来自系列:了解离散事件仿真
将坎贝尔,Mathworks
学习在这个MATLAB中使用离散事件模拟运筹学的基础知识®威尔·坎贝尔的《技术演讲》。该视频探讨了每个流程如何需要资源,如时间、金钱、材料、设备和人员。它概述了您如何使用运筹学来探索使用这些资源以满足您的目标的最佳方式。这些目标可以包括最大限度地提高生产力和收入,以及最小化缺陷和成本。由于许多流程可以很容易地抽象为事件驱动的系统,离散事件模拟经常用于对操作和流程建模。视频使用一个制造模拟示例来强调这一点。
现在,让我们谈谈运筹学背景下的离散事件模拟。运行学是一个广泛的主题,它涉及到以提高其性能为目标的人为过程的检查。每个流程都需要时间、金钱、材料、设备和人员等资源。你进行运筹学研究,这样你就可以做出明智的决定,如何最好地利用这些资源,以满足你的目标——比如最大化生产力和收入——同时最小化缺陷和成本。当然,有许多方法可以分析操作,但是由于许多流程可以很容易地抽象为事件驱动的系统,所以经常使用离散事件模拟。让我们仔细看看。
运筹学的众多学科之一就是制造业。流水线是离散事件模拟的最佳候选,因为它可以被分解成一系列有限的步骤。如果我们的汽车装配线包含五个步骤,一个接一个,我们可以将汽车表示为经过五个服务器块的实体。因为我们的目标是理解像生产速率这样的高级目标,所以每个步骤的细节对我们来说并不是特别相关。车怎么刷漆并不重要。我们只需要建模过程中的每一个步骤所花费的时间。
现在,当汽车组装时,如果它可以立即进入下一步,一切都很好。但如果在制造过程中有积压,可以用队列建模。当然排队是浪费的停机时间,因此共同运营的研究任务是执行成本:提高特定步骤的吞吐量的效益分析。也许我们可以通过更好的机械减少内部装配的时间,这是通过调整服务时间来建模的。或者,我们可以购买更多机器,可以用增加的实体容量或并行为单独的服务器建模。顺便提一下,如果不同的汽车采用不同的制造途径,则最后一个建模模式也是如何模拟路由的方式。
但即使在这种细微差别,这也是如此简单的模型,你可以拿到汽车厂。模型保真度可以以多种不同的方式增加,每个细节都提高了我们对系统的理解,使我们能够做出更好的决定。例如,我们可以将我们的任务分解为包含它们的所有子步骤。我们还可以通过在某些步骤中包括包括概率术语的这些任务时机的波动性。如果在特定点处需要员工或其他资源,则可以在流程进行之前与汽车合并的组件建模。可以插入故障并通过暂停或延迟模型中的动作来评估其影响。如果装配线适应变化的情况,如果它可以改变课程以试图改善随行性能,则需要一个离散事件仿真需要包括该智能的模型。也许您可以通过用代码或有限状态机编写的算法来模拟适应逻辑。
现在,当您在离散事件模拟中包含所有这些细节时,您就可以开始对系统进行强大的分析,否则您将缺乏任何直觉。一旦框架就位,您就可以运行数千种不同的场景,并检查产出如何随生产计划、工作清单、人员配置等因素而变化。模拟的结果使您能够根据您的性能目标作出明智的决策,以最佳地改进操作。当与数值优化方案绑定时,计算机可以通过向最佳结果收敛来帮助你。这些技术不仅对制造业是无价的,而且对运筹学的任何领域都是无价的。
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