三、伽马分布(Gamma

3.1 伽马分布数学特征

一个随机变量X服从参数为的伽马分布,若其pdf具有如下形式:

其中称为形状参数,称为比例参数,称为伽马函数。

对于所有的>0,伽马函数的定义如下:

通过对上式进行分布积分,可以获得伽马分布的一个重要性质:

如果是一个整数,则可以得到

因此,伽马函数可以看作是对阶乘概念的广义化,它是对所有正实数而言的,不局限于整数。

伽马分布的均值和方差是

       

伽马分布的cdf如下:

 

1=1时,=1234的伽玛分布pdf曲线

其中越大,曲线的凸起部分越高。

2=2时,=1234的伽玛分布pdf曲线

其中越大,曲线的凸起部分越高,或者变量的取值越集中。

3.2 Witness伽马分布函数GAMMA()

该函数提供服从γ分布的样本值,返回值为实数。

语法规则:

GAMMA(Shape, Scale, prns)

参数:

Shape:形状参数,实数;

Scale:比例参数,实数;

Prns:为随机数流,整数。

函数调用示例:

R = GAMMA(2.0,1.0,42)

适用情况:

机器出故障的时间间隔。

 

四、埃尔朗分布(Erlang

4.1 埃尔朗分布数学特征

=1时,伽马分布就是指数分布;当=k为正整数时,伽马分布就是k阶埃尔朗分布。

4.2 Witness埃尔朗分布函数ERLANG()

该函数提供服从K阶爱尔朗分布的样本值,返回值为实数。爱尔朗分布是一个分布函数族:其分布曲线随着K值的不同而有所不同。

K=1时,爱尔朗分布同负指数分布相似,因为爱尔朗分布是K个具有相同均值的负指数分布的样本值之和;

K=2时,爱尔朗分布的形状象钟铃形,极度向左倾斜,同对数正态分布的分布形态相似;

K取大于的值时,爱尔朗分布又同正态分布相似,但是,同对数正态分布和正态分布又有所不同,爱尔朗分布仅同均值有关,而同标准差无关;

可以通过改变爱尔朗分布中的K值来进行灵敏度分析,例如检测物料短缺的影响。

语法结构:

ERLANG(MKprns)

参数:

M:均值,实数;

KK值,整数;

Prns:为随机数流,整数。

分布曲线:

当均值M=1,而K值分别为123时,函数的分布曲线如 下图所示。

                    

函数调用示例:

    R = ERLANG(1.0,1,1)

R = ERLANG(1.0,2,2)

R = ERLANG(1.0,3,3)

适用情况:

完成一项服务所需的时间,例如:完成一名顾客的服务时间或修理好一台机器的时间。

五、正态分布(Normal

5.1 正态分布数学特征

一个均值为,方差为>0的随机变量X具有正态分布,当其pdf如下式所示。

正态分布N[05]N[010]N[45]N[410]pdf曲线如下:

其中取值集中的曲线方差小,取值分散的曲线方差大。

5.2 Witness正态分布函数NORMAL()

该函数提供服从正态分布的样本值,返回值为实数。该函数是应用最为广泛的一种分布,分布曲线关于均值对称的,经常运用于工作时间围绕均值波动的随机情况。

语法结构:

NORMALMeanSDprns

参数:

    Mean: 分布均值,实数;

SD:标准差,实数;

Prns:为随机数流,整数。

函数调用示例:

X = NORMAL (10.0,3.0,1)

X = NORMAL (5.0,2,2)

适用情况:

机器加工时间等。

注:

从图上可以看出,有95%的随机数据落在两倍标准差之内;如果标准差的数值越小,则数据对均值的波动性就越小。

正态分布可能会产生负的值,所以在使用它作为时间间隔的随机变量时,要特别小心。

5.3 Witness函数截断正态分布TNORMAL()

该函数提供服从截断正态分布的样本值,返回值为实数。它同正态分布及其相似,不同之处在于它指定了样本值的最大值和最小值,而正态分布的最大值和最小值为无穷大。

语法结构:

TNORMAL(Mean, SD, Min, Max, prns)

参数:

Mean:均值,实数;

SD:标准差,实数;

Min:最小值,实数;

Max:最大值,实数;

Prns:为随机数流,整数。

分布曲线:

在指定参数mean=0.0, SD=6.0, Min=-4.0, Max=+4.0时,其分布曲线如下:

函数调用示例:

R = TNORMAL(0.0,6.0,-4.0,4.0,43)

适用情况:

    一些服从正态分布的随机变量,但是很明显,它又不会出现在无穷大于无穷小处,例如服务时间不可能为负值。

六、威布尔分布(Weibull

6.1 威布尔分布数学特征

随机变量X具有威布尔分布,当其pdf形式如下:

威布尔分布的3个参数是位置参数、比例参数和形状参数

时的威布尔分布pdf曲线

其中随着增大,曲线的凸起点增高。

时的威布尔分布pdf曲线

随着位置参数的增大,曲线逐渐平坦,变量取值逐渐分散。

6.2 Witness威布尔分布函数WEIBULL()

该函数提供服从威布尔分布的样本值,返回值为实数。根据指定的形状和比例参数返回随机样本值。

语法结构:

WEIBULLshapescaleprns

参数:

shape:形状参数,实数;

scale:比例参数,实数;

Prns:为随机数流,整数。

函数调用示例:

R = WEIBULL(2.0,1.0,43)

适用情况:

可靠性建模。