1生产线流程建模与仿真Word下载.docx

1生产线流程建模与仿真Word下载.docx

《1生产线流程建模与仿真Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1生产线流程建模与仿真Word下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2.系统分析

2.1元素说明

该流水线系统的组成元素主要为被加工的零部件、四台设备和三条输送线，因此该系统仿真模型的元素如下表所示：

被加工的零部件由widget表示，4道工序分别由四台机器表示，C1、C2、C3表示输送链，而最后的实际产量由变量output统计和可视化显示。

表1模型元素介绍

2.2系统运行时间

仿真运行终止时间为：

一天8小时=8*60=480min。

3.模型建立

使用WINTESS建立仿真模型的过程一般分为如下三步：

Step1：

定义元素

Step2：

元素细节设计

Step3：

仿真实验和数据分析

下面描述如何通过这三步建立流水线生产系统的仿真模型。

3.1定义元素

WITNESS中可以通过四种方式定义元素：

（1）通过系统布局区（layoutwindow）定义元素：

在系统布局区点击鼠标右键，在弹出菜单中选择Define菜单项，将弹出新建元素对话框，然后进行元素定义。

（2）通过元素选择窗口（elements）定义元素：

选择元素选择窗口中的simulation项，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择Define菜单项，将弹出新建元素对话框，然后进行元素定义。

（3）使用工具栏进行元素的定义：

点击工具栏中的新建元素图标

，将弹出新建元素对话框，然后进行元素定义。

（4）通过用户元素窗口（designerelements）元素模板定义元素：

在该窗口中，鼠标选中所需建立的元素类型图标，然后在系统布局区中单击鼠标左键进行元素定义。

在此，选择第四种方法来对元素进行定义，该方法直观简单，便于初学者掌握。

下面演示该模型的元素定义过程。

（1）通过：

开始->

所有程序->

WITNESS2008->

Witness2008ManufacturePerformanceEdition，打开WITNESS软件，软件界面如下图所示。

（2）建立一个零部件元素。

在上图WITNESS界面下方的DesignerElements窗口的Basic页中，鼠标单击选中Part元素图标，使得整个Part图标外围被一个黑色方框圈中如下图所示，然后移动鼠标（注：

不要按住鼠标的左、右键拖动鼠标），在LayoutWindow窗口适当位置单击鼠标左键，将建立一个名称为Part001的元素。

（3）建立四个机器元素。

同建立Part001零部件元素过程相似，依次选择DesignerElements窗口的Basic页中的Machine元素图标，然后在LayoutWindow窗口适当位置单击鼠标左键，分别建立名称为Machine001、Machine002、Machine003和Machine004四个机器元素。

（4）建立三个输送链元素。

同建立Part001零部件元素过程相似，依次选择DesignerElements窗口的Transport页中的Conveyor元素，然后在LayoutWindow窗口适当位置单击鼠标左键，分别建立名称为Conveyor001、Conveyor002、Conveyor003三个输送链元素。

（5）定义一个整数变量元素。

选择DesignerElements窗口的Variables页中的VInteger元素，然后在LayoutWindow窗口适当位置单击鼠标左键，建立一个名称为VInteger001的变量。

经过如上元素定义步骤，该模型所需要的所有元素都已经建立了，通过WITNESS软件的菜单File->

SaveAs...，将模型另存为：

StreamLine.mod，至此，WITNESS软件界面如下图所示。

3.2元素细节设计

在3.1节完成系统元素定义的模型上尚不能做仿真实验，因为这些元素还没有设置符合流水线系统运行行为的数据和特征，例如机器设备每次的作业时间、机器设备完成某件产品作业后将产品送到何处去、输送线的长度和速度等。

在WITNESS建模与仿真过程中，对模型元素的运行行为和特征进行设计称之为对元素的细节设计。

元素细节设计是建立仿真模型中最为重要的一个阶段，如果元素的作业时间设计不准确，或者元素的输入/输出规则设计不准确，都将使得仿真模型的运行行为同实际系统不匹配，导致仿真结果不能正确的反映实际系统的运行状态和存在的问题。

进行元素细节设计需要使用元素细节设计对话框，打开细节设计对话框的途径有如下三种：

（1）在布局区中对应元素的可视化图标上双击鼠标左键；

（2）在布局区中对应元素的可视化图标上单击鼠标右键，在弹出菜单中选择菜单项Detail...；

（3）在元素列表窗口的Simulation中对应元素名称上双击鼠标左键；

（4）在元素列表窗口的Simulation中对应元素名称上单击鼠标右键，在弹出菜单中选择菜单项Detail...；

（5）在布局区选中对应建模元素的可视化图标，然后点击标准工具栏中的图标

；

3.2.1零部件元素细节设计

在布局区双击Part001元素图标，在弹出对话框中进行相关设计。

因为在流水线生产系统中，零部件的数量足够多，只要第一道工序空闲，需要提取零部件进行加工就可以获得零部件，因此设计零部件元素类型为缺省值：

被动型（Passive）。

然后在Name栏中将零部件名称由Part001改为Widget，设计完毕后，零部件细节设计对话框的界面如下图。

点击确定按钮，完成零部件元素细节设计。

3.2.2变量细节设计

本模型中建立了一个变量VInteger001，用于记录和实时显示流水线产出的零件的数量。

对于该变量的细节设计只需要修改其名称即可，方法为在布局区中双击该变量的可视化图标，在弹出的细节设计对话框中将名称修改为output即可。

3.2.3机器细节设计

双击Machine001元素，在弹出的机器细节设计对话框中修改如下项目：

∙Name栏中输入“Weigh”，修改Machine001的名称；

∙在CycleTime栏中输入5，表示零部件在该台机器上所需的加工时间为5个仿真时间，在模型中，取每个仿真时间单位表示实际系统的1分钟；

修改之后的细节设计对话框如下图所示，点击按钮确定，完成称重机器的细节设计。

双击Machine002元素图标，在细节设计对话框的Name栏中输入“Wash”，在CycleTime栏中输入4，点击确认键确定。

双击Machine003元素图标，在细节设计对话框的Name栏中输入“Produce”，在CycleTime栏中输入3，点击确认键确定。

双击Machine004元素图标，在细节设计对话框的Name栏中输入“Inspect”，在CycleTime栏中输入3，点击确认键确定。

本模型还需要实时统计该流水线加工完成的零件数量，并将其记录在变量output中，这需要每当Inspect机器加工完成一个零件，变量output的数量要增加1，实现该功能的步骤为：

（1）双击机器Inspect的图标；

（2）打开其细节设计对话框，在其对话框中点击按钮：

ActionsonFinish...；

（3）在弹出对话框中写入：

output=output+1；

（4）点击OK按钮，完成语句的设定；

（5）点击确定按钮，完成机器细节设计。

设计过程如下图所示。

3.2.3输送链明细设计

双击Conveyor001图标，出现下图所示的输送链细节设计对话框。

在Name栏中输入C1，在IndexTime栏中输入0.5，设定输送链将零件向前移动一个放置位所需要的时间为0.5Min。

在LengthinParts栏中输入10，设定移位式输送链（IndexedQueuing）的放置位为10个。

如果没有遇到阻塞等异常情况，零件通过整个输送链将需要耗费5分钟（放置位数量*移位节拍=10*0.5=5）的时间。

双击Conveyor002、Conveyor003的图标。

在弹出的细节设计对话框的Name栏中分别输入C2、C3，修改输送链的名称，其他项目设计与输送链C1的设计相同。

　3.2.4输入/输出规则设计

输入/输出规则设计是元素细节设计的一部分，主要是设定零部件在系统各个地点（机器、输送链、缓冲区等）之间的移动规则。

在本模型中，需要设计的输入输出规则主要有加工设备怎样获得被加工的零部件、加工完毕如何将零部件送出该设备，以及output变量怎样累积加工完毕零件的数量。

（l）机器输入/输出规则设计

称重机器Weigh的输入规则设计：

模型中假设Widget数量足够多，从来没有出现过缺货，就表示称重机器空闲时都可以获取到零件，像这种情况，一般总是假设零件为被动式的（在Widget的细节设计中，保留了其进入模型的类型为缺省的Passive），由主动的机器在空闲时区提取它，即本案例中称重机器的输入规则为提取被动式的零部件。

操作步骤为：

（1）选中Weigh机器；

（2）鼠标单击Element工具栏中的VisualInputRule设计图标

，出现InputRuleforWeigh对话框，规则文本框的缺省值为Pull 

；

（3）在规则文本框中输入“PULLWidgetoutofWORLD”，该规则定义了机器Weigh在空闲时，将从本系统模型的外部（WORLD）拉进一个Widget进行加工；

（4）单击OK键确认，完成Weigh设备的输入规则设计。

该设计过程在界面上的操作步骤和效果参看下图。

称重机器Weigh的输出规则设计：

称重机器将零件加工完毕后要送到其后面的输送链C1上，然后由C1将零件送给后续的清洗工序加工。

称重工序输出规则为输送到输送链C1，具体设计步骤为：

（2）鼠标单击VisualOutputRule图标

，将弹出OutputRuleforWeigh的设计对话框，此时该对话框中的规则框仅有缺省输出规则：

PUSH 

（3）鼠标单击输送链C1的可视化图标，则在输出设计对话框中形成PUSHC1

（1）的输出规则，即称重机器加工完零件后，将零件推到输送链C1

（1）的末端；

（4）点击输出规则对话框中的OK按钮，完成称重设备的输出规则设计。

清洗机器Wash输入/输出规则设计：

Wash机器的输入规则为从输送链C1的前端获取零件Widget，输出规则为加工完毕后送入输送链C2的尾端。

其输入规则的屏幕操作过程为：

（1）选中Wash机器；

，出现InputRuleforWash对话框；

（3）鼠标单击输送链C1的可视化图标，则在输入设计对话框中形成PULLC1

（1）的输入规