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GPSS课程设计
计算机与信息工程学院课程设计
课程名称《物流系统建模与仿真》
学生班级
学生学号08
学生姓名
指导教师
计算机与信息工程学院
二○一一年六月
计算机与信息工程学院
2008级《物流系统建模与仿真》课程设计任务书
班级
姓名
学号
08
题目
港口卸货的分析设计和优化
时间
2011年6月24日~2011年6月27日
课程
设计
目的
和要
求
《物流系统建模与仿真》是一门实践性很强的专业课程,GPSS语言面向过程的通用仿真语言,较其它语言有许多不同之处。
在相应的理论课的学习中,我们已经掌握GPSS语言的模型编制,程序设计与调试的基本方法;为了进一步学好这门课,每个学生必须在学习结束时完成一个较综合的实验。
通过本课程设计,学生应掌握利用GPSS语言建立模型、输入数据分析、实验方案设计、实验实施及输出结果的分析优化等方面的内容
课程设计主要任务(含使用的工具语言、环境要求等)
完成一个复杂实际系统的建模仿真实验,要求如下:
1、题目要求:
对提供的系统进行建模与仿真;
2、语言要求:
使用GPSS语言进行模拟仿真;
3、系统环境:
GPSSWorldStudentVersion(Windows版);
4、报告内容:
报告必须包含问题分析、建模、仿真与优化各个部分;
5、结果输出:
必须有完整的仿真结果及分析优化结果的输出;
6、完成要求:
系统必须独立完成。
成
绩
指导教师(签名):
2011年6月27日
港口卸货系统建模与仿真
一、系统的描述与假设
系统描述
有一个港口,船只以下面连续分布的时间间隔达到港口,然后,在港口卸货。
时间(分钟)
125
175
225
275
325
375
425
475
累积频率
0
0.1
0.22
0.4
0.55
0.78
0.9
1
卸完货立刻离港。
30%的船只是新型号的,需要用高速卸货设备,这些船只停在第一装卸区,此区有两个泊位,卸货时间为1±0.4天(均匀分布)。
旧型船在第二装卸区卸货,此区有6个泊位,卸货时间为1.5±0.5天(均匀分布)。
为了使船只在泊位处就位或卸完货后离位,需要使用拖轮,拖轮数与时间的关系如下表:
船型
需要拖轮数(只)
需要时间(分钟)
就位
离位
就位
离位
新型
2
1
30
20
旧型
3
2
45
25
港口现有3条拖轮。
工作为一周7天,每天24小时。
系统假设
如果由于泊位与拖轮等类资源有限,使得船只停泊时间超过必要的装卸时间,这样港口要赔偿损失。
如果适当增加泊位和拖轮,情况会得到改善,但要增加投资。
因此对港口系统的仿真研究,就是要更好的解决这个矛盾。
当拖轮将船只拉起准备向泊位驶去,这个泊位就算被占用了,但腾出泊位要从拖轮将船只拖走之后算起。
Ø要求建立港口系统模型,通过运行分别求得新旧两种类型船只在港口中等待泊位随机变量的分布,仿真时间控制在100条船离开港口,港口初始状态为系统中没有船只。
Ø修改模型,通过运行,分别求得新旧两种类型船只等待拖轮总时间(即拖进泊位时间和从泊位拖出时间之和)的分布情况。
二、问题的分析与建模
问题分析
问题的关键是在于船只在港口中的停泊时间和必要装卸时间之间的关系,就与拖船数量与泊位的数量。
通过GPSS,模拟出各个时间阶段的概率分布,来确定该对哪一个环节进行优化。
最理想的状态就是港口中的船只卸货完毕后,即可离开。
但需要通过增加港口或拖船的数量来实现。
系统建模
定义新旧船泊位和拖船的容器
BOWEI_1STORAGE2
BOWEI_2STORAGE6
TUOSTORAGE3
定义新旧船等待时间分布表
NEWSHIPQTABLEQBOWEI_1,0,100,20
OLDSHIPQTABLEQBOWEI_2,0,100,20
定义新旧船等待拖船总时间分布表
TNEWSHIPTABLEP2,0,10,20
TOLDSHIPTABLEP2,0,10,20
定义新旧船卸货完毕后等待拖船时间分布表
WNEWSHIPTABLEP3,0,10,20
WOLDSHIPTABLEP3,0,10,20
三、结论分析与优化
根据题目的要求,有2个新船泊位,6个旧船泊位和3条拖船。
先根据此条件进行建模仿真,得出以下结论:
新旧船排队等待泊位的队列情况
QUEUEMAXCONT.ENTRYENTRY(0)AVE.CONT.AVE.TIMEAVE.(-0)RETRY
QBOWEI_13032100.510492.304716.0790
QBOWEI_24073450.369156.079406.9200
新旧船泊位与拖船的利用情况
STORAGECAP.REM.MIN.MAX.ENTRIESAVL.AVE.C.UTIL.RETRYDELAY
BOWEI_120023211.5310.76600
BOWEI_263067314.9330.82200
TUO330345310.5140.17100
新旧船时间分布表格
TABLEMEANSTD.DEV.RANGERETRYFREQUENCYCUM.%
NEWSHIP492.304537.9290
_-0.0001031.25
0.000-100.000134.38
100.000-200.000446.88
200.000-300.000046.88
300.000-400.000150.00
400.000-500.000256.25
500.000-600.000365.63
600.000-700.000168.75
700.000-800.000171.88
800.000-900.000278.13
900.000-1000.000078.13
1000.000-1100.000284.38
1100.000-1200.000290.63
1200.000-1300.000090.63
1300.000-1400.000193.75
1400.000-1500.000093.75
1500.000-1600.000196.88
1600.000-1700.000096.88
1700.000-1800.000096.88
1800.000-_1100.00
OLDSHIP156.079264.6170
_-0.0004561.64
0.000-100.000467.12
100.000-200.000168.49
200.000-300.000879.45
300.000-400.000484.93
400.000-500.000287.67
500.000-600.000290.41
600.000-700.000191.78
700.000-800.000395.89
800.000-900.000298.63
900.000-1000.000098.63
1000.000-1100.0001100.00
TNEWSHIP36.078159.3420
_-0.0002273.33
0.000-10.000280.00
10.000-20.000080.00
20.000-30.000183.33
30.000-40.000186.67
40.000-50.000396.67
50.000-60.000096.67
60.000-70.000096.67
70.000-80.000096.67
80.000-90.000096.67
90.000-100.000096.67
100.000-110.000096.67
110.000-120.000096.67
120.000-130.000096.67
130.000-140.000096.67
140.000-150.000096.67
150.000-160.000096.67
160.000-170.000096.67
170.000-180.000096.67
180.000-_1100.00
TOLDSHIP5.10010.7740
_-0.0005375.71
0.000-10.000278.57
10.000-20.000687.14
20.000-30.000695.71
30.000-40.000298.57
40.000-50.0001100.00
WNEWSHIP1.3386.0840
_-0.0002893.33
0.000-10.000196.67
10.000-20.000096.67
20.000-30.000096.67
30.000-40.0001100.00
WOLDSHIP3.4909.2650
_-0.0005882.86
0.000-10.000387.14
10.000-20.000290.00
20.000-30.000597.14
30.000-40.000198.57
40.000-50.0001100.00
从wnewship和woldship这两张时间分布表中可以看出新船港口上28条船卸货完毕后即可离开还有2条船需要等待,港口就要赔偿这两条船的损失。
同样在旧船港口上58条船卸货完毕即可离港,还有12条船需要等待,港口业必须赔偿12条船的损失。
各增加新旧船的泊位1个,拖船数量仍然是3条,进行建模仿真,得出以下结果:
新旧船排队等待泊位的队列情况
QUEUEMAXCONT.ENTRYENTRY(0)AVE.CONT.AVE.TIMEAVE.(-0)RETRY
QBOWEI_11036290.04438.718199.1230
QBOWEI_22069640.03917.925247.3650
新旧船泊位与拖船的利用情况
STORAGECAP.REM.MIN.MAX.ENTRIESAVL.AVE.C.UTIL.RETRYDELAY
BOWEI_132033611.6400.54700
BOWEI_273076914.6520.66500
TUO330344410.4820.16100
新旧船时间分布表格
TABLEMEANSTD.DEV.RANGERETRYFREQUENCYCUM.%
NEWSHIP38.718102.9600
_-0.0002980.56
0.000-100.000388.89
100.000-200.000191.67
200.000-300.000194.44
300.000-400.000197.22
400.000-500.0001100.00
OLDSHIP17.92574.4220
_-0.0006492.75
0.000-100.000194.20
100.000-200.000195.65
200.000-300.000298.55
300.000-400.000098.55
400.000-500.0001100.00
TNEWSHIP4.69810.8890
_-0.0002880.00
0.000-10.000182.86
10.000-20.000288.57
20.000-30.000294.29
30.000-40.000197.14
40.000-50.0001100.00
TOLDSHIP6.04514.0690
_-0.0005178.46
0.000-10.000180.00
10.000-20.000384.62
20.000-30.000693.85
30.000-40.000195.38
40.000-50.000298.46
50.000-60.000098.46
60.000-70.000098.46
70.000-80.0001100.00
WNEWSHIP2.8959.6420
_-0.0003188.57
0.000-10.000191.43
10.000-20.000194.29
20.000-30.000094.29
30.000-40.000197.14
40.000-50.0001100.00
WOLDSHIP3.6189.5910
_-0.0005584.62
0.000-10.000186.15
10.000-20.000289.23
20.000-30.000596.92
30.000-40.000198.46
40.000-50.0001100.00
从wnewship和woldship这两张时间分布表中可以看出新船港口上31条船卸货完毕后即可离开还有4条船需要等待,港口就要赔偿这两条船的损失。
同样在旧船港口上55条船卸货完毕即可离港,还有12条船需要等待,港口业必须赔偿10条船的损失。
不增加新旧船的泊位,拖船数量增加到4条,进行建模仿真,得出以下结果:
QUEUEMAXCONT.ENTRYENTRY(0)AVE.CONT.AVE.TIMEAVE.(-0)RETRY
QBOWEI_12026190.125153.687570.8360
QBOWEI_24079450.579234.364544.5520
STORAGECAP.REM.MIN.MAX.ENTRIESAVL.AVE.C.UTIL.RETRYDELAY
BOWEI_121022611.1910.59600
BOWEI_262067915.2940.88200
TUO440446410.5150.12900
TABLEMEANSTD.DEV.RANGERETRYFREQUENCYCUM.%
NEWSHIP153.687300.4260
_-0.0001973.08
0.000-100.000073.08
100.000-200.000073.08
200.000-300.000280.77
300.000-400.000184.62
400.000-500.000188.46
500.000-600.000088.46
600.000-700.000088.46
700.000-800.000192.31
800.000-900.000092.31
900.000-1000.0002100.00
OLDSHIP234.364344.8920
_-0.0004556.96
0.000-100.000563.29
100.000-200.000265.82
200.000-300.000268.35
300.000-400.000473.42
400.000-500.000174.68
500.000-600.000378.48
600.000-700.000584.81
700.000-800.000388.61
800.000-900.000594.94
900.000-1000.000196.20
1000.000-1100.0003100.00
TNEWSHIP1.6496.7810
_-0.0002392.00
0.000-10.000196.00
10.000-20.000096.00
20.000-30.000096.00
30.000-40.0001100.00
TOLDSHIP8.63027.5490
_-0.0006080.00
0.000-10.000080.00
10.000-20.000688.00
20.000-30.000493.33
30.000-40.000296.00
40.000-50.000096.00
50.000-60.000096.00
60.000-70.000197.33
70.000-80.000097.33
80.000-90.000097.33
90.000-100.000097.33
100.000-110.000097.33
110.000-120.000097.33
120.000-130.000097.33
130.000-140.000198.67
140.000-150.000098.67
150.000-160.000098.67
160.000-170.000098.67
170.000-180.000098.67
180.000-_1100.00
WNEWSHIP0.0000.0000
_-0.00025100.00
WOLDSHIP1.7847.0990
_-0.0007093.33
0.000-10.000093.33
10.000-20.000296.00
20.000-30.000197.33
30.000-40.0002100.00
从wnewship和woldship这两张时间分布表中可以看出新船港口上25条船卸货完毕后即可离开,无等待船只。
同样在旧船港口上70条船卸货完毕即可离港,还有5条船需要等待,港口业必须赔偿5条船的损失。
不增加新旧船的泊位,拖船数量增加到5条,进行建模仿真,得出以下结果:
QUEUEMAXCONT.ENTRYENTRY(0)AVE.CONT.AVE.TIMEAVE.(-0)RETRY
QBOWEI_13027190.184211.968715.3920
QBOWEI_24381380.682262.371494.2350
STORAGECAP.REM.MIN.MAX.ENTRIESAVL.AVE.C.UTIL.RETRYDELAY
BOWEI_122022711.2080.60400
BOWEI_261067815.4490.90830
TUO550546110.5240.10500
TABLEMEANSTD.DEV.RANGERETRYFREQUENCYCUM.%
NEWSHIP211.968390.8790
_-0.0001970.37
0.000-100.000070.37
100.000-200.000070.37
200.000-300.000070.37
300.000-400.000277.78
400.000-500.000181.48
500.000-600.000288.89
600.000-700.000088.89
700.000-800.000088.89
800.000-900.000192.59
900.000-1000.000092.59
1000.000-1100.000092.59
1100.000-1200.000196.30
1200.000-1300.000096.30
1300.000-1400.000096.30
1400.000-1500.0001100.00
OLDSHIP250.830356.6290
_-0.0003848.72
0.000-100.000251.28
100.000-200.000760.26
200.000-300.000566.67
300.000-400.000674.36
400.000-500.000580.77
500.000-600.000485.90
600.000-700.000389.74
700.000-800.000191.03
800.000-900.000192.31
900.000-1000.000193.59
1000.000-1100.000194.87
1100.000-1200.000196.15
1200.000-1300.000197.44
1300.000-1400.000198.72
1400.000-1500.0001100.00
TNEWSHIP0.0000.0000
_-0.00027100.00
TOLDSHIP20.34884.2970
_-0.0006690.41
0.000-10.000191.78
10.000-20.000091.78
20.000-30.000193.15
30.000-40.000093.15
40
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- GPSS 课程设计