Flexsim实验报告实验二流水作业线的仿真讲解.docx
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Flexsim实验报告实验二流水作业线的仿真讲解
Flexsinm实验报告
实验目的
通过此实验掌握Flexsim软件的基本用法，了解系统仿真的基本原理，运用Flexsim进行模型的建立和仿真分析，通过实际建立仿真模型深刻认识仿真的基本概念。
在学会运用Flexsim进行几个模型的建立和仿真的基础之上进行自主分析，完成一定的探究过程，更好地将Flexsim软件和现实紧密联系起来，以此为基础将更好地在物流中心的设计与运作方面进行统筹计划。
其中包括：
✓掌握离散系统仿真的基本原理。
✓掌握Flexsim软件的基本操作和常用实体的参数设置等。
✓掌握分析流程，建立模型的方法。
✓掌握模型运行的基本统计分析方法。
✓统计对象的选择和模型运行过程中被选择对象统计数据的输出和分析。
✓通过实际建立仿真模型认识仿真的基本概念、感受仿真的情境。
✓通过实际建立仿真模型认识仿真的基本概念、感受仿真的情境。
Q_in
Q_m1
Q_m2
M2
M1
Q_out1
Q_out2
L_a
L_b
L_a2
L_b2
Massm
1、实验内容
本次实验中，我们利用flexsim4.0软件平台，来仿真一个流水加工生产线系统，不考虑其流程间的工件运输，对其各道工序流程进行建模。
建立一个如下描述的流水加工生产线系统：
两种工件L_a、L_b，分别以正态分布（10,2）和均匀分布（20，10）min的时间间隔进入系统，首先进入队列Q_in
由操作工人进行检验，每件检验用时2min。
不合格的废弃，离开系统，合格的送往后续加工工序，合格率为95%；
L_a送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1队列中等待；L_b送往机器M2加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；
L_a在机器M1上加工时间为均匀分布（5,1）min，加工后的工件为L_a2；L_b在机器M2上的加工时间为正态分布（8,1）min，加工后的工件叫做L_b2；
一个L_a2和一个L_b2在机器Massm上装配成L_product，需时为正态分布（5,1）min，然后离开系统。
如装配机器忙则L_a2在队列Q_out1中等待；L_b2在队列Q_out2中等待；
并且让该系统运行一个月，直到流水线中的某个生产资料暂存区达到了其最大容量，则系统停滞加工。
该系统的运行效率指标由生产线的最长加工时间和最终完成加工产品的数量。
为了将实验数据导出到数据库中，我们在软件仿真开始前，启用“fullhistoryon”记录实验数据。
实验后从菜单的Statistics选项中导出数据。
2、实验环境
3.1实验软件介绍
FlexSim是美国flexsim公司开发的，迄今为止世界上第一个在图形环境中集成了C++IDE和编译器的仿真软件。
Flexsim是一个基于Windows的，面向对象的仿真环境，用于建立离散事件流程过程，像是制造业，物料处理和办公室工作流，这些全都配以令人瞠目结舌的三维虚拟现实环境。
3.2软件功能
软件可以使用C++直接用来定义模型，不会在编译中出现任何问题。
Flexsim应用深层开发对象，这些对象代表着一定的活动和排序过程。
我们要应用模板里的某个对象，只需要用鼠标把该对象从库里拖出来放在模型视窗即可。
每一个对象都有一个坐标（x，y，z）速度（x，y，z），旋转以及一个动态行为（时间）。
对象可以创建、删除，而且可以彼此嵌套移动，它们都有自己的功能或继承来自其他对象的功能。
这些对象的参数可以把任何制造业、物料处理和业务流程快速、轻易、高效的描述出来。
同时Flexsim的资料，图像和结果都可以与其它软件共用（这是其它仿真软件不能做到的），而且它可以从Excel表读取资料和输出资料，可以从生产线上读取现时资料以作分析功能。
Flexsim也允许用户建立自己的实体对象（Objects）来满足用户自己的要求。
通过部件的参数设置，我们可以对几乎所有的物理现象进行模型化。
例如，机械手、操作人员、队列、输送机、叉车、仓库、交通信号、货柜、箱子等全都可用Flexsim来建立模型。
Flexsim软件功能强大，需要我们继续学习。
3.3软件安装
实验中我们使用的是flexsim4.0版本，安装好flexsim4.0后运行单机版加密狗驱动，安装好后打开——开始，找到Flexsim文件夹，打开flexsimlicenseactivation，在那个第四行licensetype中选择educational的模式，保存。
选择这个模式即使没有密钥，在建立模型的时候也可以建立80个实体。
其它模式只能建立20个。
再次打开——开始，找到Flexsim文件夹，打开flexsimgraphicsconfigurator，在第一排commonconfigurations下拉列表中选择highcompatibility。
这可以使得软件运行更加兼容系统。
3.4计算机实验室和教学
在管理学院三楼机房拥有两百多台计算机，运行速度快、上网简单可以方便查询资料，机房空间宽阔，学习环境良好。
同时实验时有两位助教与我们一同学习，我们遇到问题时可以向助教请教。
助教的帮助使得我们对软件的使用和对问题的理解程度更加好，非常感谢助教！
3、实验数据
4.1未优化之前模型参数设置
（1）两种工件1、2，分别以正态分布（10,2）和均匀分布（20，10）min的时间间隔进入系统，首先进入队列Queue3，同时在Triggers中对工件设置颜色。
（2）Queue3的最大容量采用默认值：
10.00。
（3）对Processor9设置为由工人进行检验，每件检验用时2min。
不合格的工件废弃，离开系统进入Sink14，合格的送往后续加工工序，合格率为95%；Processor9容量为1，检验时间——ByExpression:
2。
在Flow里设置合格率——Bypercentage（inputs）percentport（要注意出口的选择）。
在General查看出口，1代表Queue4，2代表Sink14。
（4）Queue4存放两种物品，因此在这里要进行产品分流。
在Flow里设置——Casesbyvalue:
gebitemtype（item）cases:
case1:
return1;case2:
return2。
代表工件1从出口1出去，工件2从出口2出去。
（5）工件1在机器Processor10上加工时间为均匀分布（5,1）min；工件2在机器Processor11上的加工时间为正态分布（8,1）min。
（6）一个工件1和一个工件2在机器Combiner13上装配成产品，需要时间为正态分布（5,1）min，然后离开系统。
运行之后结发现流水线不能持续运行一个月，需要对其进行优化，使得系统顺利持续运行一个月。
4.2优化模型时的参数调整
（1）增加工件2的进入量：
将Source2的到达时间间隔改为均匀分布U（14,6）。
（2）将各个暂存区的最大容量改为25。
（3）将Processor10的处理时间改为U（11,8），Processor11的处理时间改为正态分布（12,2）。
4.3最终模型的建立
4、实验结果分析
5.1改进前后的运行时间对比
改进前：
改进后：
从以上数据中，我们可以发现：
改变参数前的系统并不能满足一个月的生产计划，而改进后的系统可以满足一个月的生产计划。
5.2StateChanges的对比
改进前：
改进后：
可以发现，在这两次仿真中所有实体的状态的改变情况就是一样的。
Soure的状态改变是5-4的循环，combiner13的转态改变是1-7-21-2-4的循环，operator的转态改变是1-14-22的循环，processor10的转态改变是1-21-21-2-4的循环，其它实体也都遵循一定的状态改变循环。
5.3StateReport的对比
改进前：
改进后：
对比可以发现改进后，processor9,processor10,processor11,combiner13,operator16的空闲时间全都下降了。
5.4SummaryReport的对比
改进前：
改进后：
对比可以发现，改进后由于增加了每个暂存区的最大容量，所以改进后的Queue中容量的最大值，平均值都增加了。
除此之外，我们还可以发现改进后的产出量增加了，与此同时，我们还发现了stats_staytime的最大值、最小值，平均值在改进后除了combiner13基本上都增大了，我们是这样理解的：
在改进后，每个暂存区的库存增加，使得每个产品的等待加工的时间拉长，但由于最后的combiner前的库存也增加了，所以combinerjoin两个半成品的速度就可以加快了，因为节省了由于缺乏另一个物料而浪费的等待时间。
6、实验中遇到的问题及解决方案
一种错误为系统中货物只往一个加工机器上跑；或者是每个source都产生两种颜色的物品，导致未进行优化的系统停止运行的时间是正确设置参数的系统的很多倍。
解决方法：
在设置物品的颜色和属性时，如果在Triggers选项卡中的Oncreation中选择的是setcolor，则一定要在source中将两个发生器的ItemType分别设置为1、2。
另一种错误就是忘记将合成器的CombineMode设置为Join，导致系统的暂存区的货物量不会超过容量，系统一直在运行。
以上错误的发生均是由于不熟悉Flexsim中实体参数的具体设置方法。
当我们在实验的过程中不断发现错误和改进错误的同时，我们对于Flexsim软件的了解也变得越来越多。
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