第四章第四章 SimTalk语法与案例分析语法与案例分析苌道方上海海事大学 主要内容主要内容一一. . SimTalkSimTalk语法语法二二. . 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真 四四. .飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法1. SimTalk概念概念可扩充基本对象功能的不足可扩充基本对象功能的不足SimTalk可以改变对象的传递方式可以改变对象的传递方式SimTalk可以开发新的对象可以开发新的对象借助与借助与Method来实现以上功能来实现以上功能上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法2. Method架构架构分为分为3部分部分:外部参数传递外部参数传递Is定义局部变量定义局部变量Do代码代码end上海海事大学例：计算例：计算A+B+C？其中其中A=5; B=4; C=7;一一. SimTalkSimTalk语法语法3. 命名方式命名方式名称开始的第一个字母一定要是英文字母，之后可以是数名称开始的第一个字母一定要是英文字母，之后可以是数字也可以是字也可以是“_”,其它的各种符号不被接受其它的各种符号不被接受名称的长度不可以超过名称的长度不可以超过20个字节个字节大小写不影响命名大小写不影响命名使用者自动的名称不可以和语法中的关键字相同使用者自动的名称不可以和语法中的关键字相同上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法4. eM-Plant的保留名称的保留名称Reset，取名，取名Reset的的Method对象，在使用时按下时钟上的对象，在使用时按下时钟上的Reset键时，即执行该事件键时，即执行该事件Init，取名，取名Init的的Method对象，在使用时按下时钟上的对象，在使用时按下时钟上的Init键时，即执行该事件键时，即执行该事件EndSim，仿真结束时，取名为，仿真结束时，取名为EndSim的的Method会自动会自动被执行被执行上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法4. 常用变量定义常用变量定义Boolean,只有只有true和和false两种状态两种状态Integer，整数值，整数值Real，实数，实数String，字符，字符Object，指向对象，指向对象Table， 对应对应tablefile对象对象上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法4. 常用变量定义常用变量定义Boolean,只有只有true和和false两种状态两种状态Integer，整数值，整数值Real，实数，实数String，字符，字符Object，指向对象，指向对象Table， 对应对应tablefile对象对象上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法5. 变量类型转换函数变量类型转换函数Num_to_str(integer), Str_to_num(sting)Num_tostr(real), Str_to_num(sting)Bool_to_num(boolean),Str_to_bool(string),Time_to_str(time),Obj_to_str(object)Str_t_date(string)上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法6. 常用字符串操作函数常用字符串操作函数Copy（, , ）incl（, , ）omit（, , ）Strlen()toLower(), toUpper()Ascii(), chr()上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法7. 数值运算符号数值运算符号+，-，*，/, -整除，余数整除，余数And, or, not, , , =, =,/=上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法7. 数值运算符号数值运算符号+，-，*，/, -整除，余数整除，余数And, or, not, , , =, =,/=上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法8. 典型语句典型语句SingleProc.cont.move(singleProc1); 先说明路径先说明路径(绝对路径、相对路径绝对路径、相对路径)，加上分隔点，再说明，加上分隔点，再说明命令，加上分隔点，而后再加上参数，最后加上终止的符命令，加上分隔点，而后再加上参数，最后加上终止的符号号; SingleProc.cont.move(singleProc1); SingleProc.cont.move;上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法9. 实体传递方式实体传递方式两者均为被动两者均为被动两者均为主动两者均为主动传送者被动，接受者为主动传送者被动，接受者为主动传送者为主动，接受者为被动传送者为主动，接受者为被动上海海事大学 eM-Plant执行的过程中采用以上一工序推到下一工序的方式执行的过程中采用以上一工序推到下一工序的方式来进行，下一工序不具有主动的能力，因此采用的是推式理来进行，下一工序不具有主动的能力，因此采用的是推式理论来执行论来执行一一. SimTalkSimTalk语法语法10. 条件判断语句条件判断语句If .size=“c20” then .move(yard201);Else .move(yard202);End;上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法11. 循环判断语句循环判断语句Isi:integer;-定义变量定义变量iDoFrom i:=1;-i从从1开始循环开始循环Until i50到到50结束结束Loop循环符号循环符号Print I;-输出输出i值到结果显示框值到结果显示框i:=i+1;-i自加自加End;-循环结束符号循环结束符号End;-程序结束符号程序结束符号上海海事大学一一. SimTalkSimTalk语法语法12. 中断判断语句中断判断语句 Waituntil是当某个是当某个method的条件没有被满足时，允许中断的条件没有被满足时，允许中断此此method，直至条件被满足时，才继续执行，直至条件被满足时，才继续执行 Waituntil singleproc.empty prio 1上海海事大学二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学作业：某医院的医生服务时间符合作业：某医院的医生服务时间符合N（2.3，1）的正态分布，）的正态分布，病人的到达规律符合参数值为病人的到达规律符合参数值为2.4 Min的指数分布，假设当的指数分布，假设当新病人到达时，排队总人数超过新病人到达时，排队总人数超过5人，则该病人离去，试采人，则该病人离去，试采用用eM-Plant仿真软件求：仿真软件求： 1. 该医生8小时内服务病人的总人数 2. 病人的平均等待时间 3. 病人的平均在医院时间 4. 病人的最大在医院时间 5. 医生忙的概率 6. 排队平均队长二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学实体、属性、活动、事件、资源实体、属性、活动、事件、资源实体：病人属性：无活动：等待、接受服务事件：进入队列、服务设备为空、服务完成资源：一个可排5人的队列，一个服务台二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学1.1. 构建仿真模型构建仿真模型二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学2.2.输入参数输入参数某医院的医生服务时间符合某医院的医生服务时间符合N（2.3，1）的正态分布。）的正态分布。病人的到达规律符合参数值为病人的到达规律符合参数值为2.4 Min的指数分布。的指数分布。 二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学2.2.输入参数输入参数某医院的医生服务时间符合某医院的医生服务时间符合N（2.3，1）的正态分布。）的正态分布。病人的到达规律符合参数值为病人的到达规律符合参数值为2.4 Min的指数分布。的指数分布。 二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学2.2.求该医生求该医生8 8小时服务总人数小时服务总人数设定仿真时间设定仿真时间设置一变量设置一变量i i，放入，放入methodmethod自加至系统终止自加至系统终止利用利用GaugeGauge和和numIN,numMU,numOUTnumIN,numMU,numOUT参数计算参数计算二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学3.3.病人的平均等待时间病人的平均等待时间 每进入每进入bufferbuffer一个实体则统计一次当前一个实体则统计一次当前bufferbuffer中实体的个数，记入中实体的个数，记入tablefiletablefile表表中，当仿真结束时，取平均值中，当仿真结束时，取平均值二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学don:=n+1;-判断进入判断进入buffer实体的个数实体的个数 tablefile11,n:=.model.frame.buffer.numMU;Endsim中写入代码中写入代码:tablefile1,1:=tablefile1.sum(1,1.1,n)/n;二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学4.4.病人的平均在医院时间病人的平均在医院时间 计算某个实体进入系统和出系统的时间，仿真计算某个实体进入系统和出系统的时间，仿真结束后，二者相减，取平均值，并选出最大值。结束后，二者相减，取平均值，并选出最大值。 tablefile12,n:=.statavgLifeSpan;EndSim：tablefile2,1:=tablefile1.sum(2,1.2,n)/n;二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学5.5.病人的平均在医院时间病人的平均在医院时间 计算某个实体进入系统和出系统的时间，仿真计算某个实体进入系统和出系统的时间，仿真结束后，二者相减，取平均值，并选出最大值。结束后，二者相减，取平均值，并选出最大值。 lifecycle：tablefile12,n:=.statavgLifeSpan;EndSim：tablefile2,1:=tablefile1.sum(2,1.2,n)/n;二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学6.6.病人的最大在医院时间病人的最大在医院时间 选择整个列表，求出最大值放入选择整个列表，求出最大值放入tablefiletablefile表中表中 if tablefile3,1tablefile12,m thentablefile3,1:=tablefile12,m;end;医生忙的概率二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学7.7.医生忙和闲的概率医生忙和闲的概率 利用对象的属性求解利用对象的属性求解tablefile4,1:=singleproc.statworkingportion;tablefile4,2:=singleproc.statwaitingportion;二二. 医院排队系统仿真案例医院排队系统仿真案例上海海事大学8.8.病人的平均排队等待时间病人的平均排队等待时间 利用对象的属性求解利用对象的属性求解 tablefile13,n:=.models.frame.buffer.statwaitingtime;if n=1 then tablefile14,n:=tablefile13,n;else tablefile14,n:=tablefile13,n-tablefile13,n-1;end;三三.纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学1. 学习目的学习目的了解仿真的特点及其在制造业的应用。了解仿真的特点及其在制造业的应用。学习如何建构模型学习如何建构模型了解了解eM-Plant基本的对象和操作基本的对象和操作学习如何通过学习如何通过eM-Plant进行信息收集及分析进行信息收集及分析三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学2 2系统仿真的目的系统仿真的目的 通过系统仿真来了解某纸箱制造厂作业的瓶通过系统仿真来了解某纸箱制造厂作业的瓶颈站的使用率，生产线的投料率、在制品与生颈站的使用率，生产线的投料率、在制品与生产周期与生产效率的关系，为纸箱制造厂内现产周期与生产效率的关系，为纸箱制造厂内现场管理提供决策支持场管理提供决策支持三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学3系统说明系统说明三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学4. 4.产品类型：产品类型：E E型，型，B B型和型和ABAB型型1 1）E E型：所有纸中最薄者，为型：所有纸中最薄者，为1mm1mm。在市面上常看到。在市面上常看到的彩色包装箱属于此类，此类纸箱应用范围非常的彩色包装箱属于此类，此类纸箱应用范围非常广泛，如精美化妆品包装、礼盒等，适用于一般广泛，如精美化妆品包装、礼盒等，适用于一般高单价产品。高单价产品。2 2）B B型：常用于内盒包装，有些产品包装常常外部用型：常用于内盒包装，有些产品包装常常外部用一个大纸盒包装、内部用小纸盒分别包装，而这一个大纸盒包装、内部用小纸盒分别包装，而这些小纸盒的包装为些小纸盒的包装为B B型。常在市面上看到的有鞋型。常在市面上看到的有鞋盒、盒、CPUCPU等等3 3）ABAB型：外层包装纸箱，一般常用于大型纸箱。型：外层包装纸箱，一般常用于大型纸箱。三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学5 5 不同的纸箱的生产流程不同的纸箱的生产流程1 1）E E：压线作业：压线作业- -印刷裁剪印刷裁剪- -堆高机堆高机- -糊纸糊纸- -包装包装2 2）B B：印刷裁剪：印刷裁剪- -堆高机堆高机- -糊纸糊纸- -包装包装3 3）ABAB：压线作业：压线作业- -印刷裁剪印刷裁剪- -堆高机堆高机- -打钉打钉- -包装包装三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学6. 6.纸箱制造厂各台机器的数量及对应产品加纸箱制造厂各台机器的数量及对应产品加工时间和准备时间工时间和准备时间 设备设备名称名称数量数量加工加工时间时间（min）准准备时间备时间（min）压线压线机机1NORM（15，1）UNIFORM（3，5）印刷裁剪机印刷裁剪机1NORM（18，1）无无堆高机堆高机1NORM（18，1）UNIFORM（5，8）NORM（25，1）NORM（20，1）糊糊纸纸机机1NORM（12，1）无无打打钉钉机机2NORM（15，1）无无包装机包装机1NORM（20，1）UNIFORM（3，5）三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学7 7系统假设系统假设 1 1）纸箱原料来到间隔服从时间为）纸箱原料来到间隔服从时间为UNIFORMUNIFORM（2525，3030）分钟的均匀分配，其中）分钟的均匀分配，其中E E、B B、ABAB来来 到的比例为到的比例为3 3：5 5：2 2。 2 2）每种类的机器前均设有一个无限长度的等候）每种类的机器前均设有一个无限长度的等候区，且等候区采用先到先服务的方式。区，且等候区采用先到先服务的方式。 3 3）纸箱产品在两个机器之间的搬运时间可以忽）纸箱产品在两个机器之间的搬运时间可以忽略不计。略不计。 4 4）该纸箱制造厂每天工作）该纸箱制造厂每天工作2424小时，仿真小时，仿真3030天。天。三三. .纸箱制造厂制造作业流程仿真纸箱制造厂制造作业流程仿真上海海事大学8 8系统输出数据系统输出数据 1 1）三种纸箱产品分别的生产周期和平均生产周期）三种纸箱产品分别的生产周期和平均生产周期 2 2）三种纸箱的月产能）三种纸箱的月产能 3 3）每台机器的使用率）每台机器的使用率 4 4）印刷剪裁台前的平均等候长度）印刷剪裁台前的平均等候长度 5 5）系统内的平均在制品数量）系统内的平均在制品数量四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学1. 学习目的学习目的 通过系统仿真分析飞机降落系统的运作情况，评通过系统仿真分析飞机降落系统的运作情况，评估该跑道在服务绩效上的表现，达到降低成本估该跑道在服务绩效上的表现，达到降低成本提高效率的目标提高效率的目标四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学2.系统描述系统描述 某机场某机场A假设仅有一个飞机跑道服务飞机降落。假设仅有一个飞机跑道服务飞机降落。飞机要降落先需要在跑道的上空盘旋，得到塔飞机要降落先需要在跑道的上空盘旋，得到塔台指示才可以降落。一个跑道上空最多可以有台指示才可以降落。一个跑道上空最多可以有5架飞机盘旋，若飞机太多则容易发生碰撞。架飞机盘旋，若飞机太多则容易发生碰撞。若飞机来到时已盘旋的飞机数已达到若飞机来到时已盘旋的飞机数已达到5架，则架，则会飞往另外一个机场会飞往另外一个机场B降落。降落。四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学3. 相关数据相关数据1）飞机来到的概率服从指数分布）飞机来到的概率服从指数分布EXP（8）分钟）分钟2）飞机来到的比例（空中巴士）飞机来到的比例（空中巴士A340（A）、波音）、波音 747（B）、波音）、波音737（C）=4：6：5）3）不同类型飞机降落时间及其服务费如下：）不同类型飞机降落时间及其服务费如下：飞机类型飞机类型降落时间降落时间服务费（元服务费（元/次）次）空中巴士空中巴士A340（A）Exp（10）110波音波音747（B）Exp（8）120波音波音737（C）Exp（6）80每个月机场会进行盈亏计算，假设盈余计算为每月的每个月机场会进行盈亏计算，假设盈余计算为每月的 总收入减去该机场每月所需支出的基本营运费用，基本总收入减去该机场每月所需支出的基本营运费用，基本营运费用总和为营运费用总和为4500045000。四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学4 4 系统假设系统假设1 1）假设每天的营运时间从早上）假设每天的营运时间从早上9 9：0000开始，至晚上开始，至晚上9 9：0000结束。每月以结束。每月以3030天工作来计算。本问题天工作来计算。本问题假设仿真一个月以假设仿真一个月以360360小时计算，不考虑休息小时计算，不考虑休息时间。时间。2 2）只有一个降落跑道，且以此只能服务一架飞机）只有一个降落跑道，且以此只能服务一架飞机3 3）空中盘旋的飞机最多只有）空中盘旋的飞机最多只有5 5架。架。4 4）空中盘旋的飞机采取先到先服务的原则。）空中盘旋的飞机采取先到先服务的原则。四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学5. 5.系统输出数据系统输出数据1 1）飞机平均停留在系统中的时间）飞机平均停留在系统中的时间2 2）机场每月服务的飞机数）机场每月服务的飞机数3 3）跑道的平均使用率）跑道的平均使用率4 4）飞机排队的平均长度）飞机排队的平均长度5 5）该机场平均一个月的盈余。）该机场平均一个月的盈余。6 6）计算该机场平均每月到）计算该机场平均每月到B B机场降落的飞机数机场降落的飞机数四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学5. 5.系统输出数据系统输出数据 该机场主管希望能将此机场建为国际性机场。这该机场主管希望能将此机场建为国际性机场。这样不仅会带来航运量的增加，也会导致现有的样不仅会带来航运量的增加，也会导致现有的盘旋区可提供等候的飞机数量不足。但是增加盘旋区可提供等候的飞机数量不足。但是增加盘旋区会增加机场的基本营运费用，因此，该盘旋区会增加机场的基本营运费用，因此，该主管的问题是在保证机场可以获利主管的问题是在保证机场可以获利2000020000元的元的前提上，如何选择飞机的来到率和盘旋区飞机前提上，如何选择飞机的来到率和盘旋区飞机数量。数量。四四.飞机降落系统仿真飞机降落系统仿真 上海海事大学5. 5.系统输出数据系统输出数据1 1）飞机来到的增加会导致飞机的服务费用减低，）飞机来到的增加会导致飞机的服务费用减低，每减少单位时间的来到会导致飞机基本服务费每减少单位时间的来到会导致飞机基本服务费用降低用降低5 5元）；元）；2 2）盘旋等候区的增加，每增加一个等候区长度，）盘旋等候区的增加，每增加一个等候区长度，就会导致基本营运费用上升就会导致基本营运费用上升10001000元。元。3 3）为了方便起见可以做）为了方便起见可以做3 3个组合：来到时间个组合：来到时间Exp(7)Exp(7)、等候区等候区6 6个个/ /来到时间来到时间Exp(6)Exp(6)、等候区、等候区7 7个个/ /来到来到时间时间Exp(5)Exp(5)、等候区、等候区8 8个个作业题作业题上海海事大学1. 1. 三个仿真实验：医院仿真、纸箱制造厂仿真、飞三个仿真实验：医院仿真、纸箱制造厂仿真、飞机降落系统仿真，不用参考任何资料和代码可机降落系统仿真，不用参考任何资料和代码可以独立完成。以独立完成。2. 2. 针对一个具体的问题，如超市出口收银台个数设针对一个具体的问题，如超市出口收银台个数设定。能完成以下问题：定。能完成以下问题：1 1）逻辑建模：用流程分析图描述出作业流程）逻辑建模：用流程分析图描述出作业流程2 2）数据收集：确定需要什么数据，如何收集，在）数据收集：确定需要什么数据，如何收集，在系统中如何使用，虚拟出相应的数据系统中如何使用，虚拟出相应的数据作业题作业题上海海事大学3 3）系统假设：为了完成该系统的建模应该假设那）系统假设：为了完成该系统的建模应该假设那些哪些条件？些哪些条件？4 4）分析该系统中实体、属性、活动、事件、资源）分析该系统中实体、属性、活动、事件、资源5 5）仿真建模：把逻辑模型转化为仿真模型，可以）仿真建模：把逻辑模型转化为仿真模型，可以使用的使用的eMeM-Plant-Plant对象包括对象包括SourceSource、DrainDrain、EventController、SingleProc、Buffer、PlaceBuffer、Line、Connector、Entity、Container、Transporter、Variable、Method、TableFile等等6）仿真输出结果）仿真输出结果