It計(jì)算機(jī)課件 witness操作指南

U^witnessLAIMZWR

物流與供應(yīng)鏈仿真系統(tǒng)

WITNESS操作指南及案例

LogisticsandSupplychainsimulationsystem

WITNESSHandbook&Examples

北京威特尼斯科技中心

2006-3

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

目錄

第一章WITNESS仿真系統(tǒng)軟件綜述...............................-1-

1.1WITNESS的安裝與啟動(dòng).............................................-1-

1.1.1安裝環(huán)境......................................................-1-

1.1.2安裝步驟......................................................-1-

1.1.3啟動(dòng)WITNESS...................................................-3-

1.1.4退出系統(tǒng)......................................................-4-

3.2WITNESS用戶界面...............................................-4-

1.2.1標(biāo)題欄.....................................................-5-

1.2.2菜單欄.......................................................-6-

1.2.3工具欄.......................................................-6-

1.2.4元素選擇窗口.................................................-6-

1.2.5狀態(tài)欄........................................................-7-

1.2.6用戶元素窗口(DesignerEIements)...........................-7-

1.2.7系統(tǒng)布局區(qū)....................................................-7-

1.3WITNESS建模元素.................................................-8-

1.3.1離散型元素...................................................-8-

1.3.2連續(xù)型元素...................................................-8-

1.3.3運(yùn)輸邏輯型元素...............................................-8-

1.3.4邏輯元素....................................................-8-

1.3.5圖形元素....................................................-9-

1.4WITNESS建模與仿真過(guò)程...........................................-9-

1.5WITNESS建模與仿真過(guò)程應(yīng)用舉例.................................-10-

第二章元素——模型的組成部分..............................-12-

2.1離散型元素.....................................................-12-

2.1.1零部件(Part)..............................................-12-

2.1.2機(jī)器(Machine).............................................-12-

2.1.3輸送鏈(Conveyor)..........................................-13-

2.1.4緩沖區(qū)(Buffer)............................................-13-

2.1.5車(chē)輛(Vehicle).............................................-14-

2.1.6軌道(Track)...............................................-14-

2.1.7勞動(dòng)者(Labor).............................................-14-

2.1.8路徑(Path)................................................-15-

2.1.9模塊(Module)..............................................-15-

2.2連續(xù)型元素.....................................................-15-

-I-

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

2.3運(yùn)輸邏輯型元素.................................................-15-

2.3.1運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)(Network)...........................................-16-

2.3.2單件運(yùn)輸小車(chē)(Carriers).....................................-16-

2.3.3路線集(Section).............................................-16-

2.3.4工作站(Station).............................................-17-

2.4邏輯元素.......................................................-17-

2.4.1屬性(Attribute).............................................-17-

2.4.2變量(Variable)..............................................-18-

2.4.3分布(Distribution).........................................-19-

2.4.4函數(shù)(Function)..............................................-19-

2.4.5文件(File)..................................................-19-

2.4.6零部件文件(Partfile)......................................-20-

2.4.7班次(Shift).................................................-20-

2.5圖形元素......................................................-20-

2.5.1時(shí)間序列圖(Timeseries).....................................-20-

2.5.2餅狀圖(Piechart)..........................................-21-

2.5.3直方圖(Histogram)..........................................-21-

第三章規(guī)則................................................-22-

3.1輸入規(guī)則(INPUTRULE)......................................-22-

3.2輸出規(guī)則(OUTPUTRULES)............................................-23-

3.3勞動(dòng)者規(guī)則(LABORRULES).........................................-24-

3.3.1勞動(dòng)者規(guī)則概述.............................................-24-

3.3.2三種勞動(dòng)者規(guī)則..............................................-25-

3.3.3勞動(dòng)者規(guī)則的例子............................................-28-

第四章WITNESS程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)................................-29-

4.1變量類型.......................................................-29-

4.1.1整型(integer)...............................................-29-

4.1.2實(shí)型(real)..................................................-29-

4.1.3名型(name)..................................................-29-

4.1.4字符型(string)..............................................-29-

4.2運(yùn)算符及表達(dá)式..................................................-30-

4.2.1算術(shù)運(yùn)算符..................................................-30-

4.2.2關(guān)系運(yùn)算符..................................................-30-

4.2.3邏輯運(yùn)算符..................................................-30-

4.2.4轉(zhuǎn)換運(yùn)算符..................................................-31-

4.3程序三種基本結(jié)構(gòu)..............................................-31-

4.3.1順序結(jié)構(gòu)...................................................-31-

-2-

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

4.3.2分支結(jié)構(gòu)....................................................-31-

4.3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)....................................................-32-

4.4WITNESS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)分布函數(shù)....................................-34-

4.4.1偽隨機(jī)數(shù)流(PRNS：pseudo-randomnumberstream).........-34-

4.4.2隨機(jī)分布函數(shù)詳解..........................................-34-

第五章可視化仿真項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及運(yùn)行示例.....................-44-

5.1流水線仿真系統(tǒng).................................................-44-

5.1.1弓I言(Introduction).......................................-44-

5.1.2模型概述....................................................-44-

5.1.3構(gòu)建第一階段(Stage1.mod)模型.............................-45-

5.1.4構(gòu)建第二階段(Stage2)模型.................................-51-

5.1.5構(gòu)建第三階段(Stage3)模型.................................-54-

5.1.6構(gòu)建第四階段(Stage4)模型.................................-56-

5.1.7構(gòu)建第五階段(Stage5)模型.................................-59-

5.1.8構(gòu)建第六階段(Stage6)模型.................................-61-

5.2裝配模型.......................................................-62-

5.2.1模型流程概述...............................................-62-

5.2.2定義元素...............................................-62-

5.2.3可視化元素..................................................-63-

5.2.4詳細(xì)定義元素................................................-65-

5.2.5仿真運(yùn)行....................................................-66-

5.2.6小結(jié)......................................................-67-

5.3屬性模型.......................................................-67-

5.3.1模型概述...................................................-67-

5.3.2元素定義....................................................-67-

5.3.3可視化元素.............................................-68-

5.3.4詳細(xì)定義...................................................-69-

5.3.5運(yùn)行模型...................................................-70-

5.3.6小結(jié)......................................................-70-

5.4輸送鏈模型.....................................................-70-

5.4.1模型概述....................................................-70-

5.4.2元素定義....................................................-71-

5.4.3可視化元素..................................................-71-

5.4.4Conveyor詳細(xì)對(duì)話框介紹.....................................-71-

5.4.5詳細(xì)定義....................................................-72-

5.4.6運(yùn)行模型及分析..............................................-73-

5.4.7輸送鏈類型不同的差異........................................-73-

5.4.8小結(jié)........................................................-75-

-3-

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

5.5函數(shù)模型.........................................................-75-

5.5.1模型概述....................................................-75-

5.5.2定義元素.................................................-75-

5.5.3可視化元素...............................................-76-

5.5.4詳細(xì)定義....................................................-76-

5.5.5運(yùn)行模型....................................................-77-

5.5.6小結(jié).......................................................-77-

5.6隨機(jī)分布模型....................................................-77-

5.6.1模型概述....................................................-77-

5.6.2修改并添加元素process」ime分布的步驟......................-77-

5.6.3詳細(xì)定義....................................................-78-

5.6.4運(yùn)行模型....................................................-80-

5.7路徑模型.........................................................-81-

5.7.1模型概述....................................................-81-

5.7.2定義元素....................................................-81-

5.7.3可視化元素..................................................-82-

5.7.4詳細(xì)定義....................................................-84-

5.7.5運(yùn)行模型....................................................-88-

5.8EXCEL數(shù)據(jù)交互模型...............................................-89-

5.8.1模型概述....................................................-89-

5.8.2預(yù)備知識(shí)....................................................-89-

5.8.3定義元素......................................................-91-

5.8.4可視化元素..................................................-91-

5.8.5詳細(xì)定義.....................................................-91-

7.8.6仿真運(yùn)行及結(jié)果分析..........................................-95-

第六章歸檔器及其應(yīng)用....................................-96-

6.1歸檔器對(duì)話框介紹................................................-96-

6.2選擇形成報(bào)告的數(shù)據(jù)..............................................-97-

6.2.1添加仿真對(duì)象數(shù)據(jù)............................................-97-

6.2.2刪除所選定的對(duì)象............................................-97-

6.2.3重排report列表中對(duì)象的次序.................................-97-

6.3生成報(bào)告........................................................-97-

第七章優(yōu)化器簡(jiǎn)介和應(yīng)用...................................-99-

7.1示例模型流程介紹................................................-99-

7.2優(yōu)化變量.......................................................-100-

7.3相關(guān)時(shí)間值.....................................................-100-

7.4員工選擇規(guī)則...................................................-101-

-4-

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

7.4.1訂單記錄處理...............................................-101-

7.4.2訂單確認(rèn)處理...............................................-101-

7.4.3電腦組裝處理...............................................-101-

7.4.4檢測(cè)處理...................................................-101-

7.5目標(biāo)函數(shù)......................................................-102-

7.5.1函數(shù)體程序及其解釋.........................................-102-

7.5.2系統(tǒng)函數(shù)介紹...............................................-102-

7.6優(yōu)化........................................................-103-

7.6.1優(yōu)化步驟..................................................-103-

7.6.2ModelOptimization4.0設(shè)置窗口介紹....................-103-

7.6.3進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置..............................................-104-

7.6.4運(yùn)行優(yōu)化與結(jié)果分析........................................-105-

第八章多產(chǎn)品多階段加工仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)........................-106-

8.1加工系統(tǒng)描述.................................................-106-

8.2加工系統(tǒng)數(shù)據(jù).................................................-106-

8.3仿真模型的建立................................................-106-

8.3.1元素定義define........................................................................................-106-

8.3.2元素顯示display的設(shè)置....................................-107-

8.3.3各個(gè)元素細(xì)節(jié)(detail)設(shè)計(jì)..............................-108-

8.3.4工藝流程圖的顯小..........................................-109-

8.4模型運(yùn)行和數(shù)據(jù)分析............................................-109-

8.5改善........................................................-111-

第九章垃圾回收物流仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)..................................I

9.1垃圾回收物流系統(tǒng)介紹................................................I

9.2數(shù)據(jù)信息............................................................I

9.2.1地理及需求信息..................................................I

9.2.2與收集車(chē)輛有關(guān)的信息...........................................II

9.2.3與垃圾相關(guān)的信息...............................................II

9.3收集垃圾的成本函數(shù)................................................III

9.4系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)......................................................III

9.5仿真模型的建立...................................................III

9.5.1元素定義Difine.................................................................................................IV

9.5.2元素顯示display...............................................................................................V

9.5.3元素詳細(xì)設(shè)計(jì)...................................................V

9.5.5數(shù)據(jù)處理子模塊................................................XI

9.5.6目標(biāo)函數(shù)objfun()中的程序.....................................XII

9.6仿真運(yùn)行與結(jié)果分析...............................................XII

-5-

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

第一章Witness仿真系統(tǒng)軟件綜述

Witness是由英國(guó)lanner公司推出的功能強(qiáng)大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于離

散時(shí)間系統(tǒng)的仿真，同時(shí)又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。

目前已被成功運(yùn)用于國(guó)際3000多家知名企業(yè)的解決方案項(xiàng)目，如Airbus公司的機(jī)場(chǎng)

設(shè)施布局優(yōu)化、BAA公司的機(jī)場(chǎng)物流規(guī)劃、BAESYSTEMS電氣公司的流程改善、Exxon

化學(xué)公司的供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃、Ford汽車(chē)公司的工廠布局優(yōu)化和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線優(yōu)

化、TreborBassett公司的分銷物流系統(tǒng)規(guī)劃等。Lanner公司已經(jīng)在包括澳大利亞、

巴西、法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、意大利、日本、韓國(guó)、南非、美國(guó)、英國(guó)等25個(gè)國(guó)家和

地區(qū)設(shè)立的代理，負(fù)責(zé)軟件的推廣和技術(shù)支持等工作。

Lanner公司網(wǎng)址：www.lanner.com

北京Witness科技中心：www.witness-china,com

1.1WITNESS的安裝與啟動(dòng)

本節(jié)主要介紹WITNESS系統(tǒng)的安裝，包括安裝前的準(zhǔn)備和安裝過(guò)程，并介紹

WITNESS啟動(dòng)與退出的具體操作方法。

1.1.1安裝環(huán)境

在安裝WITNESS之前，要了解WITNESS的硬件和軟件必備環(huán)境，做好安裝前的準(zhǔn)

備工作。

WITNESS對(duì)硬件環(huán)境的一般要求并不高，但是要想獲得較快的設(shè)計(jì)和仿真運(yùn)行速

度、良好的可視化效果，推薦CPU：P41.5G以上、內(nèi)存512MB及以上、獨(dú)立顯卡64M

以上顯存。

WITNESS系統(tǒng)運(yùn)行需要Window98、Windows2000,WindowsNT以及WindowsXP

的操作系統(tǒng)支持。

1.1.2安裝步驟

WITNESS軟件具有單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版兩種版本，安裝過(guò)程有所差異。本文介紹

WITNESS單機(jī)版的安裝過(guò)程。

（D將witness系統(tǒng)光盤(pán)插入CD-ROM驅(qū)動(dòng)器中，啟動(dòng)安裝程序，進(jìn)入安裝語(yǔ)言

選擇對(duì)話框。如圖1.1所示

-I-

WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

圖1.1witness安裝語(yǔ)言選擇對(duì)話框

選擇“English"，點(diǎn)擊0K按鈕。進(jìn)入WITNESS版本選擇對(duì)話框,如圖1.2所示。

圖1.2WITNESS版本選擇對(duì)話框

選擇Manufacturing（制造），單擊OK按鈕。然后選擇安裝路徑，選擇我們購(gòu)買(mǎi)

的安裝組件，?路“NEXT”下去，等待軟件安裝到硬盤(pán)。在安裝過(guò)程中，系統(tǒng)彈出

“SecuritySelect”對(duì)話框,要求選擇授權(quán)方式。對(duì)話框如圖1.3所示。

圖1.3WITNESS授權(quán)方式選擇對(duì)話框

選擇第一項(xiàng)，采用加密狗進(jìn)行加密授權(quán)，單擊0K按鈕繼續(xù)安裝，直至程序安裝

完畢。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

1.1.3啟動(dòng)WITNESS

程序安裝完成之后，將加密狗安裝在計(jì)算機(jī)的并口上，然后通過(guò)選擇windows系

統(tǒng)的“開(kāi)始”一》“程序”一"Witness"-"Witness”，如圖1.4所示,來(lái)打開(kāi)Witness

系統(tǒng)。

圖1.4Witness打開(kāi)步驟

第一次使用WITNESS時(shí)，如果加密狗正確安裝在計(jì)算機(jī)的并口，則WITNESS

將會(huì)彈出如圖L5所示的對(duì)話框,讓用戶進(jìn)行許可證號(hào)的輸入。

圖1.5許可證管理對(duì)話框

點(diǎn)擊“LicenseAdministration”,進(jìn)入如圖1.6的許可證密碼輸入框。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

圖1.6的許可證密碼輸入框

將Lanner公司提供的20位編碼輸入上圖的五個(gè)文本框，然后點(diǎn)擊“AddLicenseM

按鈕，再關(guān)閉此對(duì)話框，即可進(jìn)入WITNESS設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

1.1-4退出系統(tǒng)

當(dāng)要退出WITNESS系統(tǒng)時(shí)，可以使用以下兒種方法：

(1)在WITNESS主菜單(如圖1.7所示)中，打開(kāi)“File”菜單，選擇“Exit”

選項(xiàng)；

(2)按ALT+F4組合鍵；

(3)在WITNESS主菜單(如圖1.7所示)中，單擊其右上角的X按鈕；

(4)雙擊系統(tǒng)程序圖標(biāo)。

3.2WITNESS用戶界面

當(dāng)用戶對(duì)WITNESS系統(tǒng)有了初步的了解，并且掌握了WITNESS系統(tǒng)的安裝和啟動(dòng)

后，用戶最關(guān)心的一定是如何使用WITNESS系統(tǒng)。為了順利地使用WITNESS系統(tǒng)，在

這一節(jié)將介紹WITNESS的窗口環(huán)境，并介紹WITNESS窗口的基本操作。

當(dāng)正常啟動(dòng)WITNESS系統(tǒng)后，首先進(jìn)入的是WITNESS系統(tǒng)的主屏幕界面。如圖

1.7所示。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

圖L7WITNESS系統(tǒng)主屏幕界面

從圖上可以看出，WITNESS系統(tǒng)的界面，是由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、元素選

擇窗口、狀態(tài)欄、用戶元素窗口和系統(tǒng)布局區(qū)組成的。下面對(duì)每一部分的功能加以介

紹。

1.2.1標(biāo)題欄

標(biāo)題欄位于屏幕界面的第一行，它包括系統(tǒng)程序圖標(biāo)、主屏幕標(biāo)題、最小化按鈕、

最大化按鈕和關(guān)閉按鈕5個(gè)對(duì)象。

(1)系統(tǒng)程序圖標(biāo)單擊WITNESS系統(tǒng)程序圖標(biāo)，可以打開(kāi)窗口控制菜單，在窗口

控制菜單下，可以移動(dòng)屏幕并改變屏幕的大小。雙擊系統(tǒng)程序圖標(biāo)，可以關(guān)閉WITNESS

系統(tǒng)。

(2)主屏幕標(biāo)題主屏幕標(biāo)題由兩部分組成，前一部分是系統(tǒng)的名稱，也既是

“WITNESS”,后一部分是當(dāng)前打開(kāi)的模型的標(biāo)題，可以根據(jù)不同的模型進(jìn)行修改設(shè)置。

設(shè)置方法是打開(kāi)“Model”菜單，選擇“Title”選項(xiàng)，在彈出的標(biāo)題設(shè)置對(duì)話框中進(jìn)

行設(shè)置。標(biāo)題對(duì)話框如圖L8所示。

在模型標(biāo)題設(shè)置對(duì)話框的“General”頁(yè)框下，設(shè)置模型的名稱(name)、標(biāo)題

(Title),作者(Author)等信息。模型名稱和標(biāo)題將顯示在主屏幕標(biāo)題欄上。

(3)最小化按鈕單擊“最小化”按鈕，可將系統(tǒng)的屏幕縮小成圖標(biāo)，并存放在

Windows桌面的底部的任務(wù)欄中。(4)最大化按鈕單擊“最大化”按鈕，可將系

統(tǒng)的屏幕定義為最大窗口。(5)關(guān)閉按鈕單擊“關(guān)閉”按鈕，可將關(guān)閉WITNESS

系統(tǒng)。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

圖1.8模型標(biāo)題設(shè)置對(duì)話框

1.2.2菜單欄

菜單欄位于屏幕的第二行，它包含：File（文件）、Edit（編輯）、View（顯示）、

Model（模型）、Elements（元素）、Reports（報(bào)表）、Run（運(yùn)行）、Window（窗口）、

Help（幫助）九個(gè)菜單選項(xiàng)。當(dāng)單擊其中個(gè)菜單選項(xiàng)時(shí)，就可以打開(kāi)一個(gè)對(duì)應(yīng)的“下

拉式”菜單，在該“下拉式”菜單下，通常還有若干個(gè)子菜單選項(xiàng)，當(dāng)選擇其中一

個(gè)子菜單選項(xiàng)時(shí)，就可以執(zhí)行一個(gè)操作。

1.2.3工具欄

Witness系統(tǒng)提供了不同環(huán)境下的八種常用的工具欄，它們是：Standard、Model、

Element、Views、Run、Reporting、Assistant、DisplayEdit。激活其中一個(gè)工具

欄，即在屏幕上顯示出一行相應(yīng)的工具欄，用鼠標(biāo)將它拖放到合適的位置，就可以使

用這個(gè)工具欄提供的相應(yīng)的工具進(jìn)行某些操作。

激活工具欄使用菜單View/Toolbars,然后選中相應(yīng)的菜單即可。

1.2.4元素選擇窗口

在元素選擇窗口中,有五項(xiàng)內(nèi)容:Simulation^Designer^System、Type、System

Functiono其中Simulation中將顯示當(dāng)前建立的模型中的所有元素列表；Designer

中顯示當(dāng)前DesignerElements中的所有元素列表；System中顯示系統(tǒng)默認(rèn)的特殊

地點(diǎn)；Type中顯示W(wǎng)itness系統(tǒng)中可以定義的所有元素類型；SystemFunction中顯

示W(wǎng)itness系統(tǒng)中可以定義的所有函數(shù)類型。

該窗口的顯示和隱藏可以使用菜單View/ElementSelector,或者使用element

工具欄中的圖標(biāo)良」按鈕。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

1.2.5狀態(tài)欄

狀態(tài)欄位于屏幕的最底部，用于顯示某?時(shí)刻的工作狀態(tài)或者鼠標(biāo)光標(biāo)位置的工具

欄按鈕的作用。

1.2.6用戶元素窗口(DesignerEIements)

系統(tǒng)提供的默認(rèn)用戶元素窗口中提供了各種元素的可視化效果的定義，不過(guò)在建

模過(guò)程中，當(dāng)這些缺省設(shè)置并不能很好的表示實(shí)際系統(tǒng)，用戶可以在該窗口定義自己

的相關(guān)元素的名稱、可視效果等，保存以便日后的使用。定義方法可以鼠標(biāo)右擊頁(yè)

框標(biāo)題,將出現(xiàn)彈出式菜單,其中具有菜單項(xiàng)“AddNewDesignerGroup"、"Rename

DesignerGroup"、"DeleteDesignerGroup"、"LoadDesignerGroupw,可以進(jìn)行

添加新頁(yè)框、重命名本頁(yè)框、刪除本頁(yè)框、加載原有設(shè)計(jì)元素組。向頁(yè)框中添加自定

義元素的步驟?般也分為Define、Display、Detail三步。頁(yè)框的背景色設(shè)置同系統(tǒng)

布局窗口背景色的設(shè)置。自定義元素設(shè)定完畢之后，需要保存成*.des文件，通過(guò)菜

單File/SaveAs,然后選定文件類型為DesignerElementFiles(*.des).輸入文件

名即可。

1.2.7系統(tǒng)布局區(qū)

系統(tǒng)布局區(qū)也叫系統(tǒng)布局窗口，在布局窗口中，設(shè)置實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)成元素的可視化

效果以及它們的二維相對(duì)位置，可以清楚的顯示實(shí)際系統(tǒng)的平面布局圖。Witness-

共提供了八個(gè)窗口，可以通過(guò)這些窗口，使得仿真項(xiàng)目以不同的角度顯示其可視化效

果。

圖1.9窗口控制對(duì)話框

對(duì)系統(tǒng)布局窗口的設(shè)置主要有三項(xiàng)內(nèi)容：添加元素、設(shè)置窗口名稱以及窗口背景

色。如何添加元素將在后面本章最后一部分內(nèi)容；設(shè)置窗口名稱以及窗口背景色可以

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

通過(guò)選擇菜單項(xiàng)Window/Control…，將彈出如圖1.9所示的窗口。

在Name下的文本框中輸入窗口的名稱；點(diǎn)擊BackgroundColor下的顏色按鈕，

在彈出的調(diào)色板中選定背景顏色；選擇Zoom中的比例可以放大或縮小布局窗口中元

素的尺寸。

1.3WITNESS建模元素

現(xiàn)實(shí)的商務(wù)或事物系統(tǒng)總是有一系列相互關(guān)聯(lián)的部分組成的，比如制造系統(tǒng)中的

原材料、機(jī)器設(shè)備、倉(cāng)庫(kù)、運(yùn)輸工具、人員、加工路線或運(yùn)輸路線等，服務(wù)系統(tǒng)中的

顧客、服務(wù)臺(tái)、服務(wù)路線等。Witness軟件使用與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相同的事物組成相應(yīng)的模

型，通過(guò)運(yùn)行一定的時(shí)間來(lái)模擬系統(tǒng)的績(jī)效。模型中的每個(gè)部件被稱之為“元素

(Element)”。該仿真軟件主要通過(guò)如下五類元素來(lái)構(gòu)建現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的仿真模型：離散

型元素、連續(xù)型元素、運(yùn)輸邏輯型元素、邏輯型元素、圖形元素。

1.3.1離散型元素

表示所要研究的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中可以看得見(jiàn)的、可以計(jì)量個(gè)數(shù)的物體，一般用來(lái)構(gòu)建

制造系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)等。主要包括：

零部件或?qū)嶓w(PartorEntitle)；機(jī)器(Machine)；輸送鏈(Conveyor)；緩

沖區(qū)或倉(cāng)庫(kù)(Buffer)；車(chē)輛(Vehicle)；軌道(Track)；勞動(dòng)者(Labor)：路徑(Path)；

模塊(Module)

1.3.2連續(xù)型元素

同離散型元素相對(duì)應(yīng)，這種類型的元素用來(lái)表示加工或服務(wù)對(duì)象是流體的系統(tǒng)，

比如化工、飲料等。主要包括：

流體(Fluid)；管道(Pipe)；處理器(Processor)；容器(Tank)

1.3.3運(yùn)輸邏輯型元素

用于構(gòu)建物料運(yùn)輸系統(tǒng)。主要包括：

運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)(Network)；單件運(yùn)輸小車(chē)(Carriers)；路線集(Section)；車(chē)輛站

點(diǎn)(Station)

1.3.4邏輯元素

用來(lái)處理數(shù)據(jù)、定制報(bào)表、建立復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)的元素，通過(guò)這些元素可以提高模

型的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的建模。主要包括：

屬性(Attribute)；變量(Variable)；分布(Distribution)；函數(shù)(Function)；

文件(File)；零部件文件(Partfile)；班次(Shift)；

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

1.3.5圖形元素

圖形元素可以將模型的運(yùn)行績(jī)效指標(biāo)在仿真窗口形象的表現(xiàn)出來(lái)。主要包括：

時(shí)間序列圖(Timeseries)；餅狀圖(Piechart)；直方圖(Histogram)。

1.4WITNESS建模與仿真過(guò)程

使用witness軟件包進(jìn)行物流與供應(yīng)鏈系統(tǒng)的建模與仿真，同樣要遵循建模與仿

真的一般步驟。在適用它進(jìn)行計(jì)算機(jī)模型的建立時(shí)，有其特定的步驟：

(1)定義系統(tǒng)元素可以通過(guò)在布置窗口中點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選定快捷菜單中的

“define”菜單項(xiàng)，來(lái)定義模型基本元素的名稱、類型、數(shù)量；

(2)顯示系統(tǒng)元素witness軟件是一套優(yōu)秀的可視化建模與仿真工具，它可

以將被仿真系統(tǒng)的可視實(shí)體以二維或三維的圖形顯示出來(lái)；在仿真運(yùn)行時(shí)，它可以顯

示原材料、零部件、人員、運(yùn)輸車(chē)輛在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)狀況。所以在定義了元素的基礎(chǔ)

上，要定義元素在各種狀態(tài)下的現(xiàn)實(shí)圖形。本步驟可以通過(guò)右擊要定義顯示特征的元

素，通過(guò)選定彈出式菜單中的“display”菜單項(xiàng)，來(lái)進(jìn)行設(shè)定。各種元素的平面布

置可以在witness的布置窗口中設(shè)定，也可以通過(guò)導(dǎo)入被仿真系統(tǒng)設(shè)施布置圖的.dwg

文件來(lái)設(shè)定。

(3)詳細(xì)定義本步驟詳細(xì)定義模型基本元素工作參數(shù)以及各元素之間的邏輯

關(guān)系，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、被加工對(duì)象在各臺(tái)機(jī)器上的加工時(shí)間分布、加工對(duì)象的工藝路線、

以及其他規(guī)則等。可以雙擊鼠標(biāo)左鍵，通過(guò)彈出的“detail”對(duì)話框來(lái)設(shè)定。

(4)運(yùn)行通過(guò)試運(yùn)行和修改模型，重復(fù)前三步得到正確的計(jì)算機(jī)仿真模型

之后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定時(shí)間范圍的運(yùn)行，并在屏幕上動(dòng)畫(huà)顯示系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程，運(yùn)行

方式可以是單步的、連續(xù)的和設(shè)定時(shí)間的。本步驟通過(guò)witness提供的“run”工具

欄來(lái)進(jìn)行操作。

(5)報(bào)告系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，顯示系統(tǒng)中各元素的運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

通過(guò)該報(bào)告，可以分析系統(tǒng)中可能存在的各種問(wèn)題；或通過(guò)某項(xiàng)指標(biāo)，來(lái)比較可選方

案的優(yōu)缺點(diǎn)。如機(jī)器的利用率、產(chǎn)品的通過(guò)時(shí)間、在制品庫(kù)存等。該操作通過(guò)使用

“reporting”工具欄來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(6)歸檔witness還提供了歸檔“documentor”模塊，可以讓我們提取計(jì)算

機(jī)模型的各種信息，生成word文檔或直接打印出來(lái)。主要是生產(chǎn)報(bào)告模塊沒(méi)有包含

的有關(guān)元素的說(shuō)明型文字、規(guī)則、活動(dòng)、中斷和基本信息。

(7)優(yōu)化witness還提供了系統(tǒng)優(yōu)化"optimizer”模塊。如果一個(gè)系統(tǒng)的

績(jī)效將因?yàn)槠錁?gòu)成元素的配置不同，而得到不同的結(jié)果，并不需要建立多種配置的計(jì)

算機(jī)模型。我們可以直接使用同一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，然后通過(guò)“optimizer”模塊來(lái)設(shè)

定每?元素的可變屬性值的取值范圍，得到?個(gè)取值范圍集合，并設(shè)定表示績(jī)效的目

標(biāo)函數(shù)是取最大值還是最小值，進(jìn)行優(yōu)化仿真運(yùn)行，就可以得到前n個(gè)最優(yōu)績(jī)效的系

統(tǒng)配置(n可自行設(shè)定)。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

1.5WITNESS建模與仿真過(guò)程應(yīng)用舉例

在實(shí)例模型中，小部件（widget）要經(jīng)過(guò)稱重、沖洗、加工和檢測(cè)等操作。執(zhí)行

完每一步操作后小部件通過(guò)充當(dāng)運(yùn)輸工具和緩存器的傳送帶（conveyer）傳送至下一

個(gè)操作單元。小部件在經(jīng)過(guò)最后道工序“檢測(cè)”以后，脫離本模型系統(tǒng)。仿真?周，

試求該系統(tǒng)的產(chǎn)出量和各設(shè)備的利用率。

本模型系統(tǒng)的流程視圖如圖L10所示。

圖1.10加工系統(tǒng)模型流程圖

模型元素說(shuō)明：widget為加工的小部件名稱;weigh、wash、produce、inspect

為四種加工機(jī)器，每種機(jī)器只有一臺(tái)；Cl、C2、C3為三條輸送鏈；ship是系統(tǒng)提供

的特殊區(qū)域，表示本仿真系統(tǒng)之外的某個(gè)地方；

該模型設(shè)計(jì)的具體操作步驟與方法請(qǐng)參看第六章，下面簡(jiǎn)單介紹該模型的建立步

驟。

（1）定義元素：通過(guò)define菜單，分別定義各個(gè)元素名稱、類型、數(shù)量，如表1.1

所示；

表L1元素名稱、類型、數(shù)量信息表

名稱WidgetWeighWashProduceInspectClC2C3

類型PartMachineMachineMachineMachineConveyorConveyorconveyor

數(shù)量11111111

（2）顯示元素：由于是動(dòng)畫(huà)仿真系統(tǒng)，因此對(duì)系統(tǒng)的每一個(gè)對(duì)象要進(jìn)行可視化定義。

系統(tǒng)提供了圖形庫(kù)和顏色集，用戶可以根據(jù)自己的想象選擇合適的圖形和顏色；同時(shí),

用戶還可以自己繪制系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象的圖形。本步驟需要選定各個(gè)對(duì)象，然后可視化

對(duì)象并進(jìn)行定位.

（3）詳細(xì)定義：本步驟要分別定義每個(gè)元素detail對(duì)話框中的參數(shù)。

機(jī)器的詳細(xì)定義：本模型中對(duì)機(jī)器主要定義它們的機(jī)器類型、加工周期、進(jìn)入規(guī)

則和送出規(guī)則。

Witness提供了的機(jī)器類型有：single（單流程）、batch（批處理）、assembly

（組裝）、production（生產(chǎn)）、general（通用）、multicycle（多周期）、multistation

（多站點(diǎn)）這七種。通過(guò)它們，可以很容易的對(duì)實(shí)際使用的機(jī)器建立模型。本例中四

種機(jī)器類型都是單流程的。

加工周期（CycleTime）：加工周期可以是固定的時(shí)間值，也可以是隨機(jī)分布函

數(shù)或表達(dá)式。本例中四種機(jī)器的加工周期都采用固定時(shí)間值。

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WITNESS仿真系統(tǒng)操作指南

進(jìn)入規(guī)則(InputRule)：進(jìn)入規(guī)則有主動(dòng)(push)和被動(dòng)(pull)兩種方式。對(duì)零

件的進(jìn)入采用拉進(jìn)規(guī)則。

送出規(guī)則(OutputRule)：也有主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。當(dāng)零件加工完后，采取主

動(dòng)送出規(guī)則。

各機(jī)器的加工周期、進(jìn)入規(guī)則、送出規(guī)則如表1.2所示。

表1.2各機(jī)器的加工周期、進(jìn)入規(guī)則、送出規(guī)則表

項(xiàng)目^\WeighWashProduceInspect

加工周期5433

進(jìn)入規(guī)則PULLfromWidgetoutofWORLDPULLfromClPULLfromC2PULLfromC3

送出規(guī)則PUSHtoClPUSHtoC2PUSHtoC3PUSHtoSHIP

(4)仿真運(yùn)行：運(yùn)行一周(5天*8小時(shí)*60分鐘=2400分鐘)，得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表

1.3和表1.4所小：

表1.3機(jī)器統(tǒng)土?信息報(bào)表