生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真與建模課程設(shè)計(jì) 多產(chǎn)品離散型.doc

中北大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： 多產(chǎn)品離散型流水作業(yè)線系統(tǒng)仿真 指導(dǎo)教師： 2016年 06 月17日 目錄1、課程設(shè)計(jì)步驟4 1.1模型建立4 1.2參數(shù)設(shè)置5 1.3 模型運(yùn)行10 1.4模型優(yōu)化10 1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)112、總結(jié)123、參考文獻(xiàn)13 生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計(jì)題目1. 題目運(yùn)用Flexsim軟件進(jìn)行的多產(chǎn)品離散型流水作業(yè)線系統(tǒng)仿真2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)描述與系統(tǒng)參數(shù)：（1）一個(gè)流水加工生產(chǎn)線，不考慮其流程間的空間運(yùn)輸。（2）有三類工件A，B，C分別以正態(tài)分布、均勻分布和三角分布的時(shí)間間隔進(jìn)入系統(tǒng)，A進(jìn)入隊(duì)列Q1, B進(jìn)入隊(duì)列Q2，C進(jìn)入隊(duì)列Q3等待檢驗(yàn)。（按學(xué)號(hào)最后位數(shù)對(duì)應(yīng)的仿真參數(shù)設(shè)置按照下表進(jìn)行）參數(shù)學(xué)號(hào)0123456789A正態(tài)分布參數(shù)（10，1）（11，2）（12，3）（13，1）（14，2）（15，3）（16，1）（17，2）（18，3）（19，1）B均勻分布參數(shù)（10，20）（11，20）（12，20）（12，20）（11，18）（10，20）（11，20）（10，18）（11，20）（12，18）C三角分布參數(shù)(9,11,13)(10,14,16)(8,10,12)(12,14,15)(12,14,17)(7,9,13)(11,13,15)(13,15,16)(10,14,16)(12,14,17) （3）操作工人labor1對(duì)A進(jìn)行檢驗(yàn)，每件檢驗(yàn)用時(shí)2分鐘，操作工人labor2對(duì)B進(jìn)行檢驗(yàn)，每件檢驗(yàn)用時(shí)2分鐘，操作工人labor3對(duì)C進(jìn)行檢驗(yàn)，每件檢驗(yàn)用時(shí)3.5分鐘。（4）不合格的工件廢棄，離開(kāi)系統(tǒng)；合格的工件送往后續(xù)加工工序，A的合格率為65%，B的合格率為95%，C的合格率為85%，（5）工件A送往機(jī)器M1加工，如需等待，則在Q4隊(duì)列中等待；B送往機(jī)器M2加工，如需等待，則在Q5隊(duì)列中等待。C送往機(jī)器M3加工，如需等待，則在Q6隊(duì)列中等待。（6）A在機(jī)器M1上的加工時(shí)間；B在機(jī)器M2上的加工時(shí)間，C在機(jī)器M3上的加工時(shí)間，按照下表對(duì)應(yīng)進(jìn)行。 （學(xué)號(hào)首位數(shù)對(duì)應(yīng)的仿真參數(shù)設(shè)置按照下表進(jìn)行） 參數(shù)學(xué)號(hào)012345A對(duì)數(shù)正態(tài)分布參數(shù)（5，1）（5，2）（6，3）（6，1）（6，2）（7，3）B對(duì)數(shù)正態(tài)分布參數(shù)（10，2）（11，1）（12，2）（9，2）（8，2）（13，2）C對(duì)數(shù)正態(tài)分布參數(shù)（7，2）（10，1）（8，1）（7，2）（9，1）（6，2） （7）一個(gè)A、一個(gè)B和一個(gè)C在機(jī)器M4上裝配成產(chǎn)品，需時(shí)為正態(tài)分布（5，1）分鐘，裝配完成后離開(kāi)系統(tǒng)。（8）如裝配機(jī)器忙，則A在隊(duì)列Q7中等待，B在隊(duì)列Q8中等待，C在隊(duì)列Q9中等待。（9）連續(xù)仿真一天的系統(tǒng)運(yùn)行情況，每個(gè)隊(duì)列最大容量為1000。3. 課程設(shè)計(jì)要求根據(jù)上述系統(tǒng)描述和系統(tǒng)參數(shù)，應(yīng)用Witness仿真軟件建立仿真模型并運(yùn)行，查看仿真結(jié)果，分析各種設(shè)備的利用情況，發(fā)現(xiàn)加工系統(tǒng)中的生產(chǎn)能力不平衡問(wèn)題，然后改變加工系統(tǒng)的加工能力配置（改變機(jī)器數(shù)量或者更換不同生產(chǎn)能力的機(jī)器），查看結(jié)果的變化情況，確定系統(tǒng)設(shè)備的最優(yōu)配置。 （1）每位同學(xué)必須獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)照學(xué)號(hào)最后一位選擇參數(shù)，不得抄襲或找人代做，否則成績(jī)以不及格記。（2）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)必須包括必要的文字描述、模型流程圖、系統(tǒng)建立與運(yùn)行過(guò)程中各環(huán)節(jié)的截圖、模型代碼和Excel格式的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告。其中截圖主要包括模型建立、主要參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)運(yùn)行、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的截圖。（3）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的裝訂順序依次為封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。311課程設(shè)計(jì)步驟1.1模型建立 根據(jù)系統(tǒng)描述，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析，建正確的模型。在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體欄中選擇正確的實(shí)體，將其拖拽到正確的位置即可?？稍O(shè)置一個(gè)發(fā)生器，在創(chuàng)建出發(fā)中設(shè)置工件A、B、C，九個(gè)暫存區(qū)用來(lái)存放等待的工件，一個(gè)暫存區(qū)存放已經(jīng)加工完成的成品。處理器一共有六臺(tái)，三臺(tái)用來(lái)檢驗(yàn)工件是否合格，另外三臺(tái)用來(lái)加工工件。一個(gè)吸收器用來(lái)儲(chǔ)存廢品。一臺(tái)合成器用來(lái)裝配產(chǎn)品。實(shí)體建立完成后，下一步是根據(jù)臨時(shí)實(shí)體的路徑連接端口。連接過(guò)程是：按住“A” 鍵，然后用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊發(fā)生器并拖曳到暫存區(qū)，再釋放鼠標(biāo)鍵。模型建立如圖1.1所示 圖1.1建立模型1.2 參數(shù)設(shè)置 參數(shù)設(shè)置是對(duì)模型中的各實(shí)體參數(shù)按照系統(tǒng)描述所示進(jìn)行設(shè)置。雙擊標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體，就彈出其參數(shù)設(shè)置窗口，在窗口中根據(jù)系統(tǒng)描述選擇正確選項(xiàng)后點(diǎn)確定即可。 （1） 發(fā)生器1的參數(shù)設(shè)置如下：時(shí)間間隔為A正態(tài)分布（11，2）分鐘，B均勻分布（11，20),C三角分布（10，14，16），如圖1.1所示，設(shè)置臨時(shí)實(shí)體流表示工件離開(kāi)分為三種，如圖1.2，工件離開(kāi)由不同顏色表示不同工件，通過(guò)觸發(fā)器中創(chuàng)建觸發(fā)設(shè)置，A黃色，B紅色，C綠色。如圖1.3 圖1.1工件發(fā)生器設(shè)置 圖1.2工件臨時(shí)實(shí)體流設(shè)置 圖1.3工件觸發(fā)器設(shè)置 （2）九個(gè)暫存區(qū)參數(shù)一致，最大容量為1000 。如圖1.4所示： 圖1.4暫存區(qū)的設(shè)置（3）處理器的1參數(shù)設(shè)置，操作工人1對(duì)A檢驗(yàn)用時(shí)2分鐘，操作工人2對(duì)B檢驗(yàn)用時(shí)2分鐘，操作工人3對(duì)C檢驗(yàn)，用時(shí)3.5分鐘。如圖1.5。不合格的工件廢棄，輸送至吸收器；合格的工件送往后續(xù)加工工序，A的合格率為65%，在臨時(shí)實(shí)體流中設(shè)置，如圖1.6。B的合格率為95%，設(shè)置如圖1.7 。C的合格率為85%，設(shè)置如圖1.8 。 圖 1.5檢驗(yàn)1處理器設(shè)置 圖 1.6檢驗(yàn)1的輸出設(shè)置 圖1.7檢驗(yàn)2的輸出設(shè)置 圖1.8檢驗(yàn)3的輸出設(shè)置（4）不合格廢品輸送到吸收器，設(shè)置如圖1.9所示: 圖1.9吸收器的設(shè)置（5）對(duì)加工機(jī)器進(jìn)行設(shè)置，A在機(jī)器M1上的加工時(shí)間對(duì)數(shù)正態(tài)分布（5，2），如圖1.10；B在機(jī)器M2上的加工時(shí)間對(duì)數(shù)正態(tài)分布（11，1），如圖1.11，C在機(jī)器M3上的加工時(shí)間對(duì)數(shù)正態(tài)分布（10，1），如圖1.12。 圖1.10機(jī)器M1的處理器設(shè)置 圖1.11機(jī)器M2 的的處理器設(shè)置 圖1.12機(jī)器M3的處理器設(shè)置（6）對(duì)裝配的合成器進(jìn)行設(shè)置，需時(shí)為正態(tài)分布（5，1）分鐘，如圖1.13。成品設(shè)置成藍(lán)色，設(shè)置如圖1.14.裝配完成后離開(kāi)系統(tǒng)至?xí)捍鎱^(qū)20. 圖1.13裝配器M4的設(shè)置 圖1.14裝配器M4的設(shè)置1.3模型運(yùn)行 設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行一天，1440分鐘，運(yùn)行情況如圖1.15所示。加工完成工件暫存在暫存區(qū)20內(nèi)，完成28個(gè)；Q8、Q9均處于等待狀態(tài)，Q8有14個(gè)工件在排隊(duì)，Q9有5個(gè)工件排隊(duì)。 圖1.15模型運(yùn)行1.4 模型優(yōu)化觀察運(yùn)行結(jié)果，發(fā)現(xiàn)工件A生產(chǎn)速度較B、C慢，導(dǎo)致裝配機(jī)M4工作時(shí)，Q8、Q9常處于等待狀態(tài)。提高A生產(chǎn)速度，可調(diào)整工件A的進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間間隔。將工件A 進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間正態(tài)分布（11.2）改為（10，2），可提高生產(chǎn)速度。1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)將運(yùn)行結(jié)果生成excel報(bào)告，如表1.1所示 表1.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 2、總結(jié) 在這次課程設(shè)計(jì)中，使用Flexsim軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真建模，F(xiàn)lexsim軟件模型為3D形式，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)更加直觀形象，中文版本使操作更加簡(jiǎn)單。在建立模型中，發(fā)生器可通過(guò)發(fā)生器選項(xiàng)設(shè)置到達(dá)時(shí)間，通過(guò)臨時(shí)實(shí)體流選項(xiàng)卡設(shè)置輸出，通過(guò)觸發(fā)器選項(xiàng)卡設(shè)置輸出時(shí)不同實(shí)體的狀態(tài)。處理器可通過(guò)臨時(shí)實(shí)體流設(shè)置輸出，觸發(fā)器設(shè)置不同實(shí)體狀態(tài)。生成數(shù)據(jù)為EXCEL表格模式，方面操作，直觀形象。系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)由于工件A加工速度慢，導(dǎo)致Q8.Q9中的工件B、C處于等待狀態(tài)，拖慢系統(tǒng)速度?？赏ㄟ^(guò)改變A的到達(dá)時(shí)間或增加加工A的機(jī)器改進(jìn)。 參考文獻(xiàn)1 張曉萍,劉玉坤主編. 系統(tǒng)仿真軟件Flexsim 3.0實(shí)用教程. 北京：清華大學(xué)出版社。2 張曉萍，石偉，劉玉坤主編. 物流系統(tǒng)仿真. 北京：清華大學(xué)出版社。 生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計(jì)題目1. 題目運(yùn)用witness軟件進(jìn)行的多產(chǎn)品離散型流水作業(yè)線系統(tǒng)仿真2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)描述與系統(tǒng)參數(shù)：（1）一個(gè)流水加工生產(chǎn)線，不考慮其流程間的空間運(yùn)輸。（2）有兩類類工件A，B分別以正態(tài)分布（11，2）、三角分布（10，14，16）的時(shí)間間隔進(jìn)入系統(tǒng)，A進(jìn)入隊(duì)列Q1， B進(jìn)入隊(duì)列Q2等待檢驗(yàn)。（3）操作工人labor1對(duì)A進(jìn)行檢驗(yàn)，每件檢驗(yàn)用時(shí)2分鐘，操作工人labor2對(duì)B進(jìn)行檢驗(yàn)，每件檢驗(yàn)用時(shí)2分鐘。（4）不合格的工件廢棄，離開(kāi)系統(tǒng)；合格的工件送往后續(xù)加工工序，A的合格率為85%，B的合格率為95%。（5）工件A送往機(jī)器M1加工，如需等待，則在Q3隊(duì)列中等待；B送往機(jī)器M2加工，如需等待，則在Q4隊(duì)列中等待。（6）A在機(jī)器M1上的加工時(shí)間（5.2）；B在機(jī)器M2上的加工時(shí)間（11，1）。（7）一個(gè)A、一個(gè)B在機(jī)器M3上裝配成產(chǎn)品，需時(shí)為正態(tài)分布（7，2）分鐘，裝配完成后離開(kāi)系統(tǒng)。（8）如裝配機(jī)器忙，則A在隊(duì)列Q5中等待，B在隊(duì)列Q6中等待。（9）連續(xù)仿真一天的系統(tǒng)運(yùn)行情況，每個(gè)隊(duì)列最大容量為1000。 目錄1、元素的定義162、模型的建立16 2.1 初步建立模型16 2.2 零件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)173、模型的運(yùn)行214、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)215、模型的改進(jìn)226、總結(jié)227、參考文獻(xiàn)23 1.元素的定義元素名稱類型數(shù)量說(shuō)明GJ1Part1零件GJ2Part1零件 M1Machine1機(jī)器1 M2Machine1機(jī)器2 M3Machine1機(jī)器3 Labor1Machine1檢驗(yàn)員1 Labor2Machine1檢驗(yàn)員2 Q1Buffer1緩沖區(qū) Q2Buffer1緩沖區(qū) Q3Buffer1緩沖區(qū) Q4Buffer1緩沖區(qū) Q5Buffer1緩沖區(qū) Q6Buffer1緩沖區(qū)2、模型的建立2.1 初步建立模型如圖2.1所示，建立模型，并對(duì)元素可視化設(shè)置。 圖2.1建立模型 2.2 零件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) （1）GJ1到達(dá)時(shí)間間隔正態(tài)分布（11，2）、如圖2.2。輸出到Q1，如圖2.3 。GJ2到達(dá)時(shí)間間隔三角分布（10，14，16），如圖 2.4，輸出到Q2，如圖2.5 圖2.2 GJ1的設(shè)置 圖2.2 GJ1輸出設(shè)置 圖2.3 GJ2的設(shè)置 圖2.4 GJ2的輸出設(shè)置 (2)對(duì)檢驗(yàn)工人1進(jìn)行設(shè)置，加工時(shí)間為2分鐘，如圖2.5。合格率為85%，輸入輸出規(guī)則如圖2.6. 檢驗(yàn)工人2加工時(shí)間為2分鐘，設(shè)置如圖2.7，合格率為95% ，輸入輸出如圖2.8 。不合格工件離開(kāi)系統(tǒng)，輸出到ship。 圖 2.5 工人1的設(shè)置 圖 2.6 工人1的輸入輸出設(shè)置 圖2.7 工人2的設(shè)置 圖2. 8 工人2的輸入輸出設(shè)置 （3）對(duì)加工機(jī)器進(jìn)行設(shè)置，A在機(jī)器M1上的加工時(shí)間（5.2）；如圖2.9，輸入輸出設(shè)置如圖2.10。B在機(jī)器M2上的加工時(shí)間（11，1），如圖2.11，輸入輸出如圖2.12 圖2.9 M1的細(xì)節(jié)設(shè)置 圖2.10M1輸入輸出設(shè)置 圖2.11 M2的細(xì)節(jié)設(shè)置 圖2.12 M2的輸入輸出設(shè)置 （4）對(duì)裝配機(jī)器M3進(jìn)行設(shè)置。一個(gè)A、一個(gè)B在機(jī)器M3上裝配成產(chǎn)品，需時(shí)為正態(tài)分布（7，2）分鐘，設(shè)置如圖2.11 。裝配完成后離開(kāi)系統(tǒng)，輸出到ship，如圖2.12。 圖2.11 M3的細(xì)節(jié)設(shè)置 圖2.12 M3的輸入輸出設(shè)置（5）對(duì)隊(duì)列Q進(jìn)行設(shè)置，最大容量為1000，如圖2.13。 圖 2.13 隊(duì)列的設(shè)置 3.模型的運(yùn)行模型運(yùn)行情況如圖3.1.。黃色方塊表示空閑，綠色表示忙。運(yùn)行一天1440分鐘后，工人1、2均處于空閑狀態(tài)，加工M1空閑，M2忙，Q5有等待工件8個(gè)，裝配M3忙。 圖3.1模型運(yùn)行4.數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)全選模型，點(diǎn)擊菜單reports中的statistics，生成數(shù)據(jù)表格，如表4.1。生成圖表如表4.2 表4.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 表4.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的分布圖 5.模型的改進(jìn) 根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，機(jī)器的空閑率較高，尤其是Labor1和labor2 的繁忙程度低，導(dǎo)致生產(chǎn)力不平衡以及生產(chǎn)率低下，故對(duì)系統(tǒng)的以下參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：調(diào)整機(jī)器的加工時(shí)間，使得機(jī)器A在機(jī)器M1上的加工時(shí)間為正態(tài)分布（18,1），B在M2上的加工時(shí)間為正態(tài)分布（20,2）,一個(gè)A和一個(gè)B在機(jī)器M3上