显然，制造系统的性能受多方面因素的影响，如系统结构与参数、原材料供应、市场与客户需求等。随着经济全球化的扩大，企业间的竞争日益激烈，交货日期、产品质量、生产时间、生产成本以及服务水平等成为企业间竞争力的主要表现方式和追求目标。目标的实现很大程度上依赖于制造系统的性能，因此，为提高企业竞争力，有必要优化和提高制造系统的性能。

1.1.2  制造系统建模仿真的基本概念

如前所述，制造系统是一类加工和处理系统，为提高制造系统的性能，通常采用建模与仿真技术来分析、评价和优化系统。系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。与运筹学优化模型等模型相比，仿真模型不需要对系统做过多的简化，能更真实的反映系统的机构和性能特征。系统优化后，不仅能得到优化结果，而且还可以再现动态的仿真运行过程。目前仿真技术已经广泛应用在开发产品和研制制造系统的过程中，成为评价系统设计方案、优化设计参数以及制定调度策略等的有效工具。

对于制造企业而言，建模仿真技术有利于提高产品及制造系统的开发质量，在产品或制造系统未开发出来之前，研究系统在各种工作环境的表现，以保证系统具有良好的综合性能。建模仿真技术还有利于缩短产品开发周期和降低产品及制造系统的开发成本，为企业提高竞争力。采用数字化仿真技术，通过模拟再现系统运行的真实情况，使工作人员接受全面系统的培训，不仅降低了成本，也能获得较好的培训效果。

对于制造系统而言，仿真技术可以用于开发新的制造系统，帮助设计和改造制造系统的物理布局、优化物料搬运系统，减少制造系统的占地面积、提高制造系统的运行效率。仿真技术也可以用于评价员工的工作效率、加工设备的运营状况，提出合理的规则、决策及运算，以改进生产调度、库存和物流搬运系统的效率；仿真技术可以为仓库、配送中心等物流设施的优化提供技术支持；仿真技术可以用来控制和减少在制品数量，降低库存水平，减少库存成本，实现准时生产或按订单生产；仿真技术还用来发现制造系统的瓶颈工位，寻找影响制造系统性能提升的约束条件，并通过去除瓶颈或消除约束改善和提高制造系统性能。

对于设计中或尚不存在的系统，由于先验知识和已知数据非常有限，一般需要根据类似或已有的系统做出假设。因此，开始建模时，模型应尽可能简单。随着对系统特性了解的逐步深入，再不断完善模型，以便更准确地反映系统实际。

1.1.3  制造系统建模仿真基本步骤

为分析实际制造系统的性能特性，提高企业的竞争力，对制造系统进行建模仿真。制造系统建模仿真总体上分为系统分析、数学模型、仿真建模、仿真试验、仿真结果分析及建模确认等步骤，以下简要分析各步骤的基本功能。

(1) 问题定义

 制造系统建模与仿真的应用是源于制造系统研发需求。因此，首先要明确制造系统的结构、参数和功能等，划定制造系统的运行环境和操作范围，找出关键问题的主特征，对制造系统所研究的内容做准确的判断和定位。

(2) 制定研究目标和实现计划

 目标是制造系统所有步骤的导向。研究目标决定了应该做出什么样的假设、收集那些信息和数据，同时包括如何是制造系统的性能最好、产量最高、成本最低、效率最高、资源消耗最小等。最重要的是，目标需要清楚、明确和切实可行。制造系统的实现计划具体有技术方案、技术路线、时间安排、成本预算、软硬件条件以及人员配置等。