物流系统仿真模型的确认

物流系统仿真中最重要的问题是:仿真模型及其仿真结果能否准确地描述对象系统,包括仿真模型确认和仿真程序验证。

1.仿真模型确认

仿真模型是用来产生与真实系统类似的行为的,构模者的知识和对真实系统的了解程度是模型成败的关键,模型中应包含的实体、属性和活动,并没有统一的准则。利用适当的理论、数据和经验,对系统了解愈多,模型就构造得愈接近真实系统。物流系统仿真模型确认的一般观点包括:

①建立仿真模型的目的是要用仿真实验代替实际系统的实验,模型应能满足使用要求且费用较低。

②不管在研究模型上做了多大的努力,模型总是仅仅近似于现实系统。因此不应追求模型的绝对准确,而应研究它逼近所研究系统的程度。要使模型愈接近所研究的系统,需要花费愈多的时间和精力,但最“有效”的模型未必费用最低,要经常记住许多仿真研究的目的在于节省研究费用。

③仿真模型总是为一个特定的目标而研究的,因而某一模型对某一个目标是有效的,也许对另一个目标是无效的。

④确认模型时总是相对于一组判断准则而言,应仔细选择这些准则。

⑤仿真模型的研究和确认应贯穿于建模的全过程。

⑥由于仿真模型输出的数据通常是独立分布的,所以大多数经典统计分析方法不可直接用于确认模型。

2.确认物流系统仿真模型的三步法

(1)建立直观看来是正确的仿真模型

仿真模型应直观看来是正确的,符合人们对所研究系统的认识。为建立这样的模型应当充分应用已有的信息,其中包括以下几个方面:向熟悉所研究系统的人们学习,从他们那里获取有用信息,利用现有理论指导建模及构造参数的函数分布等;利用常识,在建模过程中应尽量利用与所建模型相类似的其他模型的知识,避免研究的重复性工作;作合理假设,用直观方法假定一个复杂的物流系统某部分的运行情况,这些假定希望在以后几步确认处理时能被证实。

(2)检验建模假设

其目的是定量检验在建模开始阶段所作的一些假设。检验中,最有用的工具之一是灵敏度分析。利用灵敏度分析确定系统输出对其输入参数变化的敏感性程度,从而可确定对这些参数要求的估计精度。利用灵敏度分析,还可确定系统中一些子系统的仿真精度。

(3)仿真数据与实际数据的比较

将仿真结果与所研究系统的实际数据作比较,可能是模型确认中的最重要的一步。通过比较,修正模型,使模型体现了研究系统,达到应用的目的。虽然这并不能确保模型正确无误,但至少可以认为该模型有更高的置信度。

3.仿真程序验证

①为了使最终程序能够运行,首先将仿真主程序和少数关键子程序编好,同时进行详细的检验和验证,确保它们是正确无误;然后逐步扩展和完善。

②仿真程序进行检查验证,应由多位编程人员同时阅读和检查同一程序,避免出现因心理习惯而查不出自己的错误的事故发生。

③程序运行的追踪检查是用于调试离散事件仿真模型的一种最为有用的技术。在追踪查错时,将仿真运行的状态即事件的内容、状态变量值、统计计数器值等,在每个事件发生时打印出来,以便观察正在运行的程序是否满足要求,判断程序在何处出错。

④为了确定仿真模型是否正是希望运行的模型,在进行仿真试验前,应用简化考题验证仿真程序。这些考题通常是对实际问题加以简化得出,它们的解是已知或容易通过计算得到的。

⑤图形显示。物流系统仿真模型对物流进行仿真时,在图形终端上显示仿真的进程,有利于增强直观性和发现问题。

4.判断模型有效性的一些问题

模型确认建立模型的可信度。但是,现在还没有哪一种确认技术可以对模型的结果作出100%的确定。我们永远不可能证明模型的行为就是现实的真实行为。如果我们能够做到这一步,可能就不需要进行仿真研究的第一步(问题的定义)了。我们尽力去做的,最多只能是保证模型的行为同现实不会相互抵触罢了。

通过确认,我们试着判断模型的有效程度。假如一个模型在得到我们提供的相关正确数据之后,其输出满足我们的目标,那么它就是好的。模型只要在必要范围内有效就可以了,而不需要尽可能的有效。在模型结果的正确性同获得这些结果所需要的费用之间总存在着权衡。

下面是判断模型有效性的一些问题:

①模型性能测度是否同真实系统性能测度匹配?

②如果没有现实系统来对比,可以将仿真结果同相近现实系统的仿真模型的相关运行结果作对比。

③利用系统专家的经验和直觉来假设复杂系统特定部分模型的运行状况。

④在每一主要人物确认模型的输入和假设都是正确的,模型的性能测度都是可以测量之前,对模型作各部分的随意测试。整个团队的智慧都对模型的有效性作出了贡献。

⑤模型的行为是否同理论相一致?确定结果的理论最大值和最小值,然后检验模型结果是否落入两值之间。

⑥对于我们了解改变输入值,其输出的变化方向的特定性能测度,可以通过改变其输入参数来验证一致性。

⑦模型是否能够准确地预测结果?这项技术用来对正在运行中的模型进行连续的有效性验证。

⑧是否有其他仿真模拟器模拟了这个模型?要是有的话那就再好不过了,可以将两个模型的运行结果进行对比。