线布局、工艺流程、物料运输等方面的信息。
在建立仿真模型之后，可以通过设置仿真参数和仿真实验来模拟不同的生产场景。
通过对模拟结果的分析，可以评估当前JIT看板生产系统的性能，并发现潜在的瓶颈和问题。
3. JIT看板生产系统的优化实现基于WITNESS仿真模型，可以通过优化实验来改进JIT看板生产系统的性能和效率。
优化实验可以包括调整模型参数、改进工艺流程、优化看板管理等方面的措施。
首先，可以通过调整模型参数来模拟不同的生产策略。
例如，可以调整看板的容量和补充策略，以达到减少库存和提高生产效率的目标。
Witness仿真软件概述Witness仿真软件是一款功能强大的系统仿真软件，广泛应用于制造、物流、服务等领域。
该软件支持多种仿真方法，包括离散事件仿真、连续仿真和混合仿真等。
Witness提供了丰富的建模库和可视化工具，使用户能够快速构建和调试仿真模型。
安装步骤下载Witness仿真软件安装包。
双击安装包，按照提示进行安装。
选择安装路径和相关组件。
完成安装后，启动Witness软件。
注意事项确保计算机满足最低系统要求。
关闭杀毒软件或防火墙，以免干扰安装过程。
01 02菜单栏工具栏模型窗口属性窗口输出窗口030201建模功能可视化功能数据分析功能优化功能支持多种优化算法和方法，帮助用户找到最优的解决方案。
建模基本流程确定仿真目标收集数据建立模型分析结果验证模型运行仿真实体创建与属性设置根据仿真需求，选择合适的实体类型，如设备、人员、物料等。
定义实体的属性，如名称、类型、状态、位置等。
为实体设置具体的属性值，如设备的生产能力、人员的技能水平等。
建立实体之间的关系，如设备与人员的关联、物料与设备的关联等。
实体类型属性定义属性设置实体关系逻辑关系建立及调整逻辑关系类型逻辑关系建立逻辑关系调整模型运行与结果查看01020304模型运行结果查看结果分析结果导出数据分析与可视化呈现数据统计与描述性分析数据可视化数据比较与趋势分析函数库管理用户可以创建自己的函数库，将常用的自定义函数进行管理和分类，方便后续的调用和修改。
自定义函数编写Witness 允许用户编写自定义函数，实现特定的逻辑或算法。
用户可以使用内置的编程语言或脚本语言进行编写，提高仿真的灵活性和效率。
函数调用与调试在仿真过程中，用户可以调用自定义函数来实现特定的功能。
Witness 提供了完善的调试工具，帮助用户定位和解决函数编写过程中的问题。
自定义函数编写及调用外部数据导入与导外部数据导入Witness支持从外部数据源导入数据，如Excel、CSV、数据库等。
第6章 WITNESS 建模与仿真过程6.1 WITNESS 建模与仿真过程（1）定义系统元素：可以通过在布置窗口中点鼠标右键，选定快捷菜单中的“define ”菜单项，来定义模型基本元素的名称、类型、数量；（2）显示系统元素：在定义了元素的基础上，要定义元素在各种状态下的现实图形。
本步骤可以通过右击要定义显示特征的元素，通过选定弹出式菜单中的“display ”菜单项，来进行设定。
各种元素的平面布置可以在witness 的布置窗口中设定，也可以通过导入被仿真系统设施布置图的.dwg 文件来设定。
（3）详细定义：本步骤详细定义模型基本元素工作参数以及各元素之间的逻辑关系，如系统结构、被加工对象在各台机器上的加工时间分布、加工对象的工艺路线、以及其他规则等。
可以双击鼠标左键，通过弹出的“detail ”对话框来设定。
（4）运行：通过试运行和修改模型，重复前三步得到正确的计算机仿真模型之后，对系统进行一定时间范围的运行，并在屏幕上动画显示系统运行的过程，运行方式可以是单步的、连续的和设定时间的。
本步骤通过witness 提供的“run ”工具栏来进行操作。
（5）报告：系统运行一段时间后，显示系统中各元素的运行状态统计报告。
通过该报告，可以分析系统中可能存在的各种问题；或通过某项指标，来比较可选方案的优缺点。
如机器的利用率、产品的通过时间、在制品库存等。
该操作通过使用“reporting ”工具栏来实现。
（6）归档：witness 还提供了归档“documentor ”模块，可以让我们提取计算机模型的各种信息，生成word 文档或直接打印出来。
主要是生产报告模块没有包含的有关元素的说明型文字、规则、活动、中断和基本信息。
（7 ）优化： witness 还提供了系统优化“optimizer ”模块。
如果一个系统的绩效将因为其构成元素的配置不同，而得到不同的结果，并不需要建立多种配置的计算机模型。
我们可以直接使用同一个计算机模型，然后通过“optimizer ”模块来设定每一元素的可变属性值的取值范围，得到一个取值范围集合，并设定表示绩效的目标函数是取最大值还是最小值，进行优化仿真运行，就可以得到前n 个最优绩效的系统配置（n 可自行设定）。
实验一Witness仿真软件认识一实验目的熟悉Witness的安装与启动;熟悉Witness2004用户界面（如下图）;熟悉Witness建模元素;熟悉Witness建模与仿真过程.二实验设备与仪器1. 微机;2. Witness仿真软件三实验计划与安排计划学时4学时,每次两个班50人左右;四实验步骤1. 了解Witness2004的硬件和软件必备环境;2. 启动Witness2004;3. 熟悉标题栏,菜单栏,工具栏,元素选择窗口,状态栏,用户元素窗口,以及系统布局区;4. 学习建模元素:离散型元素,连续型元素,运输逻辑型元素,逻辑元素,图形元素.5. 学习建模与仿真过程.五实验报告要求1. 写出Witness系统界面的各个构成;以及系统布局区的组成;以及每一部分的功能;2. 分析Witness完成仿真模型所必须的五类元素;3. 仿真过程应用举例..实验二流水线仿真实验一、实验目的1、学习、掌握Witness仿真软件的使用与主要功能；2、熟悉流水生产线的特点；3、了解影响流水线生产效率的因素和基本的改善方法。
二、实验内容流水生产是现代工业企业很重要的一种生产组织形式。
它是按照产品（零部件）的工艺顺序排列工作地，使产品（零部件）按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工作地依次加工，直到生产出成品。
流水生产线能够满足合理组织生产过程的要求，使企业生产的许多技术经济指标得到改善。
本实验运用WITNESS软件系统建立一个流水线的仿真模型，在模型中，零部件（widget ）要经过称重（weigh ）、冲洗（wash ）、加工（produce ）和检测（inspect ）四个工序的操作。
执行完每一步操作后零部件通过充当运输器和缓存器的输送链传送至下一步操作；经过检测以后零部件脱离模型；同时需要一个操作人员控制加工机器的各种加工活动。
模型的建立及其仿真运行分成六个阶段来进行，每一个阶段运行后都记录下相应的统计数据，以便前后对比分析。
第6章 WITNESS 建模与仿真过程6.1 WITNESS 建模与仿真过程（1）定义系统元素：可以通过在布置窗口中点鼠标右键，选定快捷菜单中的“define ”菜单项，来定义模型基本元素的名称、类型、数量；（2）显示系统元素：在定义了元素的基础上，要定义元素在各种状态下的现实图形。
本步骤可以通过右击要定义显示特征的元素，通过选定弹出式菜单中的“display ”菜单项，来进行设定。
各种元素的平面布置可以在witness 的布置窗口中设定，也可以通过导入被仿真系统设施布置图的.dwg 文件来设定。
（3）详细定义：本步骤详细定义模型基本元素工作参数以及各元素之间的逻辑关系，如系统结构、被加工对象在各台机器上的加工时间分布、加工对象的工艺路线、以及其他规则等。
可以双击鼠标左键，通过弹出的“detail ”对话框来设定。
（4）运行：通过试运行和修改模型，重复前三步得到正确的计算机仿真模型之后，对系统进行一定时间范围的运行，并在屏幕上动画显示系统运行的过程，运行方式可以是单步的、连续的和设定时间的。
本步骤通过witness 提供的“run ”工具栏来进行操作。
（5）报告：系统运行一段时间后，显示系统中各元素的运行状态统计报告。
通过该报告，可以分析系统中可能存在的各种问题；或通过某项指标，来比较可选方案的优缺点。
如机器的利用率、产品的通过时间、在制品库存等。
该操作通过使用“reporting ”工具栏来实现。
（6）归档：witness 还提供了归档“documentor ”模块，可以让我们提取计算机模型的各种信息，生成word 文档或直接打印出来。
主要是生产报告模块没有包含的有关元素的说明型文字、规则、活动、中断和基本信息。
（7 ）优化： witness 还提供了系统优化“optimizer ”模块。
如果一个系统的绩效将因为其构成元素的配置不同，而得到不同的结果，并不需要建立多种配置的计算机模型。
我们可以直接使用同一个计算机模型，然后通过“optimizer ”模块来设定每一元素的可变属性值的取值范围，得到一个取值范围集合，并设定表示绩效的目标函数是取最大值还是最小值，进行优化仿真运行，就可以得到前n 个最优绩效的系统配置（n 可自行设定）。
6.2 WITNESS仿真系统的设计及运行实例-----流水线仿真系统下面描述如何通过 Witness 系统提供的 Designer Elements 模板，快速建立 Witness 模型。
这个过程仅仅展示了采用 Witness 建模的思想，它并不代表真正的工业系统。
通过本节的学习，我们能够掌握下列内容。
●part、machine、conveyor、labor 实体元素的使用以及variable 逻辑元素的使用；●掌握可视化输入、输出关系的建立；●掌握 report 工具栏的使用，并根据 report 的分析进行系统优化设计。
6.2.1 引言模型的建立是循序渐进逐步进行的。
这种建模方法可以在确保本阶段正确无误的基础上继续进行下一阶段的建模，而且能够预计到对模型作改变所产生的效果，本节介绍的模型是通过六个阶段逐步完善的。
第一阶段（stage1.mod）和第二阶段(stage2.mod)建立一个包含机器和传送装置的简单模型，通过这两个阶段设计出模型的输出和其它简单功能。
第三阶段（stage3.mod）和第四阶段(stage4.mod)加入更多的功能元素（例如机器故障、劳动者、设备调整等）使模型更符合实际。
即使对模型稍微增加复杂性，人工计算生产量和设备利用率也将变得很困难，而使用Witness 的仿真技术可以很容易地解决。
第五阶段（stage5.mod）和第六阶段(stage6.mod)为了增加产量和更有效地利用资源可以调整模型的运行方式和参数。
如果并不想建立模型而只是想了解逐步建模的方法，那么只需运行 Witness 安装路径下Demo\Tutorial 中的 stage1.mod～stage6.mod六个模型文件；如果想自己建立模型，并且希望与 stage1.mod～stage6.mod 模型相对应，可参考下面的论述。
6.2.2 模型概述在模型中，零部件（widget）要经过称重（weigh）、冲洗（wash）、加工（produce）和检测（inspect）四个工序的操作。
执行完每一步操作后零部件通过充当运输器和缓存器的输送链传送至下一步操作；经过检测以后零部件离开系统；同时需要一个操作人员控制加工机器的各种加工活动。
最后完成的模型如下图1 所示。
6.2.3 构建第一阶段（Stage1）模型1. 定义元素打开 Witness 安装路径下 Demo 文件夹中的建模文档 startup.mod，它是建立模型的模板，将此文件另存为我们命名的文件名。
Witness 的用户元素窗口（designer elements）允许快速地添加 Witness 默认的元素到所要建立的模型中。
下面介绍零部件（Widgets）、称重机（Weigh）和输送链（C1）的建立过程。
点击 designer elements 窗口的机器 machine 图标，使其变成可选项，将光标移向系统布局窗口 window 1 的位置，然后单击左键，在系统布局窗口出现机器（Machine001）图标，同时在元素选择窗口 element selector 中的 simulation 页下出现 Machine001 的图标；当鼠标在 window 1 中选中Machine001，鼠标光标成十字形时，可以在屏幕范围内拖动元素到适当的位置，此时保证 display edit 工具栏必须打开，同时保证 window1 的window control 中的 movable display 选项必须选中。
现在 Machine001 是所要建立的模型的一部分了。
点击 designer elements 窗口的输送链 conveyor 图标可在模型中加入输送链。
选中图标将光标移到布局窗口再次点击即可创建输送链，然后将其拖到适当的位置。
点击 designer elements 窗口的零部件 part 图标可在模型中加入小零件widget。
选中图标将光标移到布局窗口再次点击即可创建小零件，然后将其拖到适当的位置。
现在第一阶段所需的三个仿真元素已经加入模型中，由于 designer elements 窗口中的建模元素都设定好了默认的显示（display）属性，在本例中将不再修改，下一步是对元素进行详细设计。
2. 建模元素详细设计对元素进行详细设计的最简单方法是在屏幕中的元素图标上双击（即机器图标和输送链图标）。
也可采用其它方法，例如：点击建模元素图标，然后点击标准工具栏的 detail elements 图标。
element selector 窗口中找到所需建模元素点击鼠标右键，选择弹出菜单中的 “detail⋯”。
（1）零部件明细信息（Part detail information）双击 PART001 得到元素细节设计对话框。
输入新的元素名 Widget 覆盖掉系统默认的名字。
点击 OK 键确认。
（2）机器明细信息（Machine detail information）双击Machine001 图标，输入以下信息：名字 name：Weigh加工时间 cycle time: 5 , 点击对话框中的 OK 键确认。
（3）输送带明细信息（Conveyor detail information）双击 Conveyor001 图标输入：名字：C1点击 OK 键确认。
设计完毕，窗口显示如图.2 所示。
图 2 stage1 模型布局图3 建立元素之间的逻辑规则接下来定义各个元素之间链接的逻辑规则，规则输入可以通过以下两种方法：一是通过工具栏和鼠标，一是通过元素细节对话框。
常用规则包含推（输出规则）、拉（输入规则）、百分率和顺序规则；非常用规则通常都是根据匹配的属性和环境而定义的复杂控制规则，例如，采用“if”命令来实现复杂的选择规则。
（1）机器规则明细（Machine detail rule information）点击选中 Weigh 图标，然后单击 element 工具栏中的 visual input rule 图标，出现 input rule for weigh 对话框，如图 8.3 所示。
规则文本框的缺省值为 pull。
在规则文本框中输入“PULL Widget out of WORLD”，定义了机器（Weigh）加工完成一个 Widget 之后，从本系统模型的外部 WORLD 处拉进一个 Widget 进行加工。
规则定义过程如图 3 所示。
单击 OK 键确认。
然后单击 visual output rule 图标，并设置好输出规则。
点击 C1 图标，点击 OK 键确认。
图.3 机器规则定义对话框（2）输送带规则明细（Conveyor detail rule information）• 点击输送带 C1 的图标以选中 C1。
单击 element 工具栏中的 visual output rule 图标。
•点击 output rule for C1 对话框中的 SHIP 按钮，为输送链 C1 创建输出规则 PUSH SHIP，将 Widget 发运出去，即输送带将 Widget 送出本系统。
•点击 rules action bar 菜单条中的 OK 按钮确认。
4 运行模型首先介绍运行工具栏中按钮及其作用，运行工具栏如图.4 的下方的控制条所示。
图4 运行工具栏示意图运行工具栏中的第一个按钮 reset 进行仿真的复位操作，点击该按钮，系统仿真时钟和逻辑型元素（变量、属性、函数）的值将置零；step 按钮控制模型以步进的方式运行，同时在 interact box 窗口中显示仿真时刻所发生的事件，便于理解和调试模型；run 按钮控制模型的连续运行，如果没有设定运行时间，模型将一直运行下去，直到按 stop 按钮，如果设定了运行时间，模型连续运行到终止时刻；stop run at 包括一个按钮和一个输入框，用来设定仿真运行时间，按钮决定仿真是否受输入框中的输入时间点控制，如果接受输入框中时间控制，就在输入框中输入时间点；walk on/off 包括一个按钮和一个滑动条，用来设定仿真连续运行时，仿真运行的速度。
本例中，在运行工具栏 run toolbar 中按下 stop run at 按钮，在输入框中输入模型运行终止时间100。
然后点击 run 按钮开始运行模型。
Witness 内置安全系统，在运行模型时，如果缺少重要数据，将弹出提示和数据输入对话框，从而保护模型。
如果没有输入输送带的移动速度index time（即输送带将小零件向前移动一个零件的长度所需要的时间），当仿真开始运行时，会出现提示信息要求输入移动速度，本例中输入的是：Index time：0.5点击 OK 确认。
