建模仿真课设报告.docx
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建模仿真课设报告
一、生产系统建模与仿真课程设计任务书…………2
二、设计目的分析……………………………………..3
三、设计方案介绍……………………………………..4
2-1顺序移动方式
2-2平行移动方式
2-3平行顺序移动方式
四、分析方案并评估、选择…………………….……12
五、课程设计总结……………………………………13
一、生产系统建模与仿真课程设计任务书
学生:
阳谦专业班级:
工业工程0702
指导教师:
秀栩工作单位:
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n个相同零件,n=8+学号个位数,共8道工序,工序如下:
工序一12分钟,两台可用设备
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
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
要求完成的主要任务:
请设计一种你认为好的方案,说明设计方法、过程、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、以及方案分析报告。
指导教师签名:
年月日
系主任(或责任教师)签名:
年月日
二、设计目的分析
在实地生产组织方式的评判指标有下面四项时间:
1、设备等待时间;
2、设备闲置时间;
3、任务等待时间;
4、总生产时间。
首先,占最重要地位的是总生产时间和设备等待时间。
总生产时间越少,即表示生产周期越短,加工效率就越高,可降低生产及管理成本。
设备等待时间越少,则设备在等待过程中将消耗能源,造成成本增大等损失。
其次设备闲置时间过长时会造成资金积压,设备利用率低等情况,。
最后任务等待与总生产时间有关,所以综上可知,在设计方案时优先考虑总生产时间和设备等待时间尽量减少。
按照上述设计目标,大体具体设计过程分为以下几步:
1、对任务工序进行认真分析;
2、述设计方案并画出工序图;
3、计算各种设计方案的相关参数:
4、用flexsim软件对所设计工序图进行仿真并得出相应报表;
5、对所设计方案进行分析,确定最后选择方案。
方案选择标准:
跟据以往多次进行生产实习的经验,和自己对生产模式的想法而言,一般来说,总生产实习的减少时最具有价值的,但是不排除有意外情况,即较小的减少总生产时间,但是较大的增加了设备等待时间时,就会从综合的方面考虑到底是哪种情况更符合实际操作,更能带来更加高的效益和减少其成本。
故在这次课程设计中,我选择了以总生产时间和设备等待时间作为方案选择标准,并综合实际的情况进行分析。
三、设计方案介绍
2-1、顺序移动方案:
顺序移动方案就是9个零件的某到工序加工完成后再进行下一道工序,这种方案是生产中最简单易行的方案,但是显然其总生产时间太多,不可能是最优化的方案。
先做出这个方案的工序图:
从工序图中可以得出,总的加工时间为681分钟。
设备在启动后加工完一批零件就停止,故设备等待时间为0。
设备闲置时间:
45*2+105*2+165+225+237+462+615*3=3224分钟
根据工序图以及顺序移动的特点可以看出,以顺序移动方案进行生产,设备在处于在闲置状态,这样使的加工周期大量增加。
这种方案对于本次任务来说可行性较低,故这个方案分析仅此而已,仅作较简单仿真。
2-2、平行移动方式:
平行移动方式是9个零件在上道工序中加工完一个后立即转移到下道工序,这种方案可使零件的在制时间短,但由于工序时间较短的零件必须间断加工,所以会造成机床的等待,这种时间应属于设备等待时间,过长会引起机床的利用率降低。
这个方式我所设计的工序图如下:
从该表我们可以的到平行移动方式的总的加工时间为237分钟。
设备等待的时间为:
2*8=16分钟。
设备闲置时间为:
5+10+17+22+29+47+62+127+132=451分钟。
用flexsim软件对这种移动方式进行仿真,仿真图如下:
平面图分析仿真:
立体图分析仿真:
用flexsim软件得出的标准报告表和状态报告表如下:
标准报告表如下:
Flexsimsummaryreport
ModelClock:
237.000
Content
Throughput
Staytime
now
min
avg
max
min
avg
max
Source1:
0
0
0
0
9
0
0
0
Queue2:
0
0
4.5
8
9
0
20
40
Processor3:
0
0
1
1
9
5
5
5
Queue4:
0
0
0.6
2
9
0
3.56
8
Processor5:
0
0
0.92
1
5
12
12
12
Processor6:
0
0
0.83
1
4
12
12
12
Queue7:
0
0
0.98
3
9
0
9.67
24
Processor8:
0
0
0.84
1
5
12
18.4
20
Processor9:
0
0
0.78
1
4
17
19.25
20
Processor11:
0
0
0.76
1
9
10
10
10
Queue12:
0
0
0
1
9
0
0
0
Processor13:
0
0
0.57
1
9
8
8
8
Queue14:
0
0
1.08
3
9
0
20
40
Processor15:
0
0
0.74
1
9
15
15
15
Queue16:
0
0
0.36
1
9
0
8
16
Processor17:
0
0
0.71
1
9
17
17
17
Queue18:
0
0
0.65
2
4
17
35
53
Processor19:
0
0
0.46
1
5
22
22
22
Processor21:
0
0
0.37
1
4
22
22
22
Queue22:
0
0
0
1
9
0
0
0
Sink23:
0
1
0
1
0
0
0
0
Queue10:
0
0
0.56
2
5
0
24
48
状态报告表如下:
Flexsimsummaryreport
ModelClock:
237.000
idle
processing
busy
blocked
generating
empty
collecting
releasing
Source1:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue2:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
Processor3:
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue4:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
43.40%
0.00%
56.60%
Processor5:
7.70%
92.30%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor6:
17.20%
82.80%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue7:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
40.40%
0.00%
59.60%
Processor8:
15.60%
55.00%
0.00%
29.40%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor9:
22.20%
48.50%
0.00%
29.30%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor11:
24.40%
75.60%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue12:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
Processor13:
43.30%
56.70%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue14:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
37.10%
0.00%
62.90%
Processor15:
25.80%
74.20%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue16:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
63.60%
0.00%
36.40%
Processor17:
28.80%
71.20%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue18:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
47.00%
0.00%
53.00%
Processor19:
53.60%
46.40%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor21:
62.90%
37.10%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue22:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
Sink23:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue10:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
51.60%
0.00%
48.40%
2-3、平行顺序移动方式:
平行顺序移动方式是平行移动方式与顺序移动方式的相结合,在加工上有较好的连续性,每个零件加工完一个零件立即进入下道工序。
按如此方案进行加工,可行性较高,总生产时间较少,设备等待时间为0,极有可能是最有方案,我设计的方案的工序图如下:
由工序图可得出:
该方案的总生产时间为253分钟。
且其任务之间的间隙为0,可得设备等待时间为0。
经计算可得其任务等待时间为:
253*8-(5+8+12+12+10+15+17+22)*9=1115min
设备闲置时间为:
5+10+17+22+29+55+63+78+95+175=549min
由此可知这种方案的可行性极高,其原理在尽量减少设备等待时间的前提下,降低总生产时间,唯有不足的是其设备闲置时间稍长,不过不影响大体布置。
平行顺序移动方案的flexsim仿真图如下:
平面分析仿真:
立体图仿真:
用flexsim软件得出的标准报告表和状态报告表如下:
标准报告表如下:
Flexsimsummaryreport
ModelClock:
253.000
Content
Throughput
Staytime
now
min
avg
max
min
avg
max
Source1:
0
0
0
0
9
0
0
0
Processor2:
0
0
1
1
9
5
5
5
Queue3:
0
0
4.5
8
9
0
20
40
Queue4:
0
0
0.6
2
9
0
3.56
8
Processor5:
0
0
0.92
1
5
12
12
12
Processor6:
0
0
0.83
1
4
12
12
12
Queue7:
0
0
0
1
9
0
0
0
Processor8:
0
0
0.78
1
5
12
12
12
Processor9:
0
0
0.69
1
4
12
12
12
Queue10:
0
0
1.36
4
9
0
16.44
32
Processor11:
0
0
0.76
1
9
10
10
10
Processor13:
0
0
0.57
1
9
8
8
8
Processor14:
0
0
0.68
1
9
15
15
15
Processor15:
0
0
0.66
1
9
17
17
17
Queue16:
0
0
0.06
1
2
0
6
12
Processor17:
0
0
0.61
1
7
22
22
22
Processor18:
0
0
0.19
1
2
22
22
22
Queue19:
0
0
0
1
9
0
0
0
Sink20:
0
1
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1
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0
0
0
Queue29:
0
0
0.61
2
9
0
8
16
Queue19:
0
0
1.38
4
9
0
28
56
Queue20:
0
0
0.34
1
9
0
8
16
Queue1:
0
0
0.28
1
7
0
9.29
19
状态报告表如下:
Flexsimsummaryreport
ModelClock:
253.000
idle
processing
busy
blocked
generating
empty
collecting
releasing
Source1:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor2:
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue3:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
Queue4:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
43.40%
0.00%
56.60%
Processor5:
7.70%
92.30%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor6:
17.20%
82.80%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue7:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
Processor8:
22.10%
77.90%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor9:
31.40%
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0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue10:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
33.00%
0.00%
67.00%
Processor11:
24.40%
75.60%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor13:
43.30%
56.70%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor14:
31.80%
68.20%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor15:
33.80%
66.20%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue16:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
94.40%
0.00%
5.60%
Processor17:
39.10%
60.90%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor18:
81.40%
18.60%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue19:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
Sink20:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue29:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
49.60%
0.00%
50.40%
Queue19:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
39.30%
0.00%
60.70%
Queue20:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
66.40%
0.00%
33.60%
Queue1:
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
71.90%
0.00%
28.10%
四、分析方案并评估、选择
我们将三种方式的总加工时间、设备等待时间、设备闲置时间三项较为重要的时间数据做成表格进行比较分析。
三种方式的比较
顺序移动
平行移动
平行顺序移动
总加工时间
681
237
253
设备等待时间
0
18
0
设备闲置时间
3224
451
549
由于顺序移动的可行性较小,故不作分析。
后两种方案都有其可行性,从总加工时间上来说,平行移动法比平行顺序移动法小了16分钟。
而从设备等待时间上来看的话,平行顺序移动是没有设备等待时间的,但是平行移动法有18分钟的设备等待时间。
这两种方案的优劣性较难做出判断。
虽然平行移动发较平行顺序移动法的设备闲置时间少了98分钟,但是在实际操作中,设备闲置时间的比重实在太小。
本着从实际出发的态度,我更加倾向于平行顺序移动法,因为虽然总加工时间较平行顺序法来说长了16分钟,但是在实际工作中考虑到设备等待时间的问题,对于工人来说是十分头痛的,虽然两种方案最后的效果都可以,不过从人因化工作的角度来看,我选择了平行顺序移动法作为这次设计的主要方案。
五、课程设计总结
经过这两周的课程设计,我们在实验室操作计算机,并运用Flexsim软件进行仿真训练,完成了许多以前很多难以想象的任务,这对我们来说帮助非常之大,我主要有以下几点感想和心得。
首先,有机会进一步的熟悉和运用Flexsim软件带给我很多感想,很多以前没有想到过的方案,很多离奇的想法,都可以用它付诸于实践,这对我们以后走向社会又打下了一个坚实的基础。
同时也让我认识到了人类智慧的伟大,至少目前很多高新科技软件都是我们闻所未闻、见所未见的,我们只有一直不懈的努力前进才能学到更多的知识,才能更进一步提升我们自身的能力,适应激烈竞争的社会。
其次,在这次课程设计中,我又一次深刻的认识到理论与实际相结合的重要性,仅有一个空洞的想法是不够的,甚至是没用的,唯有讲理论知识与实践操作相结合,才能更好的把握时机,对问题进行更深层面的分析,做到理论指导实践,实践印证理论。
最后,要全方位的考虑问题,比如最后方案的选取中不能仅仅依靠课本中的知识进行解读,还需要综合各方面的因素和许多以前积累起来的经验,这是需要很长时间的努力和更加厚实的基础才能做到的,这也是为什么我们仍然在学习,仍然在努力的原因。
当然我相信,沿着这条路走,我们终将从中获得许多宝贵的财富。
本科生课程设计成绩评定表
姓名
性别
专业、班级
课程设计题目:
课程设计答辩或质疑记录:
成绩评定依据:
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
指导教师签字:
年月日