生产物流系统仿真与建模课程设计 多产品离散型.docx
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生产物流系统仿真与建模课程设计多产品离散型
中北大学
课程设计说明书
学生姓名：
学号：
学院：
专业：
题目：
多产品离散型流水作业线系统仿真
指导教师：
2016年06月17日
1、课程设计步骤……………………………………………………………4
1.1模型建立………………………………………………………………4
1.2参数设置………………………………………………………………5
1.3模型运行………………………………………………………………10
1.4模型优化………………………………………………………………10
1.5数据统计………………………………………………………………11
2、总结…………………………………………………………………………12
3、参考文献……………………………………………………………………13
生产系统建模与仿真》课程设计题目
1.题目
运用Flexsim软件进行的多产品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）有三类工件A，B，C分别以正态分布、均匀分布和三角分布的时间间隔进入系统，A进入队列Q1,B进入队列Q2，C进入队列Q3等待检验。
（按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
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
正态分布参数
（10，1）
（11，2）
（12，3）
（13，1）
（14，2）
（15，3）
（16，1）
（17，2）
（18，3）
（19，1）
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）
C
三角分布参数
（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，操作工人labor3对C进行检验，每件检验用时3.5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%，C的合格率为85%，
（5）工件A送往机器M1加工，如需等待，则在Q4队列中等待；B送往机器M2加工，如需等待，则在Q5队列中等待。
C送往机器M3加工，如需等待，则在Q6队列中等待。
（6）A在机器M1上的加工时间；B在机器M2上的加工时间，C在机器M3上的加工时间，按照下表对应进行。
（学号首位数对应的仿真参数设置按照下表进行）
参数
学号
0
1
2
3
4
5
A
对数正态分布参数
（5，1）
（5，2）
（6，3）
（6，1）
（6，2）
（7，3）
B
对数正态分布参数
（10，2）
（11，1）
（12，2）
（9，2）
（8，2）
（13，2）
C
对数正态分布参数
（7，2）
（10，1）
（8，1）
（7，2）
（9，1）
（6，2）
（7）一个A、一个B和一个C在机器M4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Q7中等待，B在队列Q8中等待，C在队列Q9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。
3.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。
（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。
1课程设计步骤
1.1 模型建立
根据系统描述，通过对系统的分析，建正确的模型。
在标准实体栏中选择正确的实体，将其拖拽到正确的位置即可。
可设置一个发生器，在创建出发中设置工件A、B、C，九个暂存区用来存放等待的工件，一个暂存区存放已经加工完成的成品。
处理器一共有六台，三台用来检验工件是否合格，另外三台用来加工工件。
一个吸收器用来储存废品。
一台合成器用来装配产品。
实体建立完成后，下一步是根据临时实体的路径连接端口。
连接过程是：
按住“A”键，然后用鼠标左键点击发生器并拖曳到暂存区，再释放鼠标键。
模型建立如图1.1所示
图1.1建立模型
1.2参数设置
参数设置是对模型中的各实体参数按照系统描述所示进行设置。
双击标准实体，就弹出其参数设置窗口，在窗口中根据系统描述选择正确选项后点确定即可。
（1）发生器1的参数设置如下：
时间间隔为A正态分布（11，2）分钟，B均匀分布（11，20）,C三角分布（10，14，16），如图1.1所示，设置临时实体流表示工件离开分为三种，如图1.2，工件离开由不同颜色表示不同工件，通过触发器中创建触发设置，A黄色，B红色，C绿色。
如图1.3
图1.1工件发生器设置
图1.2工件临时实体流设置
图1.3工件触发器设置
（2）九个暂存区参数一致，最大容量为1000。
如图1.4所示：
图1.4暂存区的设置
（3）处理器的1参数设置，操作工人1对A检验用时2分钟，操作工人2对B检验用时2分钟，操作工人3对C检验，用时3.5分钟。
如图1.5。
不合格的工件废弃，输送至吸收器；合格的工件送往后续加工工序，A的合格率为65%，在临时实体流中设置，如图1.6。
B的合格率为95%，设置如图1.7。
C的合格率为85%，设置如图1.8。
图1.5检验1处理器设置
图1.6检验1的输出设置
图1.7检验2的输出设置
图1.8检验3的输出设置
（4）不合格废品输送到吸收器，设置如图1.9所示:
图1.9吸收器的设置
（5）对加工机器进行设置，A在机器M1上的加工时间对数正态分布（5，2），如图1.10；B在机器M2上的加工时间对数正态分布（11，1），如图1.11，C在机器M3上的加工时间对数正态分布（10，1），如图1.12。
图1.10机器M1的处理器设置
图1.11机器M2的的处理器设置
图1.12机器M3的处理器设置
（6）对装配的合成器进行设置，需时为正态分布（5，1）分钟，如图1.13。
成品设置成蓝色，设置如图1.14.装配完成后离开系统至暂存区20.
图1.13装配器M4的设置
图1.14装配器M4的设置
1.3模型运行
设置系统运行一天，1440分钟，运行情况如图1.15所示。
加工完成工件暂存在暂存区20内，完成28个；Q8、Q9均处于等待状态，Q8有14个工件在排队，Q9有5个工件排队。
图1.15模型运行
1.4模型优化
观察运行结果，发现工件A生产速度较B、C慢，导致装配机M4工作时，Q8、Q9常处于等待状态。
提高A生产速度，可调整工件A的进入系统时间间隔。
将工件A进入系统时间正态分布（11.2）改为（10，2），可提高生产速度。
1.5数据统计
将运行结果生成excel报告，如表1.1所示
表1.1数据统计
2、总结
在这次课程设计中，使用Flexsim软件进行系统仿真建模，Flexsim软件模型为3D形式，在设计系统时更加直观形象，中文版本使操作更加简单。
在建立模型中，发生器可通过发生器选项设置到达时间，通过临时实体流选项卡设置输出，通过触发器选项卡设置输出时不同实体的状态。
处理器可通过临时实体流设置输出，触发器设置不同实体状态。
生成数据为EXCEL表格模式，方面操作，直观形象。
系统运行中发现由于工件A加工速度慢，导致Q8.Q9中的工件B、C处于等待状态，拖慢系统速度。
可通过改变A的到达时间或增加加工A的机器改进。
参考文献
[1]张晓萍,刘玉坤主编.系统仿真软件Flexsim3.0实用教程.北京：
清华大学出版社。
[2]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。
《生产系统建模与仿真》课程设计题目
1.题目
运用witness软件进行的多产品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）有两类类工件A，B分别以正态分布（11，2）、三角分布（10，14，16）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。
（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85%，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（5.2）；B在机器M2上的加工时间（11，1）。
（7）一个A、一个B在机器M3上装配成产品，需时为正态分布（7，2）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。
1、元素的定义…………………………………………………………………16
2、模型的建立…………………………………………………………………16
2.1初步建立模型…………………………………………………………16
2.2零件的细节设计………………………………………………………17
3、模型的运行…………………………………………………………………21
4、数据的统计…………………………………………………………………21
5、模型的改进…………………………………………………………………22
6、总结…………………………………………………………………………22
7、参考文献……………………………………………………………………23
1.元素的定义
元素名称
类型
数量
说明
GJ1
Part
1
零件
GJ2
Part
1
零件
M1
Machine
1
机器1
M2
Machine
1
机器2
M3
Machine
1
机器3
Labor1
Machine
1
检验员1
Labor2
Machine
1
检验员2
Q1
Buffer
1
缓冲区
Q2
Buffer
1
缓冲区
Q3
Buffer
1
缓冲区
Q4
Buffer
1
缓冲区
Q5
Buffer
1
缓冲区
Q6
Buffer
1
缓冲区
2、模型的建立
2.1初步建立模型
如图2.1所示，建立模型，并对元素可视化设置。
图2.1建立模型
2.2零件的细节设计
（1）GJ1到达时间间隔正态分布（11，2）、如图2.2。
输出到Q1，如图2.3。
GJ2到达时间间隔三角分布（10，14，16），如图2.4，输出到Q2，如图2.5
图2.2GJ1的设置
图2.2GJ1输出设置
图2.3GJ2的设置
图2.4GJ2的输出设置
（2）对检验工人1进行设置，加工时间为2分钟，如图2.5。
合格率为85%，输入输出规则如图2.6.检验工人2加工时间为2分钟，设置如图2.7，合格率为95%，输入输出如图2.8。
不合格工件离开系统，输出到ship。
图2.5工人1的设置
图2.6工人1的输入输出设置
图2.7工人2的设置
图2.8工人2的输入输出设置
（3）对加工机器进行设置，A在机器M1上的加工时间（5.2）；如图2.9，输入输出设置如图2.10。
B在机器M2上的加工时间（11，1），如图2.11，输入输出如图2.12
图2.9M1的细节设置
图2.10M1输入输出设置
图2.11M2的细节设置
图2.12M2的输入输出设置
（4）对装配机器M3进行设置。
一个A、一个B在机器M3上装配成产品，需时为正态分布（7，2）分钟，设置如图2.11。
装配完成后离开系统，输出到ship，如图2.12。
图2.11M3的细节设置
图2.12M3的输入输出设置
（5）对队列Q进行设置，最大容量为1000，如图2.13。
图2.13队列的设置
3.模型的运行
模型运行情况如图3.1.。
黄色方块表示空闲，绿色表示忙。
运行一天1440分钟后，工人1、2均处于空闲状态，加工M1空闲，M2忙，Q5有等待工件8个，装配M3忙。
图3.1模型运行
4.数据的统计
全选模型，点击菜单reports中的statistics，生成数据表格，如表4.1。
生成图表如表4.2
表4.1数据统计结果
表4.2数据统计的分布图
5.模型的改进
根据统计结果可知，机器的空闲率较高，尤其是Labor1和labor2的繁忙程度低，导致生产力不平衡以及生产率低下，故对系统的以下参数进行调整：
调整机器的加工时间，使得机器A在机器M1上的加工时间为正态分布（18,1），B在M2上的加工时间为正态分布（20,2）,一个A和一个B在机器M3上的装配时间为为正态分布（18,2），检验工人labor1和labor2的检验时间均为正态分布（19,1），通过参数调整，来提高生产系统的效率，提高后生产统计如表4.3
表4.3优化后的数据统计
6.总结
这次课程设计中，应用witness软件进行多产品离散型流水作业线仿真，通过一系列细节设计，最后运行模型时发现了工件2生产速度慢的问题，导致工件1存在排队现象，拖慢生产进度。
利用仿真建模软件可以直观的找出系统中存在的问题，利于改进和系统优化。
7、参考文献
[1]王亚超，马汉武主编，生产物流系统建模与仿真。
科学出版社。
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