系统仿真软件实验报告实验报告.docx
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系统仿真软件实验报告实验报告
商学院
学生实验报告
课程名称：
系统仿真软件实习
学生姓名：
专业班级：
BE1007
学生学号：
04
指导教师：
严浩云
2013-2014学年第一学期
商学院实验教学中心制
实验一：
桌子加工厂仿真模型
实验项目名称
桌子加工厂仿真模型
实验学时
20
同组学生姓名
实验地点
408
实验日期
12月30日——1月2日
实验成绩
指导教师
严浩云
一、实验目的和要求
通过本仿真模型的建立，熟悉eM-plant软件环境及基本建模对象。
二、实验环境与条件
计算机、eM-Plant仿真软件
三、实验内容
仿真一家制造桌子的工厂，其产品（桌子）是由一个桌面与四只桌角组合而成，桌面与桌角为购入材料，此工厂的生产线仅对其作组装及相关处理。
首先桌面进入桌面存放区存放，然后依序在锯开站，铣床站，喷漆站处理，继而进入质量检验站接受检验。
若检验合格则送至组装站与桌角组装；若检验不合格则回流到喷漆站再处理。
另一方面，桌角进入桌角存放区存放，然后被送上传送带运送到暂存区存放，以备送入组装站与桌面组装。
在组装站上，一个桌面与四个桌角组合成一个桌子后，进入包装站包装，最后送至发货站运离系统。
四、实验报告
1、贴图展示桌子制造系统仿真模型效果，包括铣床车间、涂漆车间、组装车间、包装车间和发货车间的分层模型；
2、记录桌子制造系统仿真模型的建模过程，描述所用到的对象、方法；
3、贴图展示实验结果。
图1铣床站的详细细化模型
1.铣床站建模分析
层式结构的使用
由于在整个桌子的加工过程中铣床站的加工工艺流程较为复杂，为了使用户更为清晰地了解铣床站工作流程方式，本次桌子加工厂的仿真采用了EM-plant7.0中的层阶式结构方法对铣床站进行细化的分析，在mill的frame中建立2个interface作为进口以及出口，细化铣床站的工作模式，一个FlowControl，两个SingleProc。
前者用来实现材料加工时的分流，在ExitStrategy分类页Strategy变更成Percentage，按照要求实现2个SingleProc的材料分配问题。
复制frame1更名为plant1即桌子加工厂的一个简单的流程模型。
再将plant1中的铣床站的部分删除，将已经细化了的铣床站加工模型mill复制到桌子加工厂的简单流程模型里，这样用户在需要查看铣床站的工作模式时就可以点击mill项目进行观察分析，这就是形成了所谓的层式结构，把复杂的桌子加工厂模型简单化，再将每个工作车间进行细化，成阶梯状层层深入。
图2铣床站的详细细化运行模型
图3涂漆车间
2.涂漆站建模分析
1）对桌面进行质量检验后实现分流
由于是对喷漆质量的检验，所以如果不合格是可以返工重来的，从而对从铣床那来的桌面进行喷漆后进行检验，如果合格则进入合格区；如果不合格则通过不合格区到达一个缓存区，待喷漆机闲置时重新加工。
2）对桌面的涂漆颜色进行指派
由于桌面颜色是不同的，一共有5种，而每种颜色的需求大致相同，所以可以这样模拟，喷漆机喷漆时喷的第一台为蓝色，第二台为红色，第三台为棕色，一直到所有颜色喷完为止，最后再重复循环颜色顺序。
图中MethodColor的作用是为Lacquer实现喷色模拟，这个Method是利用ColorTable中的颜色，实现每种颜色出现一次，然后无限循环直到模拟结束。
图4涂漆车间运行图
图5组装车间
3.组装站建模分析
1）运用Method方法实现桌面与桌脚的组装
桌面与桌脚的组装应该由一张桌面加四条桌腿实现，所以当桌面喷漆检验完成后装入托盘由主入口进入转配车间，四条桌腿由传送带送入装配车间，当一张桌面和四条桌腿全部到位后才能进行装配，装配完成由主出口进入下道工序。
在名为Assembly_test的Frame中建立桌面和桌脚的进料点，将桌板及桌脚移至定位，之后各桌脚就定位后即进行安装之动作，将各对象都送入组装站处理，处理完组装动作后将对象送离系统。
将Source属性Attibutes中的MU选择钮设置桌面和桌脚的mu对象。
设置Assembly中的method，将桌面与桌脚进行运输定位后，等到各站对象都到齐，先将桌面TableTop在Set中等候托盘，之后当托盘到LoadingStat时，再将桌面TableTop移到LoadingStat上的托盘中，之后进入Assembly站中，进行桌面TableTop与桌脚Leg之组装。
这样就实现了桌面和桌脚的组装。
2）运用Method方法实现将桌面放置到托盘中，在桌面与桌脚组装后再将桌子与托盘分离。
由喷漆车间完成的桌面进入装配车间后先在装盘区停留后，再通过载入区进入安装区，安装完成后进入卸盘区，托盘与桌面分离，桌子进入等候区等待进入下一步骤，托盘由皮带再次返回装盘区。
MethodLoad模拟的是在皮带上托盘已就位以及产品已进入装盘区（Set），再进行装盘。
MethodUnload模拟的是UnloadingStat工作站调用unload把托盘与产品分开，把托盘重新送上皮带以及把成品送入等待区。
图6组装车间运行图
图7包装车间
4.包装站建模分析
1）运用ShiftCalendar对象实现机器的排班
建立frame_9建立简单的包装站模型，建立shiftCalendar和E1的相关联系，在时间安排表中输入各班起始时间及终止时间（HH:
MM）。
选择一星期中运作几天。
（X代表选择运作）
输入中断时间，如休息时间及吃饭时间，若同一时段有许多暂停时间，则再输入时间时，用分号加以区隔开。
选取Buffer对象，设置暂存区大小，在packing对象中设置与ShiftCalendar的联系即利用ShiftCalendar所设置的工作安排表运行E1对已经组装好的桌子进行包装处理。
2）运用Trigger对象实现机器的排班
先设置Trigger中Type属性，从TimeSequence表格中设定其时间值及传递值。
选取Value并输入其值到ValueTable，随后通过Combination选项进行时间的设定，随后设定触动机制，以布尔值Boolean，布尔值这类二元性，True及False，以0与1代表其2种状态，实现代表状态之切换，这里的状态即机器的运作与暂停，当然在运行之前要进行trigger的相关参数的设定，在建立触发器和PauseCtrl的关系后，运用PauseCtrl对象方法，对Trigger所传递之值进行判断，实现机器的相应动作效果。
图8包装车间运行图
图9发货车间
5.发货站建模分析
实现对不同颜色桌子的统计
先在Shipment中建立PartStatistics表格，依次设立颜色和数量统计栏目，设置Evalute之Method用以接受外部桌子的信息，然后把信息交以PartMethod对象进行处理，而PartMethod以前面建立的PartStatistics表格为基础，在表格中寻找相应的颜色，在统计栏中进行数量的累加，这样进行桌子颜色的汇总，并且进行数量的统计。
图10发货车间
图11桌子制造系统仿真模型
实验二：
综合应用案例模型
实验项目名称
综合应用案例模型
实验学时
12
同组学生姓名
实验地点
408
实验日期
1月3日——1月6日上午
实验成绩
指导教师
严浩云
一、实验目的和要求
通过本仿真模型的建立，熟悉Experiment对象的使用，并会简单分析实验结果。
二、实验环境与条件
计算机、eM-Plant仿真软件
三、实验内容
仿真某小型制造系统，其平面布置如下图所示：
该制造系统可制造3种不同的零件，各种零件的加工工序和加工时间如下表所示（加工时间均服从三角分布）：
零件
制造单元
（时间）
制造单元
（时间）
制造单元
（时间）
制造单元
（时间）
制造单元
（时间）
1
Cell1（6,8,10）
Cell2（5,8,10）
Cell3（15,20,25）
Cell4（8,12,16）
2
Cell1（11,13,15）
Cell2（4,6,8）
Cell4（15,18,21）
Cell2（6,9,12）
Cell3（27,33,39）
3
Cell2（7,9,11）
Cell1（7,10,13）
Cell3（18,23,28）
要求生产某种零件的订单随机到达系统，到达的时间间隔服从均值为13的负指数分布。
对三种零件需求的情况是：
零件1占26%，零件2占48%，零件3占26%。
零件在制造系统中按顺时针方向移动，在相邻两个制造单元之间的移动时间为2分钟。
现希望通过仿真了解系统中各个制造单元的设备利用率、零件在各个制造单元前等待被加工的平均等待时间、零件在系统中的平均逗留时间（即零件从进入系统，到零件完成各个加工工序后离开系统的时间）。
请完成该系统的仿真建模，并完成下面的实验思考题。
四、实验思考题
1．模型中如何设置三种零件的不同的加工工序？
如何设置三种零件的随机到达分布，以及它们的比例？
答：
运用method方法实现零件按不同的加工顺序依次经过各台机器。
Leave对象将指派给Source对象以及各个制造单元的Entrance事件，当表示零件的MU进入当前制造单元时，将触发Leave单元中的程序Distribute对象的作用是决定零件的流向。
它指派给FC1,FC2,FC3,FC4四个对象离去策略，负责根据MU的加工工序，判断零件的下一个流向。
2．模型中收集了哪些统计数据？
请列出它们的变量名，并说明其含义。
请运行5次仿真模型，每次运行时间为5天，分别列出这些统计数据的运行结果。
这些结果是否相同？
为什么？
你认为应该如何提高运行结果的可靠性？
答：
SumStayTime对象用于记录零件在模型中的总逗留时间。
AvgStayTime对象用于记录零件在模型中的平均逗留时间。
Sumcell1Time，Sumcell2Time，Sumcell3Time，Sumcell4Time对象分别用于记录进入制造单元1，制造单元2，制造单元3和制造单元4的零件的总等待时间。
Avgcell1Time，Avgcell2Time，Avgcell3Time，Avgcell4Time对象分别用于记录进入制造单元1，制造单元2，制造单元3和制造单元4的零件的平均等待时间。
第一次运行：
第二次运行：
第三次运行：
第四次运行：
第五次运行：
五次运行的结果不相同，因为零件的进料是随机产生的，而三种零件的加工顺序和工艺不尽相同，所以在总的系统逗留时间和各个设备的运行时间不同，这就是仿真结果不同的根本原因。
首先可以根据仿真的要求细化仿真对象，考虑得更加全面切合实际的系统，再次，可以增加仿真天数，再用统计软件进行多方面的数据汇总工作，结合数学原理，减小仿真系统和实际系统之间的误差
3．请分别运行10次、20次、50次仿真实验，每次运行时间为5天，请记录零件平均逗留时间的均值、标准差、90%置信区间。
观察不同实验次数所对应的标准差和置信区间半宽，变化有何规律？
为什么？
4．请绘制一张Chart1对象生成的运行结果图（运行时间为5天），这张图反映的是哪个变量的变化情况？
你认为根据这张图，仿真的预热时间大约是多少？
实验三：
银行排队系统仿真模型
实验项目名称
银行排队系统仿真模型
实验学时
8
同组学生姓名
王正兰，许晴，徐肖桦
实验地点
408
实验日期
1月6日下午——1月7日
实验成绩
指导教师
严浩云
一、实验目的和要求
通过本仿真模型的建立和分析，提高学生应用eM-Plant仿真软件的能力。
二、实验环境与条件
计算机、eM-Plant仿真软件
三、实验内容
用仿真方法比较银行的不同排队规则对系统性能输出的影响。
某银行有两个服务窗口，服务时间都服从均值为8分钟的负指数分布。
顾客的到达为泊松流，平均到达率为0.2位/分钟。
现有两种不同的排队规则：
一种是顾客到达后排一个队列（按先到先服务规则排队），当两个服务窗口中有一个空闲时队列中的第一个顾客上前接受服务；另一种是顾客到达后随机地选择一个服务窗口进行排队（按先到先服务规则排队），形成两个队列。
请用仿真方法计算两种排队规则情况下，每天完成服务的顾客平均人数和90%置信区间（每天仿真实验的时间为8小时，实验50次）。
四、实验报告
1、贴图展示所建立的银行排队系统仿真模型；
2、描述所用到的对象、方法，以及它们的作用；
3、贴图展示仿真实验结果，并定性地分析两种排队规则对顾客服务水平的影响。
图11第一种队列
图12第二种队列
图13第一种队列的运行结果
图14第二种队列的运行结果
实验课程小结
通过两周的实训课程，我在老师和同学的帮助下完成了三个仿真系统模型。
系统仿真技术作为现代企业科学管理技术之一,是将对象系统模型化,把模型作为
实验装置,用来分析已存在的或计划中系统的一种技术。
系统仿真是工程师、经
理和决策人对提出的关于操作、流程、或是动态系统的方案进行试验、评估、以
及视觉化的工具。
计算机仿真的特征是系统本身不必实装就可以进行实验。
它在
减少损失、节约开支、缩短开发周期、提高生产效率、提高产品质量等方面起着
重要作用。
通过对em-plant软件的学习我们意识到利用该仿真软件可以在不组
装实际系统的情况下，进行实验，可以在短时间、低成本下运行，而且不给现行
系统带来任何中止或破坏的危险。
物流设备及人员的配置、物流工程系统构成等
等是一个空间、时间与随机变量交错的复杂系统，几乎不能用方程式、或简单的
表计算来解开这些难题，而仿真技术对解开这些难题非常有效。
通过该软件的
系统仿真，我们可以轻松的解决瓶颈囗在哪儿，资源配置是否合理等问题，可以
通过动画功能可视化，方便沟通经营者、管理者和操作者之间的意见，从而加快
决策速度。
当然，在这次实训中，还有许多不足，很多具体的操作环节还没有搞懂，
因为相应步骤只要做了就能得分，就没有再去追究，这种得过且过的作为以后要
改正。
对于仿真实训，是很好的事，可以让学生更好的理解相关知识，了解相
关软件的操作;当然，能亲手在真正的仪器上进行实验操作就更好了。
不过仿真
软件有很多欠缺之处，而且在实训过程中应该给学生一些自由活动的时间，不然
容易疲倦。
对于仿真实训中一直和我们在一起的严老师我深表感激，在百忙之际，
不辞辛苦的和我们一起渡过了这紧张的五天，不时的督促我，才使得我没有虚度
这五天，真正的学到了不少知识。
所以，谢谢严老师。
以上就是我对通过这五天的仿真实训后的心得与体会。
希望以后优点继续
发扬，缺点坚决改过。
商学院实验课程成绩评定表
序号
评价项目
内容描述
标准
得分
1
平时考核
20%
考勤
日常考勤，缺勤一次扣2分，迟到早退扣1分
10
2
上课纪律
无违反实验室规章制度和课堂纪律的行为
5
3
环境卫生
实验机位保持环境整洁，无影响实验教学环境的行为
5
4
实验过程
50%
实验一
桌子加工厂仿真模型
20
5
实验二
综合应用案例模型
20
6
实验三
银行排队系统仿真模型
10
7
实验报告
30%
字数不少于3000字
5
9
建模过程描述清晰，实验思考题回答正确
15
10
实验小结有心得体会
10
总评成绩：
评分教师签名：
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