生产建模与仿真课程设计在flexsim环境下课设生产系统建模与仿真.docx

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生产建模与仿真课程设计在flexsim环境下课设生产系统建模与仿真

1课程设计任务书........................................................2

2平行顺序移动法.....................................................................3

3工序内容分析.....................................................................6

4各类方案设计.....................................................................7

4.1传统方案：

总时间最短法..................................................7

4.2自行设计方案：

.....................................................................8

4.2.1有批量无等待时间方案.................................................8

4.2.2有批量等待时间最小方案.................................................12

5各类方案的分析和其适用处合.............................14

课程设计任务书

学生姓名：

专业班级：

工业工程0702

指导教师：

工作单位：

机电工程学院

题目:

《生产系统建模与仿真》课程设计

初始条件:

现要加工10个相同零件，共8道工序，工序如下：

工序一12分钟，两台可用设备备

工序二12分钟，两台可用设备

工序三10分钟，一台可用设备

工序四17分钟，一台可用设备

工序五15分钟，一台可用设备

工序六8分钟，一台可用设备

工序七22分钟，三台可用设备备

工序八5分钟，一台可用设备，与以上工序无先后之分

以上两工序之间无先后之分

以下三工序之间无先后之分

请设计一种你以为宜的方案，说明设计方式、进程、理由、结果，并输出该方案的总加工时间、总设备等待时间、总设备闲置时间，flexsim仿真结果，工序图、和方案分析报告。

指导教师签名：

年月日

系主任（或责任教师）签名：

年月日

2.平行顺序移动法

在对工序进行具体的分析之前，首先用最多见的平行顺序移动法进行加工，具体的工序图如下

有工序图可得：

总加工时间=254

总设备等待时间=2×9+9×9+12×9×3=138

总设备闲置时间=12+24+34+51+66+74+79+96=436

利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，布置图如下：

运行后可得标准报告表和状态报告表。

见下

Flexsimsummaryreport

ModelClock:

254.000

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now

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max

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Queue2:

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0.83

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1.84

Processor9:

0.81

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1.68

31.5

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0.83

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Processor13:

0.68

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0.35

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Processor17:

0.22

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0.43

Processor21:

Queue22:

Sink23:

Flexsimsummaryreport

ModelClock:

254.000

idle

processing

busy

blocked

generating

empty

collecting

releasing

waiting_for_operator

Source1:

0.00%

Queue2:

0.00%

100.00%

0.00%

Processor3:

0.00%

100.00%

0.00%

Processor4:

0.00%

100.00%

0.00%

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0.00%

100.00%

0.00%

Processor6:

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83.30%

0.00%

Processor7:

16.70%

83.30%

0.00%

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0.00%

22.80%

0.00%

77.20%

0.00%

Processor9:

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80.60%

0.00%

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0.00%

25.10%

0.00%

74.90%

0.00%

Processor11:

16.70%

83.30%

0.00%

Queue12:

0.00%

100.00%

0.00%

Processor13:

31.50%

68.50%

0.00%

Queue14:

0.00%

100.00%

0.00%

Processor15:

64.80%

35.20%

0.00%

Queue16:

0.00%

100.00%

0.00%

Processor17:

78.40%

21.60%

0.00%

Queue18:

0.00%

100.00%

0.00%

Processor19:

53.60%

46.40%

0.00%

Processor20:

56.70%

43.30%

0.00%

Processor21:

0.00%

Queue22:

0.00%

100.00%

0.00%

Sink23:

0.00%

第二个表只给出部份表格，其余的部份都为零。

（下同）

从上表可以看出平行顺序所带来的坏处：

1.设备等待时间太长；

2.加工进程中运输频繁。

长处：

1.工件加工按顺序，有规律可循，同机会床的布置和连接较为简单；

2.可适应于流水线大量量生产。

3工序内容分析

所需加工的零件个数为10个，总共有8道工序，其中共需要用到12台机床，那么各类设备分析如下表所示：

工序号

设备数量

加工时间

没个工序至少所需要的加工时间（总时间）

100

170

150

73.33333333

注:

各工序总加工时间=加工时间*工件数量/各工序设备数量

由以上信息可得：

1各个工序的加工时间从50到170，中间浮动很大，因此可以考虑通过混合加工方式，使工序间穿插进行。

2其中第四道工序加工时间为170分钟，时间最长，较容易产生加工瓶颈，因此考虑越早加工该工序越好。

工序间的前后顺序关系如下表所示

工序顺序

并列工序

工序一

工序二

工序四

工序七

工序三

工序五

工序六

其中工序八可以任意放置，暂时不考虑其顺序

又由上表可得，加工瓶颈工序四之前共有：

工序一工序二和工序三共三种工序，因此，考虑设定某一工件的加工路径为：

工序一——工序二——工序三——工序四（其中工序二和工序三的顺序可以任意调换），这样一来，在工序四之前只需等待12+12+10=34min，若是可以保证工序四持续加工，那么前4道工序的总耗历时间：

34+17*10=204min

那么综合考虑，设计各个零件的加工工序图如下图所示：

4各类方案设计

4.1总时间最短法

总加工时间=226总设备等待时间=2+2=4

总设备闲置时间=12+12+22+34+34+72+121+116+170+154=747

可以看到该方案的优缺点如下：

长处：

1总加工时间最短，零件高效加工

2等待时间较短，适用于设备开启比较昂贵的加工。

缺点：

1工件流程杂乱无章每一个工件都有不同的加工线路，设计繁琐。

2物流进程复杂总共10个工件，就需有十种不同的机流动方式，机床加工设备计划十分不便。

3设计和实施的额外费用可能会很高

考虑到物流和机床布置的繁琐程度，不考虑应用此方案，但该方案的设计可以给咱们的设计带来思路，即：

1尽可能使第四道工序及早加工

2加工时尽可能避免出现过于混乱的布置，这就要求工件最好能按必然的顺序进行加工

4.2自行设计方案

4.2.1有批量无等待时间方案

再吸取了适才两次设计的经验教训以后，我的下一个加工方案应该具有：

工件按顺序

工序四尽量提前；

在等待时间最小的前提下是加工时间最小

那么通过详细分析画草图和挑选，最终取得的加工工序图如下所示：

有工序图得：

总加工时间=250

总设备等待时间=0

总设备闲置时间=12+24+14+36+44+83+164+128+131+200=836

按照工序图所设计的机床布置：

加工运行后所取得的标准报告表和状态报告表数据：

Flexsimsummaryreport

ModelClock:

250.000

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now

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Processor2:

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3.6

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0.49

Processor7:

0.77

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0.83

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Queue17:

0.1

2.1

Queue18:

0.07

1.5

Processor9:

0.46

Processo10:

0.29

Processor11:

0.25

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1.29

31.7

Processor12:

0.2

Queue26:

Sink27:

Queue1:

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0.53

7.6

Queue5:

Queue43:

0.22

8.33

Queue49:

0.27

Queue21:

1.21

22.9

Queue51:

0.71

15.71

Queue11:

0.74

13.2

Flexsimsummaryreport

ModelClock:

250.000

idle

processing

busy

generating

empty

releasing

Source1:

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0.00%

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0.00%

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0.00%

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19.10%

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0.00%

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12.30%

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0.00%

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0.00%

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65.40%

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0.00%

100.00%

0.00%

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0.00%

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50.90%

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0.00%

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Queue16:

0.00%

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0.00%

Queue17:

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10.10%

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6.90%

Processor9:

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46.20%

0.00%

Processo10:

71.30%

28.70%

0.00%

Processor11:

75.10%

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0.00%

Queue23:

0.00%

55.90%

44.10%

Processor12:

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20.00%

0.00%

Queue26:

0.00%

100.00%

0.00%

Sink27:

0.00%

Queue1:

0.00%

100.00%

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47.20%

52.80%

Queue5:

0.00%

100.00%

0.00%

Queue43:

0.00%

78.30%

21.70%

Queue49:

0.00%

73.30%

26.70%

Queue21:

0.00%

30.70%

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Queue51:

0.00%

52.90%

47.10%

Queue11:

0.00%

34.60%

65.40%

有上述数据分析该方案的特点：

1一共十个工件，分成了四个批量，别离是1,35,7,92,46,8,10一共四个批量，而且依照既定的顺序，各个批量别离加工，而批量中的工件顺序始终维持不变。

2从工序布置可以看到，每一个批量依照必然的顺序进行加工，比较有规律可循。

3总等待时间为0，避免了机床的空运作现象。

同时也应该注意到的是：

1机床布置比较杂乱，虽然比总加工时间最小的方案要好，可是一单工件数过量，本钱自然会上升。

2注意到的是，总加工时间为250分钟，相对于最优化的时间226分钟多出了24分钟的时间，而其加工总时间和顺序平行加工的254分钟相较，仅仅提起了4分钟算了。

3进一步推寻原因，发现第八道工序，占用了过量的额外时间，使总加工时间整整延后了12分钟的时间，而延后的原因则是我在设计时过于追求机床的等待时间为0，使整个加工时间受到了不小的影响。

因此，考虑设计一种加工方式，它需要知足的条件是：

1.在依照批量的前提下，使总的加工时间最小；

2.在总的加工时间最小的前提下，尽可能使物流合理化。

4.2.2有批量等待时间最小方案

有上述条件则可设计出工序图如下

利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下：

运行后得标准报告表和状态报告表数据如下：

Flexsimsummaryreport

ModelClock:

235.000

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Processor1:

Processor2:

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