系统仿真课程研发设计简单生产加工.docx
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系统仿真课程研发设计简单生产加工
系统仿真课程设计
————简单生产加工系统仿真
指导老师:
姓名:
专业:
工业工程
学号:
200906070228
大连理工大学
课程设计题目生产加工系统仿真
1课程设计目的
1.1.掌握Witness软件的基本使用方法；
1.2.了解生产加工系统设计；
2准备知识
2.1Witness仿真软件认知
Witness是LannerGroup公司主要针对离散事件系统的可视化交互型仿真软件。
其功能包括投资项评估、现有设备改进、参数变化管理等。
Witness使用简单，模型可分阶段建立，而且在模型运行时可随时改变。
它广泛应用于制造业、服务业建模与控制仿真。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
Witness主要特点：
交互式面向对象的建模环境；实时的彩色动画演示；直观灵活的报告输出；建模、仿真运行可交叉进行；丰富的模型元素（物理元素、逻辑元素）；友好的交互界面。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
2.2Witness的模型建立
1）建立步骤：
①确定目标；②决定模型中细节的范围和等级；③收集数据；④构造模型；⑤运行模型；⑥测试模型；⑦显示结果。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
2）构造模型：
①Witness的元素，②离散元素的建立、定义与连接。
3课程设计内容与步骤
3.1基本资料
有两种不同的零件需要在不同的机器上加工，加工完毕后需要在同一机器上检验是否合格。
若合格则产品直接送到第一号商店出售；对不合格的两种零件，需要在另外一台机器上进行再加工，经过再加工后，若合格则送到第二号商店出售，若产品不合格，则要报废处理。
具体细节是：
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
A、两种零件分别是：
PartA、PartB，不同零件的到达时间是不同的，PartA的到达时间服从指数分布Expo（5）；PartB的到达时间也服从指数分布Expo（30）；彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
B、对于PartA、PartB这两种不同零件是在不同机器上加工，它们加工时间是不同的，对PartA的加工时间服从三角分布Tria（1，4，8）；对PartB的加工时间也服从三角分布Tria（3，5，10）；謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
C、对于两种零件是在同一台机器上检查的，但检查时间不同。
对PartA的检查时间服从三角分布Tria（1，3，4）；对PartB的检查时间服从正态分unif（4，6）；厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
D、经过第一次检查，合格率达91%，不合格为9%；
E、对两种零件的再加工是在另外的机器上进行的，两种零件再加工的时间服从相同的负指数分布Expo（45）。
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
F、再加工后，合格率达80%，不合格为20%；
G、从零件到加工机器的输送过程消耗的时间是2个时间单位；从加工机器到检查机器消耗的时间也是2个时间单位；从检查机器到报废处理器、到商店消耗的时间也是2个时间单位。
试解决下列问题：
鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
（1）试采用Witness建立仿真模型；
（2）针对上面参数，做14400分钟的仿真实验，分别计算两种零件在系统中的平均等待时间和平均逗留时间；分别计算两种零件进入系统的个数和离开系统的个数；籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
（3）针对上面参数，做14400分钟的仿真实验，分别计算加工PartA处、加工PartB处实体平均等待时间和平均等待数目；计算检验台处实体平均等待时间和平均等待数目；计算再加工处实体的平均等待时间和平均等待数目；預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
（4）若不考虑输送过程消耗的时间，上述参数如何变化？
（5）若PartA、PartB的到达均服从负指数分布Expo（30）,上述参数如何变化？
3.2建立仿真模型
3.2.1定义元素（define）
本系统的元素定义如表1所示。
表1元素定义
元素名称
类型
数量
说明
PartA
Part
1
零件A
PartB
Part
1
零件B
Machine1
Machine
1
加工机器1
Machine2
Machine
1
加工机器2
Machine3
Machine
1
加工机器3
inspection
Machine
1
检验机器
path1
path
1
运输零件
path2
path
1
运输零件
path3
path
1
运输零件
path4
path
1
运输零件
path5
path
1
运输零件
path6
path
1
运输零件
path7
path
1
运输零件
path8
path
1
运输零件
path9
path
1
运输零件
path1
path
1
运输零件
Shop1
Buffer
1
商店1
Shop2
Buffer
1
商店2
Recycle
Buffer
1
废品回收站
Inspector
Labor
1
检验员
Process_time
Attribute
1
参数
3.3元素可视化（display）的设置
各个实体元素的显示特征定义设置如图1所示。
图1可视化设置
1part元素的可视化设置
1）选择系统菜单view/picturegallery在空图片框内import需要的图片；
2）对part可视化；（如图2）
3）对partA元素可视化（如图3）
图2partA可视化图2partA元素可视化
1）选择系统菜单view/picturegallery在空图片框内import需要的图片；
2）对part可视化；（如图3）
3）对partB元素可视化（如图4）
图3partB可视化图4partB元素可视化
2对buffer元素可视化的设置
在元素选择窗口分别选择shop1、shop2、Recycle元素，鼠标右键点击display，设置它的count形式；如图5~7渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
图5shop1可视化图6shop2元素可视化
图7Recycle元素可视化
3machine元素可视化设置
分别对Machine1元素、Machine2元素和Machine3元素设置他们的name、icon和partqueue。
（如图8~10）铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
图8Machine1元素可视化图9Machine2元素可视化
图10Machine3元素可视化
4对converyor元素可视化的设置
分别选择path1~path9设置它们的name、path。
（如图11，12）这些图形全部一样，除了名字。
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
图11path1可视化图12path1元素可视化贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
5对Labor元素可视化的设置
Inspector，设置name、idle的参数，如图13、14
图13Inspector可视化图14Inspector元素可视化坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
3.4各个元素细节设计
1对Part元素partA，partB细节设计
ELEMENTNAME:
partA
Arrivals
Type:
Active
MaximumArrivals:
Unlimited
FirstArrivalat:
0
Iputtomodel
InterArrivalTime:
NEGEXP（5）
Lotsize:
1
Input/OutputRules
Output:
PUSHtopath1
（1）atRear
_____________________________________________________________蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
ELEMENTNAME:
partA
Arrivals
Type:
Active
MaximumArrivals:
Unlimited
FirstArrivalat:
0
Iputtomodel
InterArrivalTime:
NEGEXP（30）
Lotsize:
1
Input/OutputRules
Output:
PUSHtopath2
（1）atRear
2对Machine元素Machine1、Machine、Machine和Inspection细节设计買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
Genetal
ELEMENTNAME:
Machine1
Quantity:
1
Priority:
Lowest
Type:
Single
InputfromPULLfrompath1
（1）atFront
CycleTime:
TRIANGLE（1,4,8）
Input/OutputRulesPUSHtopath3
（1）atRear
_____________________________________________________________綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
Genetal
ELEMENTNAME:
Machine2
Quantity:
1
Priority:
Lowest
Type:
Single
InputfromPULLfrompath2
（1）atFront
CycleTime:
TRIANGLE（3,5,10）
Input/OutputRulesPUSHtopath4
（1）atRear
_____________________________________________________________驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
Genetal
ELEMENTNAME:
Machine3
Quantity:
1
Priority:
Lowest
Type:
Single
InputfromPULLfrompath5
（1）atFront
CycleTime:
NEGEXP（45）
Input/OutputRulesPUSHtopath6
（1）atRear
_____________________________________________________________猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
Genetal
ELEMENTNAME:
Inpection
Quantity:
1
Priority:
Lowest
Type:
Single
InputfromPULLfrompath3
（1）atFront,path4
（1）atFront,path6
（1）atFront锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
CycleTime:
process_time
Actionsonstart
IFICON=24
process_time=TRIANGLE（1,3,4）
ELSEIFICON=25
process_time=UNIFORM（4,6）
ELSEIFICON=2
process_time=NEGEXP（45）
ENDIF
Input/OutputRules
IFICON=2
PERCENTpath7atRearUsingPath80.00,
path9atRearWithinspectorUsingPath20.00
ELSEIFICON=24ORICON=25
PERCENTpath8atRearUsingPath91.00,
path5atRearWithinspectorUsingPath9.00
ELSE
Wait
ENDIF
3对conveyor元素path1~path9细节设计
path1~path9的参数都是一样的
Namepath1
Quantits1
Prioritslowest
Typequeuing
Lengthinparts2
Maximumcapacitysameaslength
Indextime1.0
4inspector、shop1、shop2和recycle细节设计
inspector、shop1、shop2和recycle细节全部系统默认。
3.2改变参数1
针对上面参数，做14400分钟的仿真实验，分别计算两种零件在系统中的平均等待时间和平均逗留时间；分别计算两种零件进入系统的个数和离开系统的个数。
構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
图15partA和partB的统计结果
运行本系统14400min，可以得出如图3-2的显示结果，由图中partA和partB的统计结果可知：
輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
（1）partA的平均等待时间为83.59/85min=0.972min；partB的平均等待时间为26.16/27min=0.969min。
尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
（2）partA的平均逗留时间为9716.78/85min=114.315min；partB的平均等待时间为9689.06/27min=358.854min。
识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
（3）partA进入系统的个数为85个，partB进入系统的个数为27个；partA离开系统的个数为66个，partB离开系统的个数为30个。
凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
3.3改变参数2
针对上面参数，做14400分钟的仿真实验，分别计算加工PartA处、加工PartB处实体平均等待时间和平均等待数目；计算检验台处实体平均等待时间和平均等待数目；计算再加工处实体的平均等待时间和平均等待数目。
恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
图16各个machine的统计结果输出
由图16各机器的统计结果可知：
（1）加工PartA处实体的平均等待时间为14400*1.34%/85min=2.325min；加工PartB处实体的平均等待时间为14400*3.93%/27min=2.096min。
鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
（2）加工PartA处实体的平均等待数目为3个；加工PartB处实体的平均等待数目为4个。
（3）检验台处实体平均等待时间14400*0.52%/96min=0.78min；检验台处实体平均等待数目为3个。
硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
（4）加工处实体的平均等待时间为14400*1.9%/96min=2.85min；加工处实体的平均等待数目为2个。
阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
3.4改变参数3
若不考虑输送过程消耗的时间，上述参数如何变化？
Namepath1
Quantits1
Prioritslowest
Typequeuing
Lengthinparts0
Maximumcapacitysameaslength
Indextime0
3.5改变参数4
若PartA、PartB的到达均服从负指数分布Expo（30）,上述参数如何变化？
ELEMENTNAME:
partA
Arrivals
Type:
Active
MaximumArrivals:
Unlimited
FirstArrivalat:
0
Iputtomodel
InterArrivalTime:
NEGEXP（30）
Lotsize:
1
Input/OutputRules
Output:
PUSHtopath1
（1）atRear
_____________________________________________________________氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
ELEMENTNAME:
partA
Arrivals
Type:
Active
MaximumArrivals:
Unlimited
FirstArrivalat:
0
Iputtomodel
InterArrivalTime:
NEGEXP（30）
Lotsize:
1
Input/OutputRules
Output:
PUSHtopath2
（1）atRear
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