flexsim课程实验指导书.docx

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flexsim课程实验指导书

武汉科技大学工业工程专业

设施规划与物流系统

实验指导书

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Flexsim软件的基本操作

第1步：

在模型中生成一个实体

从左边的实体库中拖动一个发生器到模型（建模）视窗中。

具体操作是，点击并按住实体库中的实体，然后将它拖动到模型中想要放置的位置，放开鼠标键。

这将在模型中建立一个发生器实体，如下图所示。

一旦创建了实体，将会给它赋一个默认的名称，例如Source#，数字#为自从Flexsim应用软件打开后所生成的实体数。

在以后定义的编辑过程中，可以对模型中的实体进行重新命名。

第2步：

在模型中生成更多的实体

从实体库中拖动一个暂存区实体放在发生器实体的右侧。

再从库中拖动3个处理器实体放在暂存区实体的右侧，如下图所示。

第3步：

完成在模型中生成实体

再拖出一个暂存区、一个处理器和一个吸收器实体放到模型中。

第4步：

连接端口

下一步是连接端口来安排临时实体的逻辑路径。

要连接一个实体的输出端口至另一个实体的输入端口，按住键盘上的“A”键，然后点击第一个实体并按住鼠标左键，拖动鼠标到下一个实体然后放开鼠标键。

将会看到拖动出一条黄色连线，放开鼠标键时，会出现一条黑色的连线。

首先，连接发生器到第一个暂存区。

然后连接此暂存区和每个处理器。

再连接每个处理器到第二个暂存区。

然后连接第二个暂存区到检验处理器。

然后连接检验处理器到吸收器，并连接到模型前端的第一个暂存区。

先连接检验处理器到吸收器，然后到第一个暂存区。

现在此模型的连接应如下图所示。

下一步是改变各实体的参数，以使它们按模型的描述来工作。

这里从发生器开始一直到吸收器逐个修改参数。

详细设计模型

每个实体有它自己的参数视窗。

数据和逻辑会由此视窗添加到模型中。

双击一个实体进入该实体参数视窗。

在这个模型中，我们需要让3种不同的产品类型进入系统。

要完成这一要求，每个临时实体的类型（见Flexsim术语中“临时实体类型”的描述）将按照均匀分布被随机分配一个1到3之间的整数值。

这由发生器的出口触发器来完成。

第5步：

给发生器指定临时实体的到达速率

双击该发生器打开它的参数视窗。

所有Flexsim实体都有多个分页（标签页）来代表变量和信息，建模人员可根据模型要求来改变它们。

在这个模型中，我们需要改变到达间隔时间和临时实体类型以产生3种类型的产品。

在此模型中，产品每5秒到达，按指数分布。

发生器默认使用一个指数分布的到达时间间隔，但需要改变其均值。

诸如指数分布这样的各种随机分布将被仿真过程采用，可用来对现实系统中发生的变化进行建模。

Flexsim提供了一个叫做ExpertFit的工具来帮助你确定何种随机分布与你的实际数据最匹配。

在后面的文档中有对分布和如何使用它们的详细解释。

在发生器分页中，在到达时间间隔下拉菜单中，点击 

 按钮。

将打开第二个视窗，来解释其选项，并可编辑该选项的参数。

所有以棕色显示的内容都可以改变。

使用此模板你可以改变数值以调整分布，甚至也可以插入一个表达式。

对于这个模型，将形数参数值从10改为5。

对于一个指数分布，形状参数值就是均值。

按确定按钮返回参数页。

第6步：

指定临时实体的类型和颜色

接下来要做的是，在临时实体进入系统时为其指定一个类型值。

此类型值在1到3之间均匀分布，意思是，进入系统的产品是类型1、类型2、或类型3的可能性都一样。

完成该指定的最好的方式是在发生器的离开触发器中改变其临时实体类型。

选择发生器触发器分页。

选择离开触发器下拉菜单选择。

在下拉菜单中选择“SetItemtypeandColor（设定临时实体类型和颜色）”选项。

选择并改变了临时实体的类型和颜色后，选择摸板按钮 

，可看到如下信息（见下图）。

离散均匀分布与均匀分布相似，只是其返回值不是所给参数之间的实数，而是一个整数。

我们现在完成了发生器的参数编辑，所有默认的棕色内容已经完全如我们所需要的了。

点击确定按钮即可接受参数设置并关闭该视窗。

第7步：

设置暂存器容量

下一步是详细设置第一个暂存区。

这里有两项内容需要设定。

首先要设定的是暂存区的容量。

第二，希望暂存区的分配方式是将临时实体中所有类型1送至处理器1，类型2送至处理器2，以此类推。

双击第一个暂存区，就会出现其参数视窗。

将最大容量改为10000，这实际上将得到一个无限容量的暂存区。

按 

 按钮。

第8步：

指定暂存区的路径分配

选择“临时实体流”分页来设置该暂存区的实体流选项。

在“输出”面板中，在“送往端口”下拉菜单中，选择“ByItemtype（direct）（按临时实体类型（直接））”选项。

由于已经指定了一个临时实体的类型参数等于1、2或3，我们现在可以用临时实体的类型来选定临时实体要通过的端口号。

处理器1应被连接至端口1，处理器2应被连接至端口2，处理器3应被连接至端口3。

选择了“ByItemtype（direct）”选项后，按确定按钮关闭该暂存区的参数视窗。

第9步：

指定处理器的操作时间

下一步是设置3个处理器的处理时间。

双击第一个处理器，就会出现其参数视窗。

在“处理时间”下拉菜单中，选择“ExponentialDistribution（指数分布）”选项，然后按

 按钮。

默认的形状参数值是10秒。

不改变该默认设定。

这样，在我们的模型中，每个产品将被平均处理10秒钟，处理时间服从指数分布。

点击确定按钮来关闭模板视窗。

到此为止，这是我们要对处理器所做的唯一改变。

我们将在后面的课程中采用一些其它选项。

点击确定按钮关闭处理器的参数视窗。

对其它两个处理器重复这一步骤。

第10步：

详细设置第二个暂存区

现在双击第二个暂存区打开其参数视窗。

如同在第一个暂存区中所做的一样，我们需要模拟一个无限容量的暂存区。

在“最大容量”域段输入10000。

然后按确定按钮关闭视窗。

第11步：

设置检验站处理时间

现在需要指定检验站的处理时间和路径逻辑。

双击该检验站打开其参数视窗。

在“处理时间”分页中“处理时间”菜单下，按 

 按钮。

这将又一次打开解释处理时间的当前选项的模板视窗。

改常数时间10为3。

这样，在模型中，它将持续3秒（恒值不变）时间来检验产品是否有加工缺陷。

第12步：

设置检验站的路径分配

现在需要设置该检验站将劣质产品送回到模型的开始端，将合格产品送到吸收器。

在建立该实体的连接时，应首先连接它至吸收器，然后将它连接回第一个暂存区。

这个顺序可以使第一个输出端口连接到吸收器，第二个输出端口连接到暂存区。

现在，我们想按照某确定的百分比来安排临时实体的路径。

点击该检验站的“临时实体流”分页。

在“输出”面板中“送往端口”下拉菜单下，选择“ByPercentage（inputs）（按百分比（输入））”选项。

然后按模板

 按钮。

这将再次打开选择流经路径策略的视窗。

为端口1输入80%，端口2为20%，意思是，将80%的产品，或者说制造合格的产品，从输出端口1输出到吸收器；而将20%的产品，或者说，有制造缺陷的产品，从端口2送回第一个暂存区。

按确定按钮关闭模板视窗。

还有一件可能想要做的事，就是对已通过检验站并已被送回第一个暂存区的实体进行可视化。

点击检验站的参数视窗中的“处理器触发器”分页。

在离开触发器下拉框中选择“SetColor（设定颜色）”选项。

按 

 按钮并输入colorblack作为临时实体要改变成为的颜色。

按确定按钮关闭此模板视窗。

然后按检验站参数视窗中的确定按钮关闭之。

模型编译与运行

第13步：

编译

到此，已准备好编译，然后可以运行此模型了。

  选择主视窗底部的 

  按钮。

一旦编译过程完成，就准备重新设置并运行此模型。

第14步：

重新设置该模型

点击主视窗左下角

按钮。

对模型进行重置可以确保所有系统变量被设置回初始值，并将模型中所有临时实体清除。

第15步：

运行此模型

选择主视窗底部 

 按钮。

现在模型应该开始运行了。

临时实体应该从第一个暂存区开始移动，进入3个处理器中的一个，然后到第二个暂存区，再进入检验站，并从这里进入吸收器，也有一些被重新发送回第一个暂存区。

被发回的实体将变成黑色。

要停止模型运行，可随时按

 按钮。

后面你将学到如何按特定时间长度和特定重复次数来运行模型。

当模型定义中用到随机分布时，多次运行模型是很重要的。

要加快或减慢模型运行速度，可左右移动视窗底部的运行速度滑动条。

移动此滑动条能改变仿真时间与真实时间的比率，它完全不会影响模型运行的结果。

现在已经完成了建模过程。

来看一看这个模型产生的一些统计数字。

思考题

1）初步学习仿真软件和建模的心得体会和建议。

2）你还了解哪些别的仿真软件，试列举2个并和Flexsim进行比较？

实验一流水作业线的仿真

1.实验目的

熟悉Flexsim建模步骤；学习逻辑系统的建模方法；学习查看Flexsim的仿真结果。

通过实际建立仿真模型深刻认识仿真的基本概念。

2.实验内容

Massm

有如下一个流水加工生产线，不考虑其流程间的工件运输，对其各道工序流程进行建模。

该加工系统的流程与相关参数如下：

1．两种工件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

2．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%；

3．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；

4．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；

5．一个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。

6．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；

建立上述流水作业线仿真模型。

连续仿真一个月的系统运行情况。

在两个处理器间加一个检验器和一个人处理器可以当检验器

3.实验步骤

（1）打开Flexsim3.0，新建一个Model；

（2）拖动Library界面上的各种实体单元到Orthographic界面上，按照图1.1所示布置；

（3）定义系统各实体间的流程逻辑；

（4）定义系统和各种实体的参数；

（5）设定运行时间，调节时间比例；

（6）编译；

（7）运行模型；

（7）查看仿真结果，分析设备利用情况；

（8）改变这个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等），查看结果变化情况。

4.思考题

（1）什么单元的哪些参数可以有效反映系统生产能力平衡状况？

（2）根据模型运行结果对系统进行调整，比较调整前后的运行结果。

（3）初步学习仿真软件和建模的心得体会和建议。

5.帮助与提示

在Flexsim中，只要把相应的对象的图标拖动到Orthographic界面中就可以实现相应的实体的定义。

选定一个实体，单击鼠标右键，选择弹出菜单中的Properties选项就可以对实体自身的各种属性做修改，例如位置等。

按住键盘“A”键，点击鼠标左键可以在两个实体之间连接一条线，从而定义两个实体之间的逻辑关系。

这是一种“流”的关系，Flowitem从一个实体的输出端口进入到另一个实体的输入端口。

在实体Properties选项卡上的General页上，可以查看一个实体的Inputport，Centralport以及Outputport，特别是一个实体与多个实体有连接时，会有多个端口，分清端口与对应的实体是必要的，有利于顺利的定义逻辑关系。

鼠标左键双击实体，弹出Parameters选项卡，在此可以对系统的逻辑关系进行操作。

本实验中用到了两种工件，建模时可以在实体Source的Itemtype中定义不同的工件种类，例如L_a、L_b的Itemtype分别为1和2，定义好了Itemtype后，后面就可以针对不同的工件作不同的处理。

同时，也可以设定工件的颜色，做法是在Triggers中设置OnExit，例如：

Assignitemauniquecoloraccordingtoitsitemtypenumber:

case1:

colorred（item）;break;

case2:

coloryellow（item）;break;

case3:

colorblue（item）;break;

default:

colorblack（item）;

在Flow页上的SendToPort下拉菜单中可以根据逻辑选择多种方式。

例如本实验中用到了

Sendtheflowitemtoaportnumberbasedoncasesdefinedbyitsitemtypenumber

其作用是把不同的工件分配到对应的加工设备上进行加工。

查看仿真结果：

在各实体的Properties选项卡上的Statistics页上可以查看设备利用率等仿真结果。

实验二传送带系统仿真

1．实验目的

通过建立一个传送带系统，学习Flexsim提供的运动系统的定义；学习Flexsim提供的conveyor系统建模；进一步学习模型调整与系统优化；

2．实验内容

在如下的一个分拣系统中，沿一条传送带传送的货物，根据各自的品种被分别送至不同的操作台，经检验打包后，被取走；检验不合格的货物由一条传送带送往检修处。

检验包装4

图1

分拣传送带的空间结构图如下：

图2

78ft

传送带空间布置的俯视图

图3

分拣系统的流程描述和系统参数如下：

四种货物L_a、L_b、L_c、L_d各自独立到达高层的传送带入口端；

L_a的到达频率服从正态分布函数normal400,50秒；

L_b的到达频率服从正态分布函数normal200,40秒；

L_c的到达频率服从正态分布函数uniform500,100秒；

L_d的到达频率服从正态分布函数uniform150,30秒；

根据不同货物，分别从四条倾斜的传送带送到下层传送带检验包装处；

每个检验包装操作台需操作工一名，每检验一件货物占用时间大约1分钟；

每种货物都可能有不合格产品，检验合格的产品放入箱笼，不合格的通过地面传送带送往检修处进行修复；

L_a的合格率为95%；L_b为96%；L_c为97%；L_d为98%；

传送带的传送速度选默认速度。

对上述传送分拣系统进行建模，模拟系统一天8小时的运行状况，并完成思考题。

3．试验步骤

1．在一个新建的model中定义整个系统，并定义process、source、sink（操作工，队列）等实体及其参数；

2．建立conveyor系统，根据空间布置的要求调整各个conveyor的位置，根据需要在各个传送带的连接处布置站点，定义各段传送带的参数

3．定义系统的逻辑流程

4．运行调整模型，知道模型按照实际系统流程正确运行

5．运行模型，得到数据和图表等多种结果输出；

6．根据结果输出对系统进行分析

四．思考题

1．该分拣系统一天的总货物流量约为多少？

2．按照目前的配置，该系统能够承受的最大日流量是多少？

3．如果你是该系统的主管，你怎样调整这个系统的物流安排和人员配置

4．比较24小时工作制和8小时工作制设定模型运行，看是否是简单的大约3倍的关系？

是否能发现不同的现象？

连续运行一个月，情况又如何？

试说明仿真长度对系统分析的影响。

5．如果该系统中合格的货物被操作工放置在箱笼中，累计每20个打一包送走，如何实现这样的逻辑

6．在source定义窗口中改变source到达系统的随机分布函数种类和参数，观察仿真结果的变化，结合有关数学参考书，给出数学上的解释。

帮助与提示

在按照空间结构布置传送带的时候，可以右键单击传送带，选择parameters栏，改变栏中Layout中的一些参数来调整传送带的尺寸、形状以及方向。

由于在系统中，需要根据不同的货物，分别从四条倾斜的传送带送到下层传送带检验包装处。

为了实现这个功能，需要对传送带flowitem的输出端口进行相应的设置，按照flowitem不同的type输送到传送带不同的输出端口。

4种不同的货物都有自己的检验合格率。

每个货物进行检验之后，不合格的产品要进入检修，合格的产品要进入箱笼。

也就是说在经过检验工序后要设置产品按数量的百分比通过2个不同的output输出。

在两个处理器间加一个检验器和一个人处理器可以当检验器

课程实验报告

课程名称：

实验题目：

院系：

班级：

学号：

指导教师：

武汉科技大学工业工程系

2008.10