witness仿真系統(tǒng)

1、三、三、WitnessWitness隨機分布函數(shù)隨機分布函數(shù) WITNESS WITNESS 提供了提供了14 14 種整型或?qū)崝?shù)型的標準隨機分布函數(shù)，種整型或?qū)崝?shù)型的標準隨機分布函數(shù)， 它們能返回一系列理論分布的隨機樣本值。它們能返回一系列理論分布的隨機樣本值。WITNESS WITNESS 提供提供 了如下了如下14 14 種標準隨機分布函數(shù)：種標準隨機分布函數(shù)： （1 1）BETA BETA 分布；分布； （2 2） NORMAL NORMAL 正態(tài)分布；正態(tài)分布； （3 3）BINOMIAL BINOMIAL 二項分布；（二項分布；（4 4）POISSON POISSON 泊松分布；泊

2、松分布； （5 5）ERLANG ERLANG 愛爾朗分布愛爾朗分布 （6 6）RANDOM 0-1 RANDOM 0-1 均勻分布；均勻分布； （7 7）GAMMA GAMMA 分布；分布； （8 8）TNORMAL TNORMAL 截斷正態(tài)分布截斷正態(tài)分布 （9 9）IUNIFORM IUNIFORM 整數(shù)均勻分布整數(shù)均勻分布 （1010）TRIANGLE TRIANGLE 三角分布；三角分布； （1111）LOGNORML LOGNORML 對數(shù)正態(tài)分布（對數(shù)正態(tài)分布（1212）UNIFORM UNIFORM 均勻分布；均勻分布； （1313）NEGEXP NEGEXP 負指數(shù)分布；負指

3、數(shù)分布； （1414）WEIBULL WEIBULL 威伯爾分布威伯爾分布 Witness Witness提供了四種類型的變量提供了四種類型的變量: :整型、實型、名型、整型、實型、名型、 字符型。字符型。 四、四、witnesswitness程序三種基本結(jié)構(gòu)程序三種基本結(jié)構(gòu) 1 1、順序結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu) l順序結(jié)構(gòu)是在程序執(zhí)行時，根據(jù)程序中語句的書寫順順序結(jié)構(gòu)是在程序執(zhí)行時，根據(jù)程序中語句的書寫順 序依次執(zhí)行的命令序列。序依次執(zhí)行的命令序列。 2 2、分支結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu) l分支結(jié)構(gòu)是在程序執(zhí)行時，根據(jù)不同的條件，選擇執(zhí)分支結(jié)構(gòu)是在程序執(zhí)行時，根據(jù)不同的條件，選擇執(zhí) 行不同的程序語句，用來解決有

4、選擇、有轉(zhuǎn)移的諸多行不同的程序語句，用來解決有選擇、有轉(zhuǎn)移的諸多 問題。問題。 3 3、循環(huán)結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu) l允許有限次重復執(zhí)行某一特定的程序。允許有限次重復執(zhí)行某一特定的程序。 分支結(jié)構(gòu)有單向分支和多向分支語法結(jié)構(gòu)，分別如下：分支結(jié)構(gòu)有單向分支和多向分支語法結(jié)構(gòu)，分別如下： （1 1） 單向分支，也叫簡單分支結(jié)構(gòu)單向分支，也叫簡單分支結(jié)構(gòu) IF IF ENDIFENDIF （2 2） 多向分支，也叫復雜分支結(jié)構(gòu)多向分支，也叫復雜分支結(jié)構(gòu) IF IF 1 1 ELSEELSE 2 ENDIFENDIF l（3 3）使用分支語句應注意的幾點）使用分支語句應注意的幾點: : a IFa IF EN

5、DIF ENDIF 必須配對使用；必須配對使用； b b條件表達式條件表達式可以是各種表達式或函數(shù)的組合，其可以是各種表達式或函數(shù)的組合，其 值必須是邏輯值；值必須是邏輯值； c c命令行序列命令行序列可以由一個或多個命令組成，也可以可以由一個或多個命令組成，也可以 是條件控制語句組成的嵌套結(jié)構(gòu)。是條件控制語句組成的嵌套結(jié)構(gòu)。 l示例示例 IF (water_level = 0) AND (water_level = 0) AND (water_level 5) AND (water_level 5) AND (water_level = 10) PRINT The level in the

6、water tank is normal PRINT The level in the water tank is normal ELSEELSE PRINT The level in the water tank is high PRINT The level in the water tank is high ENDIFENDIF 循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu) （1 1）計數(shù)型循環(huán)）計數(shù)型循環(huán) 基本語法如下：基本語法如下： FOR FOR循環(huán)變量循環(huán)變量循環(huán)變量初值循環(huán)變量初值TOTO 循環(huán)變量終值循環(huán)變量終值 STEPSTEP循環(huán)變量步循環(huán)變量步 長長 命令行序列命令行序列 NEXT NEXT 例：

7、例： NUMBER_FOUND = 0 NUMBER_FOUND = 0 FOR BUFFER_INDEX = 1 to NPARTS(STORE(1) FOR BUFFER_INDEX = 1 to NPARTS(STORE(1) IF STORE(1) at BUFFER_INDEX:color=red IF STORE(1) at BUFFER_INDEX:color=red NUMBER_FOUND = NUMBER_FOUND + 1 NUMBER_FOUND = NUMBER_FOUND + 1 ENDIF ENDIF NEXT NEXT 這段程序用來統(tǒng)計緩沖區(qū)這段程序用來統(tǒng)計緩沖

8、區(qū) store(1)store(1)中顏色為紅中顏色為紅 色的部件的數(shù)量。色的部件的數(shù)量。BUFFER_INDEX BUFFER_INDEX 是循環(huán)變量；是循環(huán)變量； NPARTS(STORE(1)NPARTS(STORE(1)函數(shù)計算緩沖區(qū)函數(shù)計算緩沖區(qū) STORE(1)STORE(1)中的部中的部 件數(shù)量；件數(shù)量；IF IF 分支用來判斷分支用來判斷 STORE(1)STORE(1)中排于第中排于第 BUFFER_INDEX BUFFER_INDEX 位置的部件的屬性位置的部件的屬性 color color 是否等于是否等于 “redred” （2 2）“當當”型循環(huán)型循環(huán) 語法結(jié)構(gòu)：語法

9、結(jié)構(gòu)： WHILE WHILE ENDWHILEENDWHILE 注：注：ENDWHILE ENDWHILE 可以縮寫為可以縮寫為ENDEND。 語句功能：語句功能： 當當 為真時，一直執(zhí)行為真時，一直執(zhí)行 ，直到，直到 為假時，循環(huán)結(jié)束。示例：為假時，循環(huán)結(jié)束。示例： WHILE NPARTS(STOCK) 90WHILE NPARTS(STOCK) 90 PRINT Warning! The STOCK buffer is nearly PRINT Warning! The STOCK buffer is nearly full.full. ENDWHILEENDWHILE 使用循環(huán)語句時

10、應注意的幾點使用循環(huán)語句時應注意的幾點 l WHILE WHILE 和和ENDWHILEENDWHILE、FOR FOR 和和NEXT NEXT 必須配對使用。必須配對使用。 l命令行序列命令行序列可以是任何可以是任何WITNESS WITNESS 的命令或語的命令或語 句，也可以是循環(huán)語句，即可以嵌套為多重循環(huán)。句，也可以是循環(huán)語句，即可以嵌套為多重循環(huán)。 五、五、 WitnessWitness常用系統(tǒng)函數(shù)常用系統(tǒng)函數(shù) 1 1、數(shù)字函數(shù)、數(shù)字函數(shù) AbsAbs（R R） AmaxAmax（R1R1，R2R2，R3R3，RnRn） 2 2、轉(zhuǎn)換函數(shù)、轉(zhuǎn)換函數(shù) ChrChr（I I） Float

11、Float（I I） StrStr（R or IR or I） StrstrStrstr（SaSa，SbSb） LeftstrLeftstr（S S，N N） 3 3、模型交互對話函數(shù)、模型交互對話函數(shù) MsgdlgMsgdlg（titletitle，icon_idicon_id，dialog_textdialog_text，button_textbutton_text， default_buttondefault_button）用來產(chǎn)生一個消息框。）用來產(chǎn)生一個消息框。 title title ： 字符串型，用來產(chǎn)生消息框的標題；字符串型，用來產(chǎn)生消息框的標題； icon_id icon_i

12、d 整數(shù)型，用來標記消息框的類型。若整數(shù)型，用來標記消息框的類型。若 icon_id=0icon_id=0， 則消息框無任何圖標；若則消息框無任何圖標；若 icon_id=1icon_id=1，則消息框的圖標為，則消息框的圖標為 “StopStop”型；若型；若 icon_id=2icon_id=2，則消息框的圖標為，則消息框的圖標為 “QuestionQuestion”型；若型；若 icon_id=3icon_id=3，則消息框的圖標為，則消息框的圖標為 “WarningWarning”型；若型；若 icon_id=4icon_id=4，則消息框的圖標為，則消息框的圖標為 “Informat

13、ionInformation”型；型； dialog_text dialog_text 字符串型，在消息框中要顯示的文本；字符串型，在消息框中要顯示的文本； button_text button_text 字符串型，消息框中按鈕的顯示文本。一個字符串型，消息框中按鈕的顯示文本。一個 消息框中至多有消息框中至多有 4 4個按鈕，每個按鈕的文本用個按鈕，每個按鈕的文本用“| |”分隔開；分隔開； default_button default_button 整數(shù)型；整數(shù)型；default_button default_button 用來設置按鈕用來設置按鈕 的默認值，若的默認值，若default_b

14、utton=1default_button=1，則默認第一個按鈕；若，則默認第一個按鈕；若 default_button=2default_button=2，則默認第二個，則默認第二個 按鈕；若按鈕；若 default_button=3default_button=3，則默認第三個按鈕；，則默認第三個按鈕； 示例：示例： MSGDLG (MSGDLG (“Change the pathChange the path”,2,2,“Do you want to Do you want to change the path?change the path?”, ,“ ; l仿真實驗及統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析；仿

15、真實驗及統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析； lWITNESSWITNESS仿真系統(tǒng)的工作模式；仿真系統(tǒng)的工作模式； 二、二、在單隊列單服務臺案例基礎上完成如下情況的建模：在單隊列單服務臺案例基礎上完成如下情況的建模： 1.1.船舶到達時發(fā)現(xiàn)港口中已經(jīng)有船舶到達時發(fā)現(xiàn)港口中已經(jīng)有4 4艘船舶在等待，則選艘船舶在等待，則選 擇離開（擇離開（case1.1.modcase1.1.mod）；）； 統(tǒng)計系統(tǒng)統(tǒng)計系統(tǒng)100100天流失的船舶數(shù)量；天流失的船舶數(shù)量； 通過控制通過控制BufferBuffer元素的元素的CapacityCapacity實現(xiàn)實現(xiàn) 2.2.船舶等待時間超出船舶等待時間超出3030小時，則選擇進行服務

16、投訴小時，則選擇進行服務投訴 （case1.2.modcase1.2.mod）；）； 統(tǒng)計系統(tǒng)統(tǒng)計系統(tǒng)100100天中接受到的投訴數(shù)量；天中接受到的投訴數(shù)量； 通過控制通過控制BufferBuffer元素的元素的DelayDelay項實現(xiàn)項實現(xiàn) 3.3.港口增加了一臺岸橋?qū)Υ斑M行服務港口增加了一臺岸橋?qū)Υ斑M行服務(case1.3.mod)(case1.3.mod) 仿真比較此時系統(tǒng)與仿真比較此時系統(tǒng)與case1case1系統(tǒng)在績效指標上的變化，系統(tǒng)在績效指標上的變化， 通過設置通過設置MachineMachine元素的元素的QuantityQuantity項目實現(xiàn)項目實現(xiàn) 三、生產(chǎn)線物流系

17、統(tǒng)建模案例三、生產(chǎn)線物流系統(tǒng)建模案例 某公司有一條加工一種零件的生產(chǎn)線，有四道工序某公司有一條加工一種零件的生產(chǎn)線，有四道工序: : 稱重工序，稱重工序，服從均值為為服從均值為為5 5分鐘的負指數(shù)分布；分鐘的負指數(shù)分布；清洗工清洗工 序，序，服從均值為為服從均值為為4.54.5分鐘的負指數(shù)分布；分鐘的負指數(shù)分布；加工工序，加工工序， 服從均值為為服從均值為為4 4分鐘的負指數(shù)分布分鐘的負指數(shù)分布； 檢測工序，檢測工序，服從服從 均值為為均值為為3 3分鐘的負指數(shù)分布。分鐘的負指數(shù)分布。 每道工序的每臺機器上每次只能加工一個零件，每道工序的每臺機器上每次只能加工一個零件， 工序之間零件依靠輸送鏈

18、運輸，零件通過每條輸送鏈工序之間零件依靠輸送鏈運輸，零件通過每條輸送鏈 的時間為的時間為1010分鐘。分鐘。 清洗工序每清洗完清洗工序每清洗完1010件產(chǎn)品，就需要整理一件產(chǎn)品，就需要整理一 下工作臺，整理時長服從均值為下工作臺，整理時長服從均值為8 8分鐘的負指數(shù)分分鐘的負指數(shù)分 布；布； 加工工序的機器每運行加工工序的機器每運行5050分鐘，進行一次預分鐘，進行一次預 防性檢修，檢修時長服從均值為防性檢修，檢修時長服從均值為1010分鐘的負指數(shù)分鐘的負指數(shù) 分布；分布； 加工工序會發(fā)生隨機故障，故障間隔服從均加工工序會發(fā)生隨機故障，故障間隔服從均 值值100100分鐘的負指數(shù)分布，維修時長

19、服從分鐘的負指數(shù)分布，維修時長服從3030分鐘的分鐘的 負指數(shù)分布；負指數(shù)分布； 這三項作業(yè)都需要一名工人參與這三項作業(yè)都需要一名工人參與 ； 假設該生產(chǎn)線上每道工序僅有一臺機器，整假設該生產(chǎn)線上每道工序僅有一臺機器，整 條生產(chǎn)線由一名工人維護，零件數(shù)量足夠多，建條生產(chǎn)線由一名工人維護，零件數(shù)量足夠多，建 立該系統(tǒng)的立該系統(tǒng)的WITNESSWITNESS仿真模型。仿真模型。 通過本案例的學習：通過本案例的學習： l熟悉建模元素熟悉建模元素part、machine、conveyor、 labor的一般應用；的一般應用； l輸入輸出輸入輸出Pull、Push規(guī)則的使用規(guī)則的使用 l熟悉熟悉mach

20、ine元素的元素的setup、breakdown設設 計；計； l了解負指數(shù)分布了解負指數(shù)分布NEGEXP()的使用的使用; 三種類型的零件三種類型的零件A A、B B、C C隨機到達系統(tǒng)，分別暫存于倉隨機到達系統(tǒng)，分別暫存于倉 庫的特定庫區(qū)，有一裝配機器將庫的特定庫區(qū)，有一裝配機器將1 1個個A A、2 2個個B B和和1 1個個C C 組裝一個成品組裝一個成品D D，放入專有緩沖區(qū)中；其中：，放入專有緩沖區(qū)中；其中： lA A零件到達時間間隔為零件到達時間間隔為5 5分鐘，批量為分鐘，批量為1 1，第一個零，第一個零 件在件在0 0時刻到達；時刻到達； lB B零件到達時間間隔為零件到達時

21、間間隔為4 4分鐘，批量為分鐘，批量為2 2，第一個零，第一個零 件在件在1010時刻點到到；時刻點到到； lC C零件到達時間間隔為零件到達時間間隔為6 6分鐘，批量為分鐘，批量為1 1，第一個零，第一個零 件在件在0 0時刻到達，該零件總量為時刻到達，該零件總量為2020； l裝配機器對零件的提取順序為先取裝配機器對零件的提取順序為先取A A、再取、再取B B、再、再 取取C C；裝配機器的組裝時間為；裝配機器的組裝時間為6 6分鐘分鐘 使用使用WITNESSWITNESS建立該系統(tǒng)模型。建立該系統(tǒng)模型。 四、組裝作業(yè)工序建模案例四、組裝作業(yè)工序建模案例 l通過本案例的學習：通過本案例的學

22、習： l熟悉熟悉activeactive模式的模式的partpart元素相關項目的設計；元素相關項目的設計； l熟悉緩沖區(qū)熟悉緩沖區(qū)bufferbuffer元素的設計；元素的設計； l熟悉組裝類型的熟悉組裝類型的machinemachine的設計；的設計； l了解了解machinemachine專有緩沖區(qū)的設計；專有緩沖區(qū)的設計； l了解輸入規(guī)則了解輸入規(guī)則sequencesequence SEQUENCE /Wait 倉庫倉庫(1)#(1),倉庫倉庫(2)#(2),倉庫倉庫(3)#(1) 五、混流生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真案例五、混流生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真案例 有一個制造車間由有一個制造車間由5 5組機

23、器加工三種產(chǎn)品組機器加工三種產(chǎn)品 A,B.CA,B.C。每種產(chǎn)品分別要求完成。每種產(chǎn)品分別要求完成 4 4道、道、3 3道和道和5 5道工道工 序，而每道工序必須在指定的機器組上，按照事序，而每道工序必須在指定的機器組上，按照事 先規(guī)定好的工藝順序進行。第先規(guī)定好的工藝順序進行。第1 1，2 2，3 3，4 4，5 5組機組機 器分別有器分別有3 3，2 2，4 4，3 3，1 1臺相同的機器，臺相同的機器，A,B.CA,B.C三三 種產(chǎn)品原料到達車間的間隔時間分別服從均值為種產(chǎn)品原料到達車間的間隔時間分別服從均值為 5050，3030，75 75 分鐘的負指數(shù)型分布。分鐘的負指數(shù)型分布。 三

24、種產(chǎn)品的工藝路線如下表所示。三種產(chǎn)品的工藝路線如下表所示。 產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型機器組別機器組別相繼工序平均服務時間相繼工序平均服務時間/ /分鐘分鐘 1 13 3，1 1，2 2，5 53030，3636，5151，3030 2 24 4，1 1，3 36666，4848，4545 3 32 2，5 5，1 1，4 4，3 3 7272，1515，4242，5454，6060 l即第即第1 1種作業(yè)首先在第種作業(yè)首先在第 3 3 組機器上加工，然后在第組機器上加工，然后在第 1 1 組、再在第組、再在第 2 2 組機器上加工，最后在第組機器上加工，最后在第 5 5 組機器上組機器上 完成最后工序

25、。如果一項作業(yè)在特定時間到達車間，完成最后工序。如果一項作業(yè)在特定時間到達車間， 發(fā)現(xiàn)該組機器全都忙著，該作業(yè)就在該組機器處排入發(fā)現(xiàn)該組機器全都忙著，該作業(yè)就在該組機器處排入 一個一個 FIFO FIFO 規(guī)則的隊列。在特定機器上完成一個工序規(guī)則的隊列。在特定機器上完成一個工序 的時間是一種二階愛爾朗分布的隨機變量，它的平均的時間是一種二階愛爾朗分布的隨機變量，它的平均 值取決于作業(yè)的類別以及機器的組別（值取決于作業(yè)的類別以及機器的組別（用用Erlang(R-Erlang(R- cycle,2,1)cycle,2,1)實現(xiàn)）。實現(xiàn)）。 l模擬一周（模擬一周（5 5* *480=2400480=2400分鐘）的時間，計算每種產(chǎn)品分鐘）的時間，計算每種產(chǎn)品 在系統(tǒng)中的作業(yè)總平均時間，以及每組機器隊列中的在系統(tǒng)中的作業(yè)總平均時間，以及每組機器隊列中的 平均作業(yè)數(shù)、平均利用率及平均等待時間。并試圖進平均作業(yè)數(shù)、平均利用率及平均等待時間。并試圖進 行改善。行改善。 l通過本案例的學習：通過本案例的學習： l 1.認識混流生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜性；認