factory地板模拟

Question

我想创建一个工厂地板的模拟，我正在寻找如何做到这一点的想法。我到目前为止的想法是：

·工厂是由一系列进程组成的，这些进程中的一些是串联的，另一些是并行的。每个进程都会与它的上行、下行和并行邻居通信，让它们知道它通过put

·每个进程都有自己的基本属性，如最大吞吐量、吞吐量导致的维护成本

显然，我还没有完全考虑清楚这一点，但我希望有人能给我一些想法，或者是一个在线资源的链接。

更新:此项目仅供我自己娱乐，也许在此过程中会学到一点东西。我不是一个程序员，编程只是我的一个爱好。我已经决定用C#编写它。

Answer 1

准确地模拟整个工厂是一项艰巨的任务。

首先，您需要弄清楚:为什么要进行模拟？它是为谁准备的？它会给他们带来什么价值呢？模拟的哪些部分是有趣的？它需要多精确？流程的哪些部分不需要进行准确的模拟？

为了找出这些问题的答案，您需要与任何想要编写模拟的人交谈。

一旦你弄清楚了要模拟什么，那么你就需要弄清楚如何模拟它。您需要一些模型和这些模型的一些参数。你也许可以从实际生产中获得一些实际的数字，并尝试从这些数字中推导出模型。模型可以是输入和输出之间的简单线性关系，也可以是更复杂的关系，甚至可能是随机(随机)效应。如果你无法访问真实的数据，那么你将不得不在你的模型中进行猜测，但这永远不会有那么好的效果，所以尽可能地尝试获取真实的数据。

您可能还想考虑组件崩溃的概率，以及这可能会产生什么影响。工人罢工怎么办？原材料不可用？机器的磨损是否会导致产量随着时间的推移而逐渐降低？同样，您可能不想考虑这些细节，这取决于客户想要什么。

如果模拟涉及随机事件，则可能需要多次运行它并获得平均结果，例如使用Monte Carlo模拟。

为了给出更好的答案，我们需要更多地了解您需要模拟的内容以及您想要实现的内容。

Answer 2

由于您的客户就是您自己，因此您需要决定Mark Byers提出的所有问题的答案。然而，我会给你一些建议，希望他们能给你一个开始。

让我们假设您的工厂采用了几个不同的部件，并将它们组装成一个成品。组装过程的流程图可能如下所示：

Factory Flowchart http://img62.imageshack.us/img62/863/factoryflowchart.jpg

对于第一个菱形，其中组装了小部件A和B，假设完成此步骤平均需要30秒。我们假设组装这两个小部件的实际时间是分布式normally，平均值为30秒，方差为5秒。对于第二个菱形，假设它也平均需要30秒，但大多数时间不会花那么长时间，其他时间则要长得多。这由exponential distribution很好地近似，30秒作为速率参数，通常由λ表示在方程中。

对于第一个过程，将组装小部件A和B的时间计算为：

timeA = randn(mean, sqrt(variance)); // Assuming C# has a function for a normally
                                     // distributed random number with mean and 
                                     // sigma as inputs

对于第二个过程，将小部件C添加到程序集中的时间计算如下：

timeB = rand()/lambda;  // Assuming C# has a function for a uniformly distributed
                        // random number

现在，每个iGadget的总组装时间将是timeA + timeB + waitingTime。在每个装配点，存储一个等待装配的小部件队列。如果第二个装配点是一个瓶颈，它的队列将会被填满。您可以对其队列设置最大大小，并在达到最大大小时将其保留在上游。如果一个项目在队列中，那么它的装配时间就会增加装配线中位于它前面的所有iGadgets。我将把它留给你去弄清楚如何编码，你可以运行很多试验来看看平均总的组装时间是多少。结果分布是什么样子的？

“让它更有趣”的方法：

• 要求每个A小部件对应3个B小部件。摆弄库存。随机补充库存，进行质量保证检查(指数分布在这里很好用)，并拒绝一些成品iGadgets。我建议使用低拒绝率。
• 尝试使用与我建议的概率分布不同的概率分布。查看它们如何影响您的模拟。始终尝试弄清楚概率分布的输入参数如何映射到真实世界的值。

通过这个简单的模拟，您可以做很多事情。下一步将是泛化您的代码，以便您可以拥有任意数量的小部件和组装步骤。这并不是很容易。有一个完整的应用数学领域，称为operations research，它致力于这种类型的模拟和分析。

Answer 3

您所描述的是离散事件模拟解决的一个经典问题。已经开发了各种通用和专用的仿真语言来模拟这些类型的问题。虽然我不建议为一个“真正的”问题从头开始编写任何东西，但为一个小的排队问题编写自己的代码可能是一个很好的练习，这样你就可以理解事件调度、随机数生成、跟踪日历等。一旦你做到了这一点，通用的模拟语言将为你做所有这些事情，这样你就可以专注于大局。

Law & Kelton是一个很好的参考资料。ARENA是一个标准包。它被广泛使用，而且，IMHO，对于这类模拟是非常全面的。ARENA的书也是一本关于模拟的不错的书，它附带了可以应用于小问题的软件。要模拟更大的问题，您需要获得许可证。您应该能够下载ARENA here的试用版。