《生产物流系统建模与仿真》课程设计 2.docx

《生产物流系统建模与仿真》课程设计 2.docx

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《生产物流系统建模与仿真》课程设计2

《生产物流系统建模与仿真》

课程设计

2013-2014学年度第一学期

姓名

学号********6

班级工业工程

指导老师

目录

一、课程任务书................................................................................................3

1、题目.......................................................................................................3

2、课程设计内容.......................................................................................3

3、课程设计要求.......................................................................................4

4、进度安排...............................................................................................4

5、参考文献...............................................................................................4

二、课程设计正文.............................................................................................5

1、题目.......................................................................................................5

2、仿真模型建立........................................................................................5

（1）、实体元素定义..............................................................................5

（2）、元素可视化的设置......................................................................6

（3）、元素细节设计.............................................................................11

（4）、模型运行和数据报告.................................................................15

（5）、模型代码....................................................................................17

（6）、数据分析与模型改进.................................................................21

三、参考文献....................................................................................................22

一、《生产物流系统建模与仿真》课程设计任务书

1.题目

离散型流水作业线系统仿真

2.课程设计内容

系统描述与系统参数：

（1）一个流水加工生产线，不考虑其流程间的空间运输。

（2）两种工件A，B分别以正态分布和均匀分布的时间间隔进入系统，A进入队列Q1,B进入队列Q2，等待检验。

（学号最后位数对应的仿真参数设置按照下表进行）

参数学号

工件

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A（正态分布参数）

（10，1）

（10，2）

（10，3）

（10，1）

（10，2）

（10，3）

（10，1）

（10，2）

（10，3）

（10，1）

B（均匀分布参数）

（10，20）

（11，20）

（12，20）

（12，20）

（11，18）

（10，20）

（11，20）

（10，18）

（11，20）

（12，18）

（3）操作工人labor1对A进行检验，每件检验用时2分钟，操作工人labor2对B进行检验，每件检验用时2分钟。

（4）不合格的工件废弃，离开系统；合格的工件送往后续加工工序，A的合格率为65%，B的合格率为95%。

（5）工件A送往机器M1加工，如需等待，则在Q3队列中等待；B送往机器M2加工，如需等待，则在Q4队列中等待。

（6）A在机器M1上的加工时间为正态分布（5，1）分钟；B在机器M2上的加工时间为正态分布（8，1）分钟。

（7）一个A和一个B在机器M3上装配成产品，需时为正态分布（5，1）分钟，装配完成后离开系统。

（8）如装配机器忙，则A在队列Q5中等待，B在队列Q6中等待。

（9）连续仿真一天的系统运行情况，每个队列最大容量为1000。

3.课程设计要求

根据上述系统描述和系统参数，应用Witness仿真软件建立仿真模型并运行，查看仿真结果，分析各种设备的利用情况，发现加工系统中的生产能力不平衡问题，然后改变加工系统的加工能力配置（改变机器数量或者更换不同生产能力的机器），查看结果的变化情况，确定系统设备的最优配置。

（1）每位同学必须独立完成课程设计任务，对照学号最后一位选择参数，不得抄袭或找人代做，否则成绩以不及格记。

（2）课程设计说明书必须包括必要的文字描述、模型流程图、系统建立与运行过程中各环节的截图、模型代码和Excel格式的标准报告。

其中截图主要包括模型建立、主要参数设置、系统运行、统计数据的截图。

（3）课程设计说明书的装订顺序依次为封面、设计任务书、目录、正文、参考文献。

（4）课程设计说明书以班级为单位进行汇总上交，上交时间为第15周周一下午，地点为B-110，如有特殊情况需要推迟上交，务必做出说明。

4.进度安排

本课程设计为期一周。

进度安排如下表所示。

日期

任务

周一—周二

建立模型并运行，查看仿真结果

周三—周四

对系统进行改进，查看仿真结果

周五

完成课程设计说明书

5.主要参考文献

[1]张晓萍，石伟，刘玉坤主编.物流系统仿真.北京：

清华大学出版社,2008.

[2]程光,邬洪迈，陈永刚编著.工业工程与系统仿真.北京：

冶金工业出版社，2007

二、《生产物流系统建模与仿真》课程设计

1、学号最后位数对应的仿真参数设置按照下表进行

我选取的数据是第6组，A（正态分布参数）：

（10，1）、B（均匀分布参数）：

（11，20）

参数学号

工件

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A（正态分布参数）

（10，1）

（10，2）

（10，3）

（10，1）

（10，2）

（10，3）

（10，1）

（10，2）

（10，3）

（10，1）

B（均匀分布参数）

（10，20）

（11，20）

（12，20）

（12，20）

（11，18）

（10，20）

（11，20）

（10，18）

（11，20）

（12，18）

2、根据以上条件建立以下仿真模型：

（1）：

实体元素定义

根据课程设计任务书中的叙述，可对本系统有如下表所示的元素定义。

元素名称

类型

数量

说明

A

Part

1

工件A

B

Part

1

工件B

Labor1

Machine

1

工人1

Labor2

Machine

1

工人2

Q1

Buffer

1

Q1队列

Q2

Buffer

1

Q2队列

Q3

Buffer

1

Q3队列

Q4

Buffer

1

Q4队列

Q5

Buffer

1

Q5队列

Q6

Buffer

1

Q6队列

M1

Machine

1

机器1

M2

Machine

1

机器2

M3

Machine

1

机器3

C1

Variable（type：

real）

1

Q1临时库存

C2

Variable（type：

real）

1

Q2临时库存

C3

Variable（type：

real）

1

Q3临时库存

C4

Variable（type：

real）

1

Q4临时库存

C5

Variable（type：

real）

1

Q5临时库存

C6

Variable（type：

real）

1

Q6临时库存

（2）：

元素可视化设置

各个实体元素的显示特征定义设置如下图：

1）part元素可视化设置

part元素A的Text、Icon设置方法如下：

Part元素B的Text、Icon设置方法与A相同。

2）buffer元素可视化设置

Buffer元素Q1的Text、Icon、PartQueue、Rectangle设置如下：

Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的可视化设置同上。

3）Machine元素可视化设置

Labor1的可视化设置

设置其Text、Icon、PartQueue如下图

元素Labor2的Text、Icon、PartQueue设置同上。

M1元素的可视化设置

设置其Text、Icon（机器图标）、Icon（可随状态改变的图标）、LaborQueue、PartQueue如下：

元素M2、M3的Text、Icon（机器图标）、Icon（可随状态改变颜色的图标）、LaborQueue、PartQueue的设置方法与M1类似。

4）表格可视化的设置

在系统窗口选择BACKDROP,鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置它的Rectangle，5条横向的Line和1条纵向的Line，这样形成一个六行两列的表格，分别设置Text“Q1临时库存、Q2临时库存、Q3临时库存、Q4临时库存、Q5临时库存、Q6临时库存”从上到下放在表格的第一列。

如下图：

5）Variable元素可视化的设置

在元素窗口选择C1,调出Display对话框，设置它的Value放在表格的第一行第一列

用类似的方法设置C2、C3、C4、C5、C6的Value从上到下分别放在表格第二列的第二到第六行。

（3）元素细节设置

1）对Part元素的细节设计

对元素A的细节设计

•Type:

Active

•InputtoMode.InterArrival:

NORMAL（10,1,1）

•InputtoMode.To:

PUSHtoQ1

对元素B的细节设计

•Type:

Active

•InputtoMode.InterArrival:

UNIFORM（11,20,2）

•InputtoMode.To:

PUSHtoQ2

2）对Buffer元素的细节设计

名称

Capacity

ActiononInput

ActiononOutput

Q1

1000

C1=C1+1

C1=C1-1

Q2

1000

C2=C2+1

C2=C2-1

Q3

1000

C3=C3+1

C3=C3-1

Q4

1000

C4=C4+1

C4=C4-1

Q5

1000

C5=C5+1

C5=C5-1

Q6

1000

C6=C6+1

C6=C6-1

3）对Machine元素的细节设计

对Labor1、Labor2、M1、M2的细节设计

机器名称

From

CycleTime

To

Labor1

PULLfromAoutofQ1

2.0

PERCENT/189Q365.00,SHIP35.00

Labor2

PULLfromBoutofQ2

2.0

PERCENT/189Q495.00,SHIP5.00

M1

PULLfromAoutofQ3

NORMAL（5,1,3）

PUSHtoQ5

M2

PULLfromBoutofQ4

NORMAL（8,1,4）

PUSHtoQ6

M3的细节设计

•M3.Type=Assembly

•M3.CycleTime=NORMAL（5,1,5）

•M3.InputQuantity=2

•M3.InputRules（From）：

MATCH/ANYAoutofQ5#

（1）ANDBoutofQ6#

（1）

•M3.OutputRules（To）：

PUSHtoSHIP

（4）、模型运行和数据报告

要观察连续仿真一天的系统运行情况，所以取1440仿真时间单位。

运行模型得到以下结果：

（1）运行中的模型界面截图：

（2）运行一天结束的模型界面截图

（3）运行一天的结果图

1）Part运行结果

2）Machine运行结果

3）Buffer运行结果

4）Variable运行结果

（5）、模型代码

ELEMENTNAME:

A

ElementType:

Part

Type:

Variableattributes

Groupnumber:

1

InterArrivalTime:

NORMAL（10,1,1）

FirstArrivalat:

0.0

MaximumArrivals:

Unlimited

Input/OutputRules

Output:

PUSHtoQ1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

B

ElementType:

Part

Type:

Variableattributes

Groupnumber:

1

InterArrivalTime:

UNIFORM（11,20,2）

FirstArrivalat:

0.0

MaximumArrivals:

Unlimited

Input/OutputRules

Output:

PUSHtoQ2

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

C1

ElementType:

Variable

Quantity:

1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

C2

ElementType:

Variable

Quantity:

1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

C3

ElementType:

Variable

Quantity:

1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

C4

ElementType:

Variable

Quantity:

1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

C5

ElementType:

Variable

Quantity:

1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

C6

ElementType:

Variable

Quantity:

1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Labor1

ElementType:

Machine

Quantity:

1

Priority:

Lowest

Type:

Single

CycleTime:

2.0

Input/OutputRules

Input:

PULLfromAoutofQ1

Output:

PERCENT/189Q365.00,SHIP35.00

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Labor2

ElementType:

Machine

Quantity:

1

Priority:

Lowest

Type:

Single

CycleTime:

2.0

Input/OutputRules

Input:

PULLfromBoutofQ2

Output:

PERCENT/189Q495.00,SHIP5.00

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

M1

ElementType:

Machine

Quantity:

1

Priority:

Lowest

Type:

Single

CycleTime:

NORMAL（5,1,3）

Input/OutputRules

Input:

PULLfromAoutofQ3

Output:

PUSHtoQ5

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

M2

ElementType:

Machine

Quantity:

1

Priority:

Lowest

Type:

Single

CycleTime:

NORMAL（8,1,4）

Input/OutputRules

Input:

PULLfromBoutofQ4

Output:

PUSHtoQ6

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

M3

ElementType:

Machine

Quantity:

1

Priority:

Lowest

Type:

Assembly

AssemblyQty:

2

CycleTime:

NORMAL（5,1,5）

Input/OutputRules

Input:

MATCH/ANY

AoutofQ5#

（1）ANDBoutofQ6#

（1）

Output:

PUSHtoSHIP

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Q1

ElementType:

Buffer

Quantity:

1

Capacity:

1000

InputOption:

Rear

OutputOption:

First

SearchFrom:

Front

Actions

Input:

C1=C1+1

Output:

C1=C1-1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Q2

ElementType:

Buffer

Quantity:

1

Capacity:

1000

InputOption:

Rear

OutputOption:

First

SearchFrom:

Front

Actions

Input:

C2=C2+1

Output:

C2=C2-1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Q3

ElementType:

Buffer

Quantity:

1

Capacity:

1000

InputOption:

Rear

OutputOption:

First

SearchFrom:

Front

Actions

Input:

C3=C3+1

Output:

C3=C3-1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Q4

ElementType:

Buffer

Quantity:

1

Capacity:

1000

InputOption:

Rear

OutputOption:

First

SearchFrom:

Front

Actions

Input:

C4=C4+1

Output:

C4=C4-1

_____________________________________________________________

ELEMENTNAME:

Q5

ElementType:

Buffer

Quantity:

1

Capacity:

1000

InputOption:

Rear

OutputOption:

First

SearchFrom:

Front

Actions

Input:

C5=C5+1

Output:

C5=C5-1

_____________________________________