Witness物流系统建模与仿真.docx

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Witness物流系统建模与仿真

合肥工业大学管理学院

实验报告

课程名称：

物流系统建模与仿真

实验名称：

流水线仿真系统

专业：

11级物流管理

姓名：

XXXXXX

学号：

201-----

实验地点：

管理学院办公楼四楼实验室

实验时间：

年月日

指导教师：

一、实验目的

（1）part、machine、conveyor、labor实体元素、variable逻辑元素的使用；

（2）掌握可视化输入、输出关系的建立；

（3）掌握report工具栏的使用和分析，并根据分析，进行系统优化设计

二、实验设备

Witness2008EducationalVersion、PC机一台

三、实验内容

1、学习元素的定义

2、学习各元素可视化的设置

3、学习各元素细节的设计

4、运行模型

四、实验步骤

1.构建第一阶段（Stage1.mod）模型

1）定义元素

定义如下图所示的几个元素：

2）建模元素详细设计

这一阶段主要是输入机器加工时间、改变元素的名字

3）建立元素之间的逻辑规则

各个元素之间链接的逻辑规则，规则输入可以通过以下两种方法：

一是通过工具栏和鼠标，一是通过元素细节对话框。

下面以机器为例：

●点击选中Weigh图标，然后单击element工具栏中的visualinputrule图标，出现inputruleforweigh对话框：

●规则文本框的缺省值为pull――；

●在规则文本框中输入“PULLWidgetoutofWORLD”，定义了机器Weigh加工完成一个Widget之后，从本系统模型的外部WORLD处拉进一个Widget进行加工。

规则定义结果显示如图

4）运行模型

模型运行100分钟会有19widgets被加工完成。

2.构建第二阶段（Stage1.mod）模型

1）本阶段需要添加的机器为清洗（wash）、加工（produce）、检测（inspect），添加的输送带为C1、C2、C3，同时添加了一个逻辑元素――变量output，用于动态显示模型中加工完成的小零件的数量。

机器及输送带的名称见本阶段最后的图示，除去Wash加工时间为4外，其他机器的加工时间为3。

传送带的移动速度为0.5。

2）在designerelements窗口点击Vinteger（整数变量）图标，创

一个变量用来记录和显示Inspect机器的产量。

并将其命名为Output。

其细节实现为：

♦选中Inspect机器，双击其图标；

♦点击细节对话框中actionsonfinish按钮；

♦在规则编辑框中输入语句：

output=output+1；

3）键入控制零件流的输入和输出规则，与Stage1类似。

3.构建第三阶段（Stage1.mod）模型

在本阶段中，将假设Produce机器每加工完五个零部件就需要进行一次刀具的调整，调整时需要人员来参与，调整时间为12分钟。

构建本阶段模型需要在stage2的基础上，向模型中添加Labor元素，设置Produce机器的调整属性。

1）机器setup页框说明

Setup页框说明如图所示：

2）添加和设计labor型元素

♦从designerelements窗口中找到labor元素将其加入模型；

♦双击labor001图标得到元素明细对话框；

♦将其名字改为Operator,即labor→Operator。

3）加工机器调整设置（MachineProduceSetupdetail）

♦双击Produce图标得到对话框；

♦从对话框中选择setup页框；

♦点击add/remove…按钮进行调整的详细信息设置，本例中添加一个调整描述setupDescription：

SetupNumber1；

♦点击OK确认，返回setup页框；

♦设置setupNumber1如下：

调整模式setupmode：

no.ofoperations；

调整间隔次数No.of：

5；

调整时间setuptime：

12.0；

labor设定过程为：

选择laborrule按钮，在编辑框中输入规则。

默认值为NONE，输入“operator”。

加工完成的widgets的数量将会下降到12。

修改机器的调整时间值，结果可能为13widgets。

4.构建第四阶段（Stage1.mod）模型

假设Produce机器在工作一定的时间后，可能会发生意外的抛锚，其时间间隔服从均值为60分钟的负指数分布；每当机器抛锚时，都需要人员对它进行维修，维修过程所持续的时间受到故障诊断时间、故障排除的难易程序、维修人员的生理和心理状态的影响，呈现随机波动性，统计数据表明维修时间服从均值为10分钟、标准差为2分钟的对数正态分布。

1）机器breakdown页框说明

2）produce机器故障细节的设计

●双击Produce机器图标，选择Breakdown页框；

●点击add/remove按钮，用add项添加故障项目，缺省值breakdownnumber1；

●将breakdownmode改变成busytime；

●点击laborrule按钮输入需要的规则；

●删除默认值输入operator；

●点击editlaborrule对话框中的OK键确认；

3）将鼠标移到breakdowninterval窗口的timebetweenfailures字段，现在可以使用assistant工具栏，点击view/toolbars菜单将其激活，然后点击assistant。

●点击assistant工具栏中的distributions按钮

●选择NEGEXP分布，点击prompt按钮

●输入如下参数：

Mean=60,PRNstream=1

●点击OK确认

●点击repairtime

●点击assistant工具栏中的distributions按钮

●点击Lognorml分布，然后点击prompt

●输入以下参数：

Mean=10,StandardDeviation=2,PRNstream=2

4）运行结果如图所示：

5.构建第五阶段（Stage1.mod）模型

1）添加新元素并进行相应的设计

双击C2图标显示C2明细对话框，

♦输入数量quantity：

2；

♦点击OK确认

双击Produce图标，显示明细对话框

♦输入数量quantity：

2；

2）系统变量N：

保存当前元素下标的整型变量。

为了实现Produce

（1）仅仅向C2

（1）“拉”零件来加工，Produce

（2）仅仅向C2“拉”零件来加工，需要进行下面的步骤：

♦双击Produce机器图标显示generaldetail对话框；

♦点击对话框中的From…按钮，弹出机器的输入规则编辑框如图5.10所示；

♦输入规则“PULLfromC2（N）atFront”；

♦点击OK确认。

同时WASH机器上零件清洗完毕之后，将输出到C2两条链上队列较短的输送链上。

规则设计操作如下：

♦双击WASH显示general细节对话框；

♦点击output窗口的To按钮；

♦删除窗口顶部的默认规则，输入：

LeastPARTSC1

（1）,C2

（2）；

♦点击OK键确认；

♦点击OK确认以上操作。

3）模型运行与分析

●生产了94个widgets，比stage4增长了30.5％；Operator只有38%的闲置时间，工作效率提高了3.5个百分点；

●统计widget可以看出AveW.I.P为5.39，AveTime为36.58，分别是stage4的61.3％和53.4％。

6.构建第六阶段（Stage1.mod）模型

下面尝试增加produce机器抛锚的维修时间Repairtime，观察模型维修时间值的改变对产量的的敏感性。

●双击Produce图标显示明细对话框；

●选择Breakdown页框，将Repairtime的均值由原来的10增加到20，如下:

♦LOGNORML（20,2,2）

再在batch模式下运行模型500时间单位（运行前复位），然后检查输出结果统计报表：

●一共生产了93个widgets；

●Operator有17%的闲置时间；

由结果可知维修时间均值从10增加为20，只对产量产生很小的影响。

下面考虑继续提高维修时间均值。

●双击Produce图标显示general细节对话框；

选择repairtime将平均时间由20改为30，如下:

♦LOGNORMOL（30，2，2）

在batch模式下运行模型500时间单位，检查输出记录：

●共生产了83个widgets；

●Operator闲置时间为8%；

从结果中可以看出Produce机器的repairtime在20mins以内变化时，产量相应变化不敏感；当超过20mins时，repairtime的变化将引起产量的较大变动，所以repairtime范围应该尽量控制在20mins以下。

五、感想和体会

之前在“物流运作管理”那门课中就已经学习过了Witness软件的使用，因此当再次接触这个软件的时候不会像原来那样不知所措。

这次上机实验之后，对witness的运用更加灵活，尽管许多东西都是按照“指南”一步一步做下来的，但是一些原有的问题得到了解决，对一些软件的实现原理，合理性与不足有了更多和更深的认识。

比如，对于给元素建立逻辑关系，之前的做法大多是通过编写代码实现的，尽管在这次实验中也有很多步骤需要用代码实现，但是它也提供了一种更加直观的方法，即通过软件提供的更加形象的工具实现。

此外，这次试验加深了我对witness在生产中的重要作用。

通过合理的初始条件对现实的生产作业进行模拟，根据模拟结果对现实生活中的作业提供依据，有利于企业认识到生产中存在的问题，促使企业调整生产计划，从而降低成本，提高企业的利润。