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| 編輯推薦： |
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适应新一轮科技革命与新工科建设的要求，反映仿真技术的*发展，案例紧密结合实际，由浅入深，由易到难，循序渐进。
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| 內容簡介： |
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本书力图把物流系统、系统仿真原理及方法、可视化物流系统仿真工具及案例等三个方面的内容有机地融合在一起。在物流系统的阐述中，着重概括一般物流系统的分类、特征、要素和结构，并对现代生产物流系统进行详细地介绍。在系统仿真原理的阐述中，除了介绍随机数产生、连续系统及离散事件系统仿真、仿真输入及输出分析方法等基本仿真原理和方法，着重补充了可视化交互仿真方法。案例都是从实际的科研项目中提炼出来的。
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| 關於作者： |
王红卫，男，浙江宁波人，1993年毕业于华中理工大学系统工程专业，获博士学位；2002年在英国牛津大学工程科学系访问，2011年国家杰出青年科学基金获得者。现任华中科技大学自动化学院系统科学与工程系教授、博士生导师、长江学者特聘教授，图像信息处理与智能控制教育部重点实验室主任。第六届国务院学位委员会控制科学与工程学科评议组成员、第五、六届教育部科学技术委员会工程技术二部学部委员、第十二、十三届国家自然科学基金委员会专家评审组成员，《自动化学报》、《系统管理学报》杂志编委。
长期从事系统工程教学与科研工作，主要研究方向为公共安全与应急管理、物流与供应链系统，主持国家自然科学基金项目6项，其中重大项目1项、重点项目1项，部委纵向项目7项。发表论文90余篇，其中SCI杂志论文30 篇，EI 收录56 篇。2010年，获教育部高等学校科学技术进步一等奖（第一完成人）、湖北省自然科学二等奖（第一完成人）。
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| 目錄：
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第1章物流系统及仿真1
1.1物流系统概述1
1.1.1系统的概念及思想1
1.1.2物流系统的基本概念3
1.1.3物流系统的分类4
1.1.4物流系统的特征5
1.2物流系统的要素6
1.3物流系统的结构10
1.3.1物流系统的层次结构10
1.3.2物流系统的功能结构11
1.4物流系统仿真12
1.4.1系统仿真的概念12
1.4.2系统仿真的分类15
1.4.3物流系统仿真目的、内容及步骤17
小结与讨论20
习题20第2章现代生产物流系统21
2.1现代生产物流概述21
2.2现代生产物流系统的组成23
2.3现代生产物流系统的监控与管理24
2.3.1现代生产物流系统的监控24
2.3.2现代生产物流系统的管理26
2.4自动化立库的工作原理27
2.4.1概述27
2.4.2自动化立库的分类28
2.4.3自动化立库的工作原理29
2.4.4自动化立库的作用31
2.5现代生产物流系统的建模与仿真31
2.5.1现代生产物流组织模式31
2.5.2现代生产物流系统的模型35
2.5.3现代生产物流系统仿真40
2.5.4自动化立库的建模与仿真41
小结与讨论43
习题43第3章随机数的产生45
3.1［0，1）均匀分布随机数的产生45
3.1.1\[0，1）均匀分布45
3.1.2产生均匀随机数的方法46
3.1.3线性同余法48
3.1.4伪随机数发生器的联合使用49
3.2［0,1）均匀分布随机数的统计检验50
3.2.1均匀随机数的随机性和均匀性检验50
3.2.2均匀随机数的独立性检验51
3.2.3矩检验53
3.3产生各种概率分布的随机数53
3.3.1求逆法53
3.3.2舍选法54
3.3.3组合法56
3.3.4经验分布法57
3.4常用分布类型的随机数产生58
3.4.1正态分布N,258
3.4.2指数分布Exp59
3.4.3威布尔分布Weibull,59
3.4.4泊松分布P59
3.5蒙特卡罗方法60
3.5.1蒙特卡罗方法基本原理60
3.5.2蒙特卡罗方法的应用61
小结与讨论62
习题62
第4章连续系统仿真64
4.1连续系统仿真中的数学模型64
4.1.1连续时间模型64
4.1.2离散时间模型65
4.1.3连续离散混合模型67
4.2数值积分法68
4.2.1数值积分法的基本概念69
4.2.2几种常见的数值积分法70
4.2.3数值积分法的稳定性分析76
4.3连续系统仿真示例77
4.3.1连续时间模型系统仿真示例77
4.3.2离散时间模型系统仿真示例79
小结与讨论80
习题80第5章离散事件系统仿真81
5.1基本概念81
5.1.1排队服务系统的描述81
5.1.2离散事件系统的基本要素82
5.1.3离散事件系统的特点83
5.2离散事件系统建模方法83
5.2.1实体流图法的建模思路83
5.2.2实体流图法实例分析84
5.3仿真时钟的推进机制86
5.3.1离散事件系统仿真模型的部件与结构86
5.3.2下次事件时间推进机制87
5.4离散事件系统仿真策略91
5.4.1事件调度法91
5.4.2活动扫描法93
5.4.3进程交互法97
小结与讨论99
习题100第6章仿真输入数据分析101
6.1仿真输入数据分析概述101
6.2数据的收集与处理102
6.3数据分布的分析与假设103
6.3.1连续分布类型的假设103
6.3.2离散分布类型的假设107
6.3.3实验分布108
6.4参数的估计110
6.4.1分布参数的类型110
6.4.2分布参数的估计111
6.5拟合优度检验114
6.5.12检验115
6.5.2柯尔莫哥洛夫斯米尔洛夫检验KS检验116
小结与讨论117
习题118第7章仿真输出数据分析与评价119
7.1终态仿真的结果分析120
7.1.1重复运行法120
7.1.2序贯程序法121
7.2稳态仿真的结果分析123
7.2.1批均值法123
7.2.2稳态序贯法125
7.2.3再生法126
7.2.4重复运行删除法128
7.3方差减小技术130
7.3.1公用随机数法130
7.3.2对偶变量法132
7.3.3控制变量法133
小结与讨论133
习题134第8章物流系统可视化交互仿真135
8.1可视化交互仿真基本概念135
8.1.1可视化交互仿真的发展过程135
8.1.2可视化交互仿真的基本概念和内容135
8.1.3可视化交互仿真系统的功能136
8.1.4可视化交互仿真的优点137
8.2可视化仿真建模的概念框架138
8.2.1可视化仿真建模概念框架138
8.2.2可视化仿真建模的特征140
8.3物流系统可视化交互仿真方法141
8.3.1物流系统可视化交互仿真框架模型141
8.3.2面向对象的可视化交互仿真方法143
8.4物流系统可视化仿真技术145
8.4.1图形技术145
8.4.2GIS技术146
8.4.3虚拟现实技术148
小结与讨论149
习题150
第9章物流系统可视化仿真工具Flexsim151
9.1Flexsim软件及特点151
9.2Flexsim的模型体系153
9.2.1对象153
9.2.2连接155
9.2.3方法156
9.3Flexsim建模与仿真156
9.3.1Flexsim建模与仿真的步骤156
9.3.2单机器加工系统的建模与仿真157
9.4Flexsim软件的高级开发技术161
9.5其他物流系统仿真工具163
9.5.1Witness163
9.5.2Arena164
9.5.3Extend166
小结与讨论168
习题168第10章摘果式拣选系统仿真169
10.1摘果式拣选系统概述与仿真目的169
10.1.1摘果式拣选系统概述169
10.1.2摘果式拣选系统仿真的目的171
10.2摘果式拣选系统结构及作业流程171
10.2.1摘果式拣选系统模型171
10.2.2摘果式拣选系统工作流程172
10.3摘果式拣选系统的仿真模型173
10.3.1摘果式拣选系统的布局模型设计173
10.3.2摘果式拣选系统的设备建模173
10.3.3摘果式拣选系统的仿真174
10.4仿真运行及数据分析179
10.4.1仿真运行及数据处理179
10.4.2仿真数据结果分析180
小结与讨论183
习题183第11章半导体晶圆制造生产线仿真184
11.1半导体制造系统概述与仿真目的184
11.1.1半导体制造系统概述184
11.1.2半导体晶圆制造生产线仿真的目的185
11.2仿真模型及实验设计187
11.2.1TRC模型描述187
11.2.2仿真模型实现188
11.2.3生产控制策略实现190
11.3实验结果分析191
11.3.1投料策略对系统特性曲线的影响191
11.3.2工件分派规则对系统特性曲线的影响193
小结与讨论193
习题193第12章港口集装箱物流系统仿真194
12.1港口集装箱物流系统概述与仿真目的194
12.1.1港口集装箱物流系统概述194
12.1.2港口集装箱物流系统仿真的目的197
12.2港口集装箱物流系统的作业流程198
12.2.1港口集装箱物流系统的描述198
12.2.2港口集装箱物流系统的作业流程199
12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析200
12.3港口集装箱物流系统的仿真模型201
12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计201
12.3.2港口集装箱物流系统的设备建模202
12.3.3港口集装箱物流系统的仿真203
12.4仿真运行及数据分析208
12.4.1仿真运行及数据处理208
12.4.2仿真数据的结果分析210
小结与讨论211
习题211第13章物流配送中心仿真212
13.1物流配送中心概述与仿真目的212
13.1.1物流配送中心简介212
13.1.2物流配送中心仿真目的213
13.2配送中心的作业流程描述214
13.2.1配送中心功能214
13.2.2配送中心系统流程215
13.3配送中心的仿真模型216
13.3.1配送中心仿真的布局模型设计216
13.3.2配送中心的设备建模217
13.3.3配送中心的仿真218
13.4仿真运行及数据分析222
13.4.1仿真运行及数据处理222
13.4.2仿真数据结果分析223
13.4.3系统优化224
小结与讨论225
习题226
第14章智慧工厂仿真及数字孪生227
14.1智慧工厂及数字孪生的概念227
14.1.1智慧工厂227
14.1.2数字孪生228
14.2智慧工厂模型及作业流程描述229
14.2.1智慧工厂的概念模型229
14.2.2智慧工厂运作流程231
14.3智慧工厂的仿真模型232
14.3.1智慧工厂仿真的布局模型设计232
14.3.2智慧工厂的设备建模232
14.3.3智慧工厂的仿真235
14.4智慧工厂数字孪生239
14.4.1智慧工厂数字孪生模型239
14.4.2智慧工厂数字孪生的信息交互240
14.4.3智慧工厂数字孪生的实现242
14.5智慧工厂数字孪生运行控制244
小结与讨论246
习题246
参考文献248
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| 內容試閱：
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第2版前言
物流系统是指在一定的时间和空间里，由能够完成运输、存储、装卸搬运、包装、流通加工、配送及信息处理活动的若干要素构成的具有特定物流服务功能的有机整体。随着经济全球化和信息技术的发展，现代物流系统也越来越复杂，其构成要素及要素之间的关系错综复杂，通常很难用一种准确的数学模型来进行描述并加以分析，往往需要采用定性定量相结合的方法或采用计算机仿真的方法来进行处理。通过对物流系统的仿真，可以预演或再现物流系统的运行规律，对物流系统的规划、设计和运行中的科学管理与决策有重要的支持作用。物流系统仿真已成为研究物流系统的一种重要的方法和技术手段，在物流管理和物流工程领域中越来越重要。
作为物流管理系列教材之一，本书旨在让读者全面了解和掌握物流系统及仿真的概念、原理和方法，以及相关仿真工具。读者通过学习，不但能了解物流系统仿真的基本理论，而且能掌握仿真工具运用的技能并应用于实际物流系统的仿真。
目前有关物流系统仿真的书籍很多，一类主要是强调物流系统仿真的应用，介绍可视化物流系统仿真工具及在物流系统中的应用；另一类则是以介绍系统仿真原理和方法为主，同时穿插介绍物流系统仿真的案例，但两者没有很好地融合在一起。另外，在中国制造2025的大背景下，信息系统与物理系统逐渐融合，仿真技术的发展已经从纯粹的分析优化逐渐转变为可实时互动、反馈执行、科学指挥的集成决策支持工具，数字孪生的兴起正反映了这一时代发展潮流。数字孪生作为下一代建模、仿真和优化技术的新方向、新浪潮，建立了虚拟仿真系统和实际物理系统之间的实时信息交互和行为镜像，从而赋予了系统仿真更加丰富的科学内涵。
为主动适应新一轮科技革命与新工科建设的时代要求，本次改版在第1版的基础上作了大幅的修改和补充。在新版教材编写过程中，更加突出重基础、盯前沿的特点。内容编排上按照对象、方法、工具及案例的逻辑思路来组织，力图把物流系统对象、系统仿真原理及方法、物流系统可视化仿真方法及工具、物流系统仿真案例等内容循序渐进地有机融合起来。
在物流系统及仿真部分，着重概括一般物流系统的分类、特征、要素和结构，并对现代生产物流系统进行详细介绍，使读者对仿真对象能有深刻的认识。在第1版基础上，重点补充了系统仿真的框架模型（1.4.1节），从系统、模型、计算机三要素的角度阐述系统仿真，并通过系统建模、仿真建模和仿真实验将三者联系起来，让读者更深刻地理解系统仿真的本质。同时，在系统仿真的分类部分，增加了系统模型按照模型的时间集合和模型的状态变量两个不同维度进行分类的内容（1.4.2节），从而更加清晰、彻底地揭示连续系统仿真和离散事件系统仿真的本质区别。
在系统仿真原理与方法部分，着重介绍随机数产生、连续系统仿真、离散事件系统仿真、仿真输入数据分析及仿真输出数据分析等基本仿真原理和方法。在随机数产生部分，针对舍选法和离散的经验分布法这两种比较常用的方法，对方法过程描述和例子进行补充完善（3.3.2节和3.3.4节）；同时，考虑到蒙特卡罗方法在系统仿真、人工智能等领域的重要性，特别增加了蒙特卡罗方法的内容（3.5节）；在离散事件系统仿真部分，增加了离散事件系统建模方法阐述（5.2节），使内容体系更加完整。同时，补充和完善了下次事件时间推进机制的内容（5.3.2节），详细阐述了下次事件时间推进机制的原理以及仿真事件表的生成过程，为后面介绍事件调度法奠定基础；仿真输出数据分析部分，针对公用随机数法（7.3.1节），补充了随机数种子的概念阐述和例子，突出随机数产生这部分内容的实用性。
在物流系统可视化交互仿真方法和工具部分，主要介绍物流系统可视化交互仿真方法和物流系统可视化仿真工具Flexsim。考虑到数字孪生已经成为可视化交互仿真的发展前沿，新版教材着重补充了可视化交互仿真框架模型（8.3.1节）和面向对象的可视化交互仿真方法（8.3.2节），从方法论层面阐明可视化交互仿真的核心要素和基本原理，为数字孪生的建立提供理论指导；同时，为突出可视化仿真工具和可视化交互仿真方法之间的关联，在可视化仿真工具Flexsim的介绍中，增加了Flexsim模型体系的内容（9.2节）。另外，在Flexsim建模与仿真部分，增加了运用Flexsim进行建模仿真的步骤（9.3.1节），同时将第1版教材中第10章单服务台排队系统仿真的部分内容整合到单机器加工系统建模与仿真的案例中（9.3.2节），并大幅压缩和精简了对其他物流系统仿真工具的介绍（9.5节），从而使该章的重点更加突出、内容更加精炼。
物流系统仿真（第2版）第2版前言在物流系统仿真案例部分，所有案例都是紧密结合中国制造2025国家战略和智能制造的发展趋势，从实际的科研项目中精选、提炼而来。考虑到第1版教材中第10章单服务台排队系统仿真的内容过于简单和基础，新版教材案例部分删除了这一章内容，特别增加了摘果式拣选系统仿真（第10章）和智慧工厂仿真及数字孪生（第14章）的前沿内容。仿真案例内容由浅入深，由易到难，循序渐进地进行组织安排。案例设计充分体现了前面的基础理论和方法，又适当瞄准前沿，这样既适合于教学参考，也兼顾到科学研究的需要。
全书共由14章组成，其中第1～2章主要介绍物流系统基本概念，包括物流系统及仿真的基本原理和方法、现代生产物流系统及仿真的基本原理和方法；第3～7章主要介绍系统仿真原理及方法，包括随机数的产生（第3章）、连续系统仿真（第4章）、离散事件系统仿真（第5章）、仿真输入数据分析（第6章）及仿真输出数据分析与评价（第7章）；第8～9章主要介绍物流系统可视化交互仿真方法和工具，包括物流系统可视化交互仿真方法（第8章）、物流系统可视化仿真工具Flexsim（第9章）；第10～14章主要介绍利用Flexsim仿真平台进行物流系统仿真的5个典型案例，包括摘果式拣选系统仿真（第10章）、半导体晶圆制造生产线仿真（第11章）、港口集装箱物流系统仿真（第12章）、物流配送中心仿真（第13章）和智慧工厂仿真及数字孪生（第14章）。
全书的内容和结构由谢勇、王红卫构思和确定，第1章由王红卫和谢勇完成，第2、6、10、12～14章由谢勇完成，第3、7章由王红卫完成，第4、5、9章由王小平完成，第8、11章由祁超完成。全书由谢勇、王红卫统稿和修改，并得到了其他作者的大力支持和帮助。在物流系统仿真的案例设计和实现过程中，实验中心吴计生老师以及硕士研究生王丰园、聂丹颖、任建伟、肖可、邓晨等同学也做了大量的工作，在此表示衷心感谢。
为了使读者更好地学习和掌握本教材的基础理论知识和专业技能，本教材提供了配套的仿真程序源代码和Flexsim仿真视频集锦，读者可通过扫描下方二维码获取。同时，为方便教师教学，还提供了教学大纲、教学课件以及部分习题答案，授课教师可登录清华大学出版社网站（www.tup.tsinghua.edu.cn）本书页面进行身份认证及下载。在本书的编写过程中，编委会成员提出了一些宝贵的建议和意见，清华大学出版社给予了大力支持，在此表示衷心感谢。
由于作者的水平有限，本书一定还存在着许多不足之处，欢迎广大读者批评指正。
作者2020年4月于武汉喻家山
第1版前言 物流系统是指在一定的时间和空间里，由能够完成运输、存储、装卸搬运、包装、流通加工、配送及信息处理活动的若干要素构成的具有特定物流服务功能的有机整体。随着经济全球化和信息技术的发展，现代物流系统也越来越复杂，其构成要素及要素之间的关系错综复杂，通常很难用一种准确的数学模型来进行描述并加以分析，往往需要采用定性与定量相结合的方法或采用计算机仿真的方法来进行处理。通过对物流系统的仿真，可以预演或再现物流系统的运行规律，对物流系统的规划、设计和运行中的科学管理与决策有重要的支持作用。物流系统仿真已成为研究物流系统的一种重要的方法和技术手段，在物流管理和物流工程领域中显得越来越重要。
作为物流管理系列教材之一，本书旨在让读者全面了解和掌握物流系统及仿真的概念、原理和方法，以及相关仿真工具。读者通过学习，不但能了解物流系统仿真的基本理论，而且能掌握运用仿真工具的技能并应用于实际物流系统。
目前有关物流系统仿真的书籍很多，一类主要是强调物流系统仿真的应用，主要介绍可视化物流系统仿真工具及在物流系统中的应用；另一类则是以介绍系统仿真原理和方法为主，同时穿插介绍物流系统仿真的案例，但两者没有很好地融合在一起。
在本书的编写过程中，作者按物流系统、系统仿真原理、仿真工具及案例等内容进行组织，力图把物流系统、系统仿真原理及方法、可视化物流系统仿真工具及案例等三个方面的内容有机地融合在一起。在物流系统的阐述中，着重概括一般物流系统的分类、特征、要素和结构，并对现代生产物流系统进行详细的介绍，使读者对仿真对象能有深刻认识。在系统仿真原理的阐述中，除了介绍随机数产生、连续系统及离散事件系统仿真、仿真输入及输出分析方法等基本仿真原理和方法外，还着重介绍了可视化交互仿真方法，这样使仿真原理与仿真工具能够较好地衔接。仿真案例部分的案例都是从实际的科研项目中提炼和抽象出来的，并且由浅入深，由易到难，循序渐进地进行组织安排，案例的设计充分体现了前面的理论和方法，这样既适合于教学，也兼顾到研究的需要。
全书共13章，其中第1、2章主要介绍物流系统基本概念，包括物流系统及仿真的基本原理和方法、现代生产物流系统及仿真的基本原理和方法；第3～8章主要介绍了系统仿真原理及方法，包括随机数的产生（第3章）、连续系统及离散事件系统仿真（第4、5章）、仿真输入及输出分析方法（第6、7章）和物流系统可视化交互仿真（第8章）；第9～13章主要介绍可视化物流系统仿真工具及案例，第9章主要介绍了几种主流的物流系统仿真工具，包括Flexsim、Witness、Arena、Extend等软件，第10～13章给出了利用Flexsim仿真平台进行物流系统仿真的4个典型案例，包括单服务台排队系统仿真（第10章）、半导体晶圆制造生产线仿真（第11章）、港口集装箱物流系统仿真（第12章）和物流配送中心仿真（第13章）。
全书的内容和结构由王红卫构思和确定，第1章由王红卫和谢勇编写，王红卫编写第3、7章，谢勇编写第2、6、12、13章，王小平编写第4、5、9、10章，祁超编写第8、11章。全书由王红卫统稿和修改。在物流系统仿真的案例设计中，吴颖、涂琰、姚刘芳等研究生也做了大量的工作，在此表示衷心的感谢。
物流系统仿真（第2版）第1版前言在本书的编写过程中，编委会成员提出了一些宝贵的建议和意见，清华大学出版社给予了大力的支持，在此表示衷心的感谢。
因为作者的水平有限，本书一定还存在着许多不足之处，欢迎广大读者批评指正。
作者
2008年10月于武汉喻家山
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