生产物流系统仿真与建模课程设计 多产品离散型教学教材.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教学教材
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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