1、生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 0990941101生产物流系统建模与仿真课程设计2012-2013 学年度第一学期姓 名 孙会芳 学 号 099094090 班 级 工 093 指导老师 暴伟 霍颖 生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 0990941102目录一、课程任务书.31.题目.32.课程设计内容33.课程设计要求44.进度安排45.参考文献4二、课程设计正文51、题目52、仿真模型建立5（1） 实体元素定义.5（2） 元素可视化的设置6（3）元素细节设计8(4 ) 模型运行和数据10（5） 模型代码12（6）模型改进163.实验感想17三、参考文献.18生产物流系统建模与仿
2、真课程设计 范琪 0990941103生产物流系统建模与仿真课程设计任务书1. 题目离散型流水作业线系统仿真2. 课程设计内容系统描述与系统参数：（1）一个流水加工生产线，不考虑其流程间的空间运输。（2）两种工件 A，B 分别以正态分布和均匀分布的时间间隔进入系统， A进入队列 Q1, B 进入队列 Q2，等待检验。 （学号最后位数对应的仿真参数设置按照下表进行）参数 学号工件0 1 2 3 4 5 6 7 8 9A（正态分布参数）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）B（均匀分布参数）（10，20）（11，20
3、）（12，20）（12，20）（11，18）（10，20）（11，20）（10，18）（11，20）（12，18）（3）操作工人 labor1 对 A 进行检验，每件检验用时 2 分钟，操作工人labor2 对 B 进行检验，每件检验用时 2 分钟。（4）不合格的工件废弃，离开系统；合格的工件送往后续加工工序，A 的合格率为 65%，B 的合格率为 95%。（5）工件 A 送往机器 M1 加工，如需等待，则在 Q3 队列中等待；B 送往机器 M2 加工，如需等待，则在 Q4 队列中等待。（6）A 在机器 M1 上的加工时间为正态分布（5，1）分钟；B 在机器 M2上的加工时间为正态分布（8，1
4、）分钟。（7）一个 A 和一个 B 在机器 M3 上装配成产品，需时为正态分布（5，1）分钟，装配完成后离开系统。（8）如装配机器忙，则 A 在队列 Q5 中等待，B 在队列 Q6 中等待。（9）连续仿真一天的系统运行情况，每个队列最大容量为 1000。生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411043. 课程设计要求根据上述系统描述和系统参数，应用 Witness 仿真软件建立仿真模型并运行，查看仿真结果，分析各种设备的利用情况，发现加工系统中的生产能力不平衡问题，然后改变加工系统的加工能力配置（改变机器数量或者更换不同生产能力的机器） ，查看结果的变化情况，确定系统设备的最优配置
5、。（1）每位同学必须独立完成课程设计任务，对照学号最后一位选择参数，不得抄袭或找人代做，否则成绩以不及格记。（2）课程设计说明书必须包括必要的文字描述、模型流程图、系统建立与运行过程中各环节的截图、模型代码和 Excel 格式的标准报告。其中截图主要包括模型建立、主要参数设置、系统运行、统计数据的截图。（3）课程设计说明书的装订顺序依次为封面、设计任务书、目录、正文、参考文献。（4）课程设计说明书以班级为单位进行汇总上交，上交时间为第 16 周周一下午，地点为 B-110，如有特殊情况需要推迟上交，务必做出说明，需在2013 年 1 月 10 日前完成上交。4. 进度安排本课程设计为期一周。进
6、度安排如下表所示。日期 任务周一周二 建立模型并运行，查看仿真结果周三周四 对系统进行改进，查看仿真结果周五 完成课程设计说明书5. 主要参考文献1 张晓萍，石伟，刘玉坤主编. 物流系统仿真. 北京：清华大学出版社, 2008.2 程光, 邬洪迈，陈永刚编著. 工业工程与系统仿真 . 北京：冶金工业出版社，2007生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 0990941105生产物流系统建模与仿真课程设计1、学号最后位数对应的仿真参数设置按照下表进行参数 学号工件0 1 2 3 4 5 6 7 8 9A（正态分布参数）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）（10，2）（10，3）（10，
7、1）（10，2）（10，3）（10，1）B（均匀分布参数）（10，20）（11，20）（12，20）（12，20）（11，18）（10，20）（11，20）（10，18）（11，20）（12，18）我取得是第一组，A（正态分布参数）：（10，1） 、B（均匀分布参数）：（10，20）2、根据以上条件建立以下仿真模型：（1）：实体元素定义根据课程设计任务书中的叙述，可对本系统有如下表所示的元素定义。元素名称 类型 数量 说明A Part 1 工件 AB Part 1 工件 BLabor1 Machine 1 工人 1Labor2 Machine 1 工人 2Q1 Buffer 1 Q1 队列Q2
8、 Buffer 1 Q2 队列Q3 Buffer 1 Q3 队列Q4 Buffer 1 Q4 队列Q5 Buffer 1 Q5 队列Q6 Buffer 1 Q6 队列M1 Machine 1 机器 1M2 Machine 1 机器 2M3 Machine 1 机器 3C1 Variable（type：real） 1 Q1 临时库存C2 Variable（type：real） 1 Q2 临时库存C3 Variable（type：real） 1 Q3 临时库存C4 Variable（type：real） 1 Q4 临时库存C5 Variable（type：real） 1 Q5 临时库存C6 Var
9、iable（type：real） 1 Q6 临时库存（2）：元素可视化设置各个实体元素的显示特征定义设置如下图：生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 0990941106A、 part 元素可视化设置设置其 Text、Icon，其方法和上图 part元素的设置一样。B、 buffer 元素可视化设置生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 0990941107设置其 Text、Rectangle，其中 text 设置方法和上图 part 元素的设置一样。后者设置方法如上图所示。同理设置 Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。C、 Machine 元素的可视化设置设置其 Text、Icon，其方法和上图 p
10、art元素的设置一样。 D、 Variable 元素的可视化设置设置其 Text、Value，如下图所示生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 0990941108同理建立其他元素。E、 界面上表格的建立过程设置其 Rectangle、Line，如下图所示：（3）元素细节设计。1、对 part 元素的细节设计，如下图所示生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411092、对 buffer 元素的细节设计同理设置 M13、对 machine 元素的细节设计生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411010对 labor1 的细节设计，如下图所示：同理设置其他其中 M3 和他们有
11、很大区别，其语句如下所示（4）模型运行和数据报告要观察连续仿真一天的系统运行情况，所以取 1440 仿真时间单位。得到生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411011以下结果。生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411012（5）模型代码ELEMENT NAME: AElement Type: PartType: Variable attributesGroup number: 1Inter Arrival Time: NORMAL (10,1,3)First Arrival at: 0.0Maximum Arrivals: UnlimitedInput / Outpu
12、t RulesOutput: PUSH to Q1_ELEMENT NAME: BElement Type: PartType: Variable attributesGroup number: 1Inter Arrival Time: UNIFORM (10,20,3)First Arrival at: 0.0Maximum Arrivals: UnlimitedInput / Output RulesOutput: PUSH to Q2_ELEMENT NAME: Iabor1生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411013Element Type: MachineQuanti
13、ty: 1Priority: LowestType: SingleCycle Time: 2.0Input / Output RulesInput: PULL from Q1Output: PERCENT /3 Q3 65.00 ,SHIP 35.00 Labor RequirementsCycle: labor1_ELEMENT NAME: labor2Element Type: MachineQuantity: 1Priority: LowestType: SingleCycle Time: 2.0Input / Output RulesInput: PULL from Q2Output:
14、 PERCENT /4 Q4 95.00 ,SHIP 5.00 Labor RequirementsCycle: labor2_ELEMENT NAME: M1Element Type: MachineQuantity: 1Priority: LowestType: SingleCycle Time: NORMAL (5,1,2)Input / Output RulesInput: PULL from Q3Output: PUSH to Q5_ELEMENT NAME: M2Element Type: MachineQuantity: 1Priority: LowestType: Single
15、Cycle Time: NORMAL (8,1,2)Input / Output RulesInput: PULL from Q4生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411014Output: PUSH to Q6_ELEMENT NAME: M3Element Type: MachineQuantity: 1Priority: LowestType: SingleCycle Time: NORMAL (5,1,2)Input / Output RulesInput: MATCH/ANY Q5 #(1) AND Q6 #(1)Output: PUSH to SHIPActionsF
16、inish: OP = OP + 1_ELEMENT NAME: OPElement Type: VariableQuantity: 1_ELEMENT NAME: Q1Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: C1=C1 + 1Output Option: C1=C1 - 1Search From: Front_ELEMENT NAME: Q2Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: C2=C2 + 1Output Option: C2=C2
17、 - 1Search From: Front_ELEMENT NAME: Q3Element Type: BufferQuantity: 1生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411015Capacity: 1000Input Option: C3=C3 + 1Output Option: C3=C3 - 1Search From: Front_ELEMENT NAME: Q4Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: C4=C4+ 1Output Option: C4=C4 - 1Search From:
18、Front_ELEMENT NAME: Q5Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: C5=C5 + 1Output Option: C5=C5 - 1Search From: Front_ELEMENT NAME: Q6Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: C6=C6 + 1Output Option: C6=C6 - 1Search From: Front_ELEMENT NAME: C1Element Type: VariableQu
19、antity: 1_ELEMENT NAME: C2Element Type: VariableQuantity: 1_ELEMENT NAME: C3Element Type: Variable生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 09909411016Quantity: 1_ELEMENT NAME: C4Element Type: VariableQuantity: 1_ ELEMENT NAME: C5Element Type: VariableQuantity: 1_ELEMENT NAME: C6Element Type: VariableQuantity: 1_（6） 模型优化由
20、图 15 可知，设备的闲置时间太多，不能有效利用，导致生产力不平衡以及生产率低下，故对系统以下的参数进行了调整：a、 将工件 B 的到达件数改为 2 件b、 将 A 在机器 M1 上的加工时间改为正态分布（7，1）分钟；B 在机器 M2 上的加工时间为正态分布（9，1）分钟。c、 将在机器 M3 上装配的成品的加工时间改为正态分布（7，1）分钟经过优化后，最后一天能生产 94 件（优化前为 88 件）产品！同时各个设备闲置率都大大降低了，其中 M2 的利用率高达 99%，如下图所示:生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 099094110173、实验感想通过本次试验，使我基本掌握了 witne
21、ss 软件的基本操作，同时也掌握了仿真元素的 display 设置以及 detail 设置，了解了 part 元素的被动以及主动模式的区别和使用场合的不同，掌握了 machine 元素 setup 设置和 breakdowns 设置，初步掌握了 labor 元素的调用方法和 pull、push 规则、 sequence、percent 规则等。通过这次仿真实验，也让都了解了仿真在现实生活与工作的重要应用，以及学习仿真系统的重要性。因为仿真这门技术对我我们在以后的工作中都有着重要的应用及意义生产物流系统建模与仿真课程设计 范琪 099094110184、参考文献1 张晓萍，石伟，刘玉坤主编. 物流系统仿真. 北京：清华大学出版社, 2008.2 程光, 邬洪迈，陈永刚编著. 工业工程与系统仿真. 北京：冶金工业出版社，2007
