1、Flexsim培训,课程大纲,第一部分、Flexsim基本介绍第二部分、Flexsim概念和术语第三部分、Flexsim建模步骤第四部分、Flexsim对象库,第一部分 Flexsim基本介绍,仿真基础知识什么是仿真？离散事件仿真统计学简单常识Flexsim预览一个简单模型,什么是仿真？,对系统的模拟基于对系统各部分行为的了解和假设，以到达获悉系统整体特征的目的,什么是模型,为解决特定问题，对真实系统进行抽象和简化的产物只包含真实系统中，解决问题所必需的元素,解析模型与仿真模型,解析模型静态的、确定性的用于寻找答案容易实现难以捕捉时间、动态系统难以捕捉复杂因果关系难以建立与时间相关的约束不能随
2、时间运行模型,仿真模型动态的、可执行的能够捕捉任何复杂度的因果关系和时间约束易于捕捉问题的随机本质能够详细描述模型中的行为可以测量各种量建立模型需要更多的时间和技巧,仿真常见的应用,提高设备使用率减少等待时间和队列长度有效分配资源消除缺货问题降低故障的负面影响比对不同的投资方案计算产品加工总时间确定最优批量和加工工序解决物料处理相关问题研究加工预处理和加工转变带来的影响论证新方案的可行性和性能,离散事件仿真,只考虑在离散的时间点瞬间发生的改变状态的重要事件事件包括：订单到达零件加工完成库存量下降到下限状态包括机器：空闲、加工、故障车辆：行进、装货、卸货,统计分布函数,指数分布,正态分布,Log
3、normal分布,Gamma分布,一个简单模型,目的初步直观认识Flexsim仿真模型描述平均10秒钟（服从指数分布）到达1份需要加工的原材料机床把1份原材料加工为成品的时间是10秒钟（常数）机床前的堆放区最多可以同时存放5份原材料,一个简单模型运行和观察,使用说明Open（打开模型文件） Model1.fsmCompile（对模型进行编译）Reset&Run（重置模型并开始运行）Simulation Time / Real Time（仿真速度）,第二部分 Flexsim概念和术语,模型对象固定资源（Fixed Resource）移动资源（Mobile Resource / Task Exec
4、uter）实体（Flowitem）端口（Port）触发器（Trigger）任务序列（Task Executer）资源库视图,模型、对象和实体,模型代表实际系统的Flexsim对象集对象具有一定功能，可以定义属性、变量和外观的建模单元实体在模型中流动的实体，可以是零件、顾客、信号等,实体,模型,对象,Flexsim模型,Flexsim模型是由处理过程、队列和运输所组成的系统处理过程对正在被处理的实体产生一个强制的延迟队列当上游对象到达速率大于下游对象处理速率时自然产生运输实体从一个对象到另一个对象的移动,对象分类,固定资源发送和/或接收实体的对象，比如移动资源执行被分配任务的对象，比如,对象分类
5、（续）,实体在模型中从一个固定资源流动到另一个固定资源的实体实体也是一种Flexsim对象实体具有在模型中可以设置和提取的信息，这些信息通常是用于决定处理时间和影响流动路径的,模型行为,大多数行为定义在模型中的固定资源上处理实体需要多少时间下一步将实体发送到哪里征用共享资源（主要是操作员）用于实体处理征用移动资源运输实体到下一个固定资源,对象端口连接,输出端口输入端口：定义实体在固定资源间流动的可能路径,输出端口,输入端口,对象端口连接（续）,中心端口中心端口：起指代作用，通常指向移动资源以征用其对实体进行处理或运输,中心端口,触发器的概念,当资源对象上发生重要事件时，触发器被触发用户指定当触
6、发发生时产生的一系列动作（触发器逻辑）可以定义的触发器包括：当实体被生成时，当实体进入或离开固定资源时，当处理过程完成时等等每类资源对象都有自己的一套触发器,触发器,定义和定制在特定事件发生时的系统行为向实体写入信息发送消息给其他资源对象改变资源对象自身的行为特征,任务和任务序列,任务需要由移动资源执行的单个指令或行动，如LOAD flowitem（装载实体）任务序列按一定顺序依次执行的一组任务，如TRAVEL to queueLOAD flowitemTRAVEL to processorUNLOAD flowitem,资源库,资源库用于建模的各种类对象的集合实例资源库中任何一种对象的一个复
7、制品,模型视图,视图是以视窗方式展示的模型，在Flexsim中可以同时打开多个视图，每个视图都是从各自的角度观察模型。正视图和透视图平面视图和树结构视图,第三部分 Flexsim建模步骤,一、创建布局鼠标操作实体流度量二、端口连接三、编辑对象属性参数四、编译、运行五、观察结果标准报告状态报告编辑选中的对象,Flexsim建模的基本步骤,一、使用资源库对象创建布局二、进行端口连接三、编辑对象的外观和性能四、编译并运行仿真五、观察结果,鼠标操作,视图窗口操作平移左键拖动旋转右键拖动缩放滚轮或左右键同时拖动对象在XY平面移动左键拖动在Z轴移动滚轮或左右键同时拖动高亮黄色指示框：左键单击选中红色指示框
8、：按下键盘上Ctrl或Shift键，配合左键,模型一,目的通过一个单队列、单处理器系统（简单制造单元）介绍建模的五个基本步骤描述平均10秒钟（服从指数分布）到达1份需要加工的原材料机床把1份原材料加工为成品的时间是10秒钟（常数）机床前的堆放区最多可以同时存放5份原材料,模型一布局,第一步 创建布局,使用鼠标将需要的对象从资源库中拖放到正视图窗口中根据需要使用鼠标定义位置、大小和转角,实体流,无论对象在模型布局中处于什么位置，实体从一个对象被传递到下一个对象都无需消耗任何时间添加输送机或移动资源用于运输，可以给实体流产生时间延迟输送时间取决于输送机的长度和速度对象间的运送时间取决于对象间的距离
9、，以及移动资源的速度、加速度和减速度,度量,Flexsim没有确定的度量单位，时间和空间的单位是自定义的，关键是保持一致一、选择模型中最常用的时间或空间单位时间：毫秒、秒、分钟、小时、天、周、月、年等等距离：毫米、米、公里等等二、一旦确定了时间和空间的度量单位，模型中的所有测量量都要用确定的单位进行标注比如距离单位定为米，时间单位定为秒，速度单位就是米/秒,端口连接,对象拥有无限数目的端口模型中每个可能的实体流动路线都需要用端口连接来定义实体实际流动时通过的端口是由对象选择的“推”或“拉”逻辑确定的,第二步 进行端口连接,按下键盘上的“A”键，用鼠标拖放在对象间建立输出端口输入端口连接方向！从
10、流出实体的对象到流入实体的对象模型中的对象发出和接收实体需要这种连接,观察端口连接,在“View Settings”（视图设置）中可以打开或者关闭端口连接的显示端口连接端的大小可以通过 按钮进行调整,用于端口连接的键位,A,S,W,Q,V,C,连接,取消连接,查看,输出输入,中心中心,第三步 编辑对象,属性窗口右键单击对象并选择Properties（属性）用于编辑和察看所有对象共同的一般性的信息外形、尺寸、转角、位置显示模式端口连接标签统计数据参数窗口双击对象或者右键单击对象并选择Parameters（参数）用于编辑对象特定的性能特征,属性窗口,每个对象都具有同样的一组属性设置项目Visual
11、（外观）外形和尺寸General（常规）端口连接显示模式开关Labels（标签）自定义属性Statistics（统计）产量、状态、排队量、停留时间数据、图表,对象尺寸和转角,属性窗口中可以定义对象的位置、尺寸和转角此外，在模型窗口中也可以实现右键单击对象并选择Edit Object Size/Rotation（编辑对象尺寸/转角）左键拖动箭头改变尺寸右键拖动箭头进行旋转,参数窗口,每个对象类有自己的参数窗口参数影响实体在对象中的停留时间和在对象间流动的线路Apply（应用）使改变生效OK（确定）使改变生效并关闭窗口Cancel（取消）关闭窗口，不做改变Properties打开对象的属性窗口,参
12、数项目,参数按照类别分在不同的项目中每个固定资源对象都有“Flow”（流）和“Triggers”（触发器）项,下拉菜单复合框,下拉菜单代码模版（适合修改参数）代码编辑（修改C+代码）,代码模版,代码模版中棕色字体可以是任何有效的数字或表达式代码模版可以在代码编辑中定制,第四步 编译和运行仿真,编译模型（使模型可执行）重置模型并运行控制仿真速度（不会影响仿真结果）使用Execute（执行）菜单设置仿真结束时间,第五步 观察结果,使用“Stats”（统计）菜单创建Standard Report（标准报告）和State Report（状态报告）其他报告功能包括对象属性窗口的统计项记录器对象可视化工具
13、对象通过触发器记录数据到全局表,标准报告,为模型中的所有对象创建一个表格形式的报告（可以用Excel打开的csv格式文件）选择报告中包括的若干标准系统变量,标准报告视图,状态报告,模型中所有被选中的对象的状态信息每个对象在不同状态的停留时间占总仿真时间的百分比,模型一后续,问题原材料在加工前的最大和平均等待时间是多少？有多少份未能加工的原材料？机床的使用率是多少？加工完成了多少份成品？,模型二,目的学习如何复制对象观察添加一台机床产生的影响介绍“Send to port”（发送端口）项设置描述添加一台机床到模型一的工作单元问题模型一中的各项问题如果40%的原材料必须由机床一加工，60%的必须由
14、机床二加工，等待时间会增加多少,编辑选中的对象,通过“Edit Selected Objects”（编辑选中的对象）菜单可以对选择中的所有对象进行组编辑只有一个对象可以被高亮，可以有多个对象同时被选中,第四部分 Flexsim对象库,Flexsim家族树固定资源移动资源调度器模型三,Flexsim家族树,Flexsim标准对象,Flexsim资源库中有25类对象建模主要是对这些对象，特别是三大类对象的使用固定资源移动资源调度器用户手册中有全部对象类的详细介绍,固定资源类,固定资源对象是仿真模型的基石，它们用来定义实体流固定资源可以“推”或”拉”实体处理实体（强制延迟）累积实体（积累到最大容量）
15、征用操作员（如处理）征用移动资源运输实体到下一个固定资源固定资源间传递实体是即刻完成的，除非使用移动资源进行运输,移动资源类,移动资源执行任务序列任务序列是指一组必须按给定次序执行的任务任务就是装、卸、移动等行为当移动资源接收到任务序列后，它会依次执行各个任务直至全部完成；除非任务序列被具有更高优先级的任务序列所中断。选中“Use Transport”（使用运输工具）或者“Use Operator”（使用操作员）项，会自动创建相应的任务序列并发送出可以自定义任务序列并发送出,调度器,调度器接收到任务序列，或者将其放入任务序列队列中，或者将其立即通过自己的输出端口发送给与其相连的其他调度器或是移
16、动资源。任务序列可以在当前正在执行的任务序列进行到部分时将其中断；中断可以是暂时性打断当前任务序列或是永久性取消此任务序列及此被中断的移动资源的任务序列队列中的所有任务序列任务序列可以根据它们的优先级进行排队因为移动资源属于调度器，所以它本身也可以作为调度器，通过自己的输出端口连接其他的移动资源,模型三,目的使用资源库中的多种对象描述每隔20秒一份原材料进入分离器，并被分为三份，分别进入下述三条不同的加工路径：路径一：原材料经过S形输送机到达组合器。每八份原材料被放置在一个托盘上，并经过后续的输送机运送到接收器。路径二：原材料经过输送机到达多功能处理器。在多功能处理器上，原材料将经过三个加工工
17、序，工序一需要3秒钟，工序二需要4秒种，工序三需要5秒钟，其中工序二需要一名操作员参与才能进行。完成全部三个工序后，运输车辆将产品运送到货架上存放。路径三：原材料沿流节点到达堆放区，此堆放区需积累达10份原材料才会一份一份地送至处理器进行加工，每份加工时间是20秒。加工完成的产品会放置在后续的堆放区中等待操作员将其运送到相应的接收器中。,分阶段构建模型三,第一阶段只使用固定资源类对象满足实体流的要求（先不考虑移动资源）第二阶段添加移动资源：操作员、运输车辆考虑添加第二辆运输车辆第三阶段使用网络节点控制运输车辆的移动路径第四阶段添加一个三维饼图显示操作员的状态信息用三维文本显示货架的库存状况,第
18、一阶段描述,只使用固定资源类对象满足实体流的要求（先不考虑移动资源）,Source（发生器）,发生器的作用是创建实体到模型中实体的到达速率可以遵从三种模式：Inter-Arrival Time（间隔时间）、Arrival Schedule（到达时刻表）和Arrival Sequence（到达顺序）大多数模型由发生器开始,Sink（接收器）,接收器被用作实体离开模型的出口；只有通过接收器，实体才能离开模型接收器的OnEntry（进入）触发器可以对实体信息作最后的处理,Queue（队列）,队列是用于停放其下游将要处理的实体在模型中，通常是相邻处理环节间的中间库存用到队列队列可能是堆放区，做缓存的容
19、器或是排队的人群等等,Conveyor（输送机）,用于将模型中的实体从一个地点输送到另一个地点输送所需时间等于输送机的长度除以速度的值是否会产生堆积？如果不会产生堆积，当一个实体到达输送机末尾并停下时，所有输送机上的实体全部会停下来（皮带输送机模式）。计算堆积和可用空间时，输送机会考虑自身各段长度和实体的长度一条输送机可以由若干段直的或是曲的部分所组成,FlowNode（流节点）,当需要实体经过一定的时间由一条指定的路径到达模型中的另一个对象时可以用流节点常见的用法是：当人是实体时，人的移动路线可以用流节点控制与输送机相似，流节点可以与其他流节点或是固定资源相连接每个实体可以有其自己的速度流节
20、点不会产生堆积,Processor（处理器）,需要对实体施加操作时用处理器处理器可以是各种机器或是工作台，甚至可以是任何需要花费时间处理实体的对象实体在处理器中停留的时间包括Setup Time（预处理时间）和Process Time（处理时间）以及各种延误产生的停留时间，比如等待操作员的时间，等待运输工具的时间，如果处理器故障等待其恢复的时间等。,处理器执行次序（推实体）,MultiProcessor（多功能处理器）,多功能处理器可以在其上对实体进行多步操作每步操作可以有各自的处理时间，征用一定数目的操作员当模型中有很多实体需要在一个地点进行多个处理步骤时用多功能处理器是比较方便的多功能处理
21、器同时只能处理一个实体,Separator（分离器）,分离器用于Unpack（分离）或是Split（分割）实体分离是将用组合器已经组合在一起的实体重新分开分割可以将一个实体分成若干个分离时，容器必须在其装载的实体离开后才能离开分离器,Combiner（组合器）,组合器用于组合或是合成实体当选择组合模式时，第一个输入端口进入的实体作为容器，其余输入端口进入的实体都放置在容器中当选择合成模式时，第一个输入端口进入的实体代表合成后的实体，其余输入端口进入的实体都会消失Component List（组件列表）随组合器的输入端口变化自动更新，第一个输入端口固定为容器或是基础组建的入口,Rack（货架）,
22、货架可以将实体存放在它的某一列某一层上按下键盘上“X”键，鼠标单击货架，可以切换它的显示模式货架的结构在SizeTable（尺寸表）项中设置,第一阶段完成,第二阶段描述,第二阶段添加移动资源：操作员、运输车辆考虑添加第二辆运输车辆,Operator（操作员）,执行操作员任务，如机床预处理、手工装配等等也可以用于从一个固定资源向另一个固定资源运输实体操作员可以在X、Y、Z三个方向移动,Transporter（运输车辆）,当模型中需要叉车、自动制导车或其他运输工具时，使用运输车辆它的作用是将实体从一个固定资源运输到另一个固定资源运输车辆可以在X、Y、Z三个方向移动运输车辆的货叉在取放实体时可以根据
23、需要升高或降低运输车辆可以从多个地点装载多个实体，然后将它们分别卸载在多个地点,其他移动资源,Elevator（升降机）Robot（机器人）Crane（起重机）ASRSVehicle（堆垛机）,构建移动资源组,中心端口,输出端口,输入端口,第二阶段完成,第三阶段描述,第三阶段使用网络节点控制运输车辆的移动路径,NetworkNode（网络节点）,网络节点是用于定义移动资源在执行移动任务时行进的路线一条网络路径是由一组相互连接的网络节点组成的移动资源连接到路径中的任何一个网络节点就会在相应的网络中移动。被连接的节点成为移动资源的“基”节点。如果处于网络中的移动资源需要到达某个固定资源，则该固定资
24、源必须至少要和一个此网络中的节点相连，使得它可以与这个网络相连通。,连接网络节点,按下键盘上的“A”键，通过鼠标左键拖放连接两个节点节点连接上之后，在节点之间有一条黑色的连线。两个绿色的方向指示器表示允许双向移动。,连接固定资源到网络,按下键盘上的“A”键，通过鼠标左键拖放连接网络节点和发生装卸任务所在地的对象连接由一条蓝色的连线表示，这条线没有连接到任何端口。,连接移动资源到网络,按下键盘上的“A”键，通过鼠标左键拖放连接网络节点和移动资源一条红色的连线表示连接已经创建，这条线没有连接到任何端口。,单向路径,路径可以被限制为单向通行，方法是按下键盘上的“Q”键，鼠标左键沿需要禁止通行的方向连
25、接两个网络节点。绿色方向指示器变为红色，表示此方向禁止通行。,禁止超越路径,路径可以被切换为禁止超越模式，方法是按下键盘上的“A ”键，鼠标左键再次连接两个已经连接的网络节点。 绿色方向指示器变为黄色，表示此方向禁止超越。沿红色或黄色方向作“A”连接会切换回绿色。,方向指示器关联菜单,除了用“A”和“Q”连接切换路径的模式，也可以右键单击方向指示器，从弹出的关联菜单中进行选择按下键盘上的“X”键的同时用鼠标左键单击方向指示器也可以进行切换在“Travel Networks”（移动网络）中可以改变默认的连接模式和网络节点显示的大小,样条控制点,在方向指示器关联菜单中选择“Curved”（曲线的）
26、可以创建曲线路径路径上会出现样条控制点拖动样条控制点以创建曲线路径,网络节点显示模式,按下键盘上的“X”键的同时，用鼠标左键单击任何网络节点，可以切换网络的显示模式,路径项,网络节点组成的路径有很多属性可以编辑。“Connection Type”（连接类型）下拉选项可以设置不同的方向模式 可以定义移动对象间的最小间距可以为路径设置最高限速可以设置“Virtual Distance”（虚拟距离），强制地给一条路径规定长度,第三阶段完成,第四阶段描述,第四阶段添加一个三维饼图显示操作员的状态信息用三维文本显示货架的库存状况,Recorder（记录器）,记录器的作用是显示和记录统计信息记录器可以根据对象数据或是表格显示三维图和表需要显示信息时，在“Stats”（统计）菜单中打开对象的历史统计可以收集点数据（min最小值，max最大值，avg平均值）或者根据时间间隔或实际对象事件收集完整的历史的数据,VisualTool（可视化工具）,可视化工具是一种具有多重用途的Flexsim对象可视化工具可以作为一种道具，显示平面、立方体、圆柱体、球体、导入的造型（各种三维造型文件）、三维文本，甚至是展示幻灯片（bmp或jpg格式）可视化工具也可以作为其他对象的容器,第四阶段完成,
