基于Flexsim的仿真实验报告.docx
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基于Flexsim的仿真实验报告
基于Flexsim的仿真实验报告
专业班级:
工业工程一班
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学号:
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4基于Flexsim的仿真实验
1.实验报告
2.提交Flexsim的仿真图
基于Flexsim的仿真实验报告
一、实验目的与要求
1.1实验目的
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。
Flexsim是工程师、管理者和决策人对提出的“关于操作、流程、动态系统的方案”进行试验、评估、视觉化的有效工具。
Flexsim 能一次进行多套方案的仿真实验。
这些方案能自动进行,其结果存放在报告、图表里,这样我们可以非常方便地利用丰富的预定义和自定义的行为指示器,像用处、生产量、研制周期、费用等来分析每一个情节。
同时很容易的把结果输出到象微软的Word、Excel等大众应用软件里。
另外,Flexsim具有强力的商务图表功能,海图(Charts)、饼图、直线图表和3D文书能尽情地表现模型的信息,需要的结果可以随时取得。
本实验的目的是学习flexsim软件的以下相关内容:
●如何建立一个简单布局
●如何连接端口来安排临时实体的路径
●如何在Flexsim实体中输入数据和细节
●如何编译模型
●如何操纵动画演示
●如何查看每个Flexsim实体的简单统计数据
我们通过学习了解flexsim软件,并使用flexsim软件对实际的生产物流建立模型进行仿真运行。
从而对其物流过程,加工工序流程进行分析,改进,从而得出合理的运营管理生产。
1.2实验要求
(1)认识Flexsim仿真软件的基本概念;
(2)根据示例建立简单的物流系统的仿真模型;
(3)通过Flexsim仿真模型理解物流系统仿真的目的和意义
1.2.1实验2.多产品单阶段制造系统仿真与分析
某工厂加工三种类型产品的过程。
这三类产品分别从工厂其它车间到达该车间。
这个车间有三台机床,每台机床可以加工一种特定的产品类型。
一旦产品在相应的机床上完成加工,所有产品都必须送到一个公用的检验台进行质量检测。
质量合格的产品就会被送到下一个车间。
质量不合格的产品则必须送回相应的机床进行再加工。
我们希望通过仿真实验找到这个车间的瓶颈所在,以回答如下问题:
检验台能否及时检测加工好的产品?
或者检验台是否会空闲?
缓存区的大小重要吗?
该仿真模型的概念模型如下:
1.2.2实验3.产品测试工艺仿真与分析
某工厂车间对两类产品进行检验。
这两种类型的产品按照一定的时间间隔方式到达。
随后,不同类型的产品被分别送往两台不同的检测机进行检测,每台检测机只检测一种特定的产品类型。
其中,类型1的产品到第一台检测机检测,类型2的产品到第二台检测机检测。
产品检测完毕后,由传送带送往货架区,再由叉车送到相应的货架上存放。
类型1的产品存放在第2个货架上,类型2的产品存放在第1个货架上。
我们希望通过仿真运行来回答如下问题:
这个检测流程的效率如何?
是否存在瓶颈?
如果存在,怎样才能改善整个系统的绩效呢?
这些问题都是我们希望通过仿真分析得以解决的。
二、实验过程
1.建立概念模型
2.建立Flexsim6的模型:
(1)确立概念模型中各元素的模型实体;
(2)在新建模型中加入模型实体;
(3)根据各个模型实体之间的关系建立连接;
(4)根据题目要求的系统数据为不同的模型实体设置相应的参数,已达到对各工序实施控制的目的;
3.模型建立之后,模型的运行与分析;
4.运行完成后输出报表,查看每个模型实体的简单统计数据;
5.根据输出数据对生产工艺流程进行分析,找出瓶颈工序,并合理规划工序流程,合理的进行运营管理。
仿真周期设为1小时,使用复演法做多次独立的仿真试验,然后通过观察、统计、分析实时状态图和导出的仿真实验数据,得到最终的仿真结果。
三、实验心得
系统功能相对简单,实现也很容易,且方法多样。
为使系统运行达到最优,可分析调整各设备参数及系统配置,以达到系统运行连贯顺畅,无积压无间断的目的。
通过这次试验,加强了对物流系统的理解,也多了解了一个仿真软件,这个软件有三维功能,能够从不同的角度看出系统存在的问题,并且模型的连接分了不同的种类,A连接和S连接,我觉得这一点仅仅是本软件的优点,因为他将单向物流和双向物流区别对待,这样做更加条例清晰。
建模过程中每个参数的调整都是很容易实现的。
但在实际中,任何一个参数的调整都可能会极大的影响着成本和收益,因此模型中达到的最优未必能完全应用到实际中去。
另外,建模方案可能有很多个,而且最优方案也可能有很多,最终的方案选取,仍需要管理者综合考虑各方面因素进行决策。
但系统建模和仿真对实际决策有着重要的参考价值。
随着科技的发展,系统建模和方针必将日益显现出其重要的作用。
四、附上实验2中多产品单阶段制造系统仿真的结果
4.1实验2的模型图
输出的实验2多产品单阶段制造系统仿真的截图,如下图所示:
4.2模拟仿真运行时的运行状态及模拟仿真结果
4.2.1输出的模拟仿真运行时的运行状态截图,如下图所示:
在描述系统中我们提到希望能找出系统的瓶颈,有几种途径可以做到这点:
第一种方法是,你可以从视觉上观察每个暂存区的容量。
如果一个暂存区始终堆积着大量的产品,这就表明从该暂存区取货的一台或几台加工机床形成了系统的瓶颈。
在该模型仿真运行时,由上图可以注意到第二个暂存区堆积很多待加工的产品,而第一个暂存区的待加工产品较少,很显然是由于检查台,也就是processer4的工作能力较低造成的,说明processer4即检查台就是该模型中的瓶颈工序。
需要对该工序进行改进,以减少瓶颈带来的损失。
4.2.2模拟运行后的输出数据表:
FlexsimStateReport
Time:
48301.85
Object
Class
idle
processing
busy
blocked
generating
empty
collecting
releasing
Queue1
Queue
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
3.49%
0.00%
96.51%
Processor1
Processor
11.41%
88.59%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor2
Processor
15.96%
84.04%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor3
Processor
23.05%
76.95%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue6
Queue
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
5.14%
0.00%
94.86%
Processor4
Processor
1.83%
98.17%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Sink8
Sink
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
0.00%
Source1
Source
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
0.00%
0.00%
0.00%
4.2.3根据输出数据,以各个加工工位的加工和空闲时间进行对比,做出圆饼图进行观察各工序的工作状态:
第一个机台Process1:
第二个机台Process2:
第三个机台Process3:
检查台Process4:
4.2.4输出结果分析
在描述系统中我们提到希望能找出系统的瓶颈,第二种途径:
从主要工序的空闲与工作的比例元饼图分析,工作的比重最大且接近于100%的即是瓶颈工序。
从以上几个主要工序的空闲与工作的比例元饼图中可以看出,检验台工作的时间占总仿真时间的比例是最大的。
通过这些圆饼图,我们可以很容易的发现检验台是瓶颈所在,而非那三台加工机床。
现在已经找出了瓶颈,接下来将考虑瓶颈的改善。
这取决于与成本收益相关的多个因素,以及这个车间的长期规划目标。
在将来,是否需要以更快的速率加工产品呢?
在这个模型中,Source平均每5秒生成一个产品,而检测台也是平均每5秒将一个成品送到Sink。
检验台的5秒平均值是由其4秒的检测时间和80/20的路径策略计算得出的。
因此随着时间的推移,这个模型的总生产能力下降。
如果这个工厂想加工更多的产品,Source必须有更高的产品到达率(也就是说更短的到达间隔时间)。
如果不对检验台进行修改,模型中就会不断积累越来越多的待加工品,而暂存区的容量也会不断增加直到无法再加。
为了解决这个问题,我们不得不添加一个检验台,因为检验台是整个系统的瓶颈所在。
如果检验台处暂存区的容量很关键,那么同样需要我们添加一个检验台。
当检验台暂存区存货过高而导致过高成本时,添加一个检验台是很明智的,这样使得暂存区的容量不会过高,而该暂存区内待检验产品的等待时间也不会过长。
让我们来看看该暂存区的统计值。
继续运行此模型,你将会注意到这些数值随着仿真运行而改变。
查看平均容量和平均逗留时间值。
逗留时间指流动实体在暂存区中停留的时间。
在仿真运行的前期,暂存区的平均容量较小,但随着仿真的继续,增大到几百,如果暂存区的容量不是很大或造成成本很高是,那么就有必要增加一个检验台,来缓解瓶颈。
五、附上实验3中产品测试工艺仿真与分析结果
5.1实验3的模型图
输出的实验3产品测试工艺仿真的截图,如下图所示:
5.2模拟仿真运行时的运行状态及模拟仿真结果
5.2.1输出的模拟仿真运行时的运行状态截图,如下图所示:
运行状态:
由图可以看出暂存区1的堆积的待加工产品非常多,而缓存区2的容量就几乎没有堆积,说明两台机床的加工效率较低,造成待加工产品堆积。
说明加工机床的加工工序就是该模型中的瓶颈所在。
5.2.2模拟运行后的输出数据表:
FlexsimStateReport
Time:
6628.26
Object
Class
idle
processing
blocked
generating
empty
releasing
waitingfortransporter
conveying
travelempty
Travelloaded
offsettravelempty
offsettravelloaded
Source1
Source
0.00%
0.00%
1.43%
98.57%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue2
Queue
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
4.68%
95.32%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor3
Processor
4.46%
73.75%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Processor4
Processor
7.31%
69.30%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Conveyor5
Conveyor
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
73.94%
0.00%
0.00%
26.06%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Conveyor6
Conveyor
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
72.13%
0.00%
0.00%
27.87%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Queue7
Queue
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
28.51%
0.00%
71.49%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Rack8
Rack
100.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Rack9
Rack
100.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
Transporter11
Transporter
16.44%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
35.11%
15.07%
4.45%
28.92%
5.2.3输出每个模型实体的简单统计数据:
Source1
Queue1:
Processer1:
Processer2:
\
Queue2:
Transporter:
5.2.4输出结果分析
该检测流程的效率较低,很明显通过source1的生产时间与停滞时间比例关系,以及queue1的出现堆积的比例和空闲的比例,就可以看出两个工作台的工作效率较低,才会造成在第一个暂存区的大量的出现堆积现象,使其在非常少的情况下会出现空闲,而第二个暂存区的堆积比例就较第一个暂存区低很多,有将近十分之三的一部分时间都处于空闲状态,说明后面叉车的处理还是比较及时的,效率也较高。
那么总的来说,该检测流程的效率还是较低,因为在这个流程中,存在瓶颈工序,即是检测机台这一工序,造成了整体的效率降低。
对于检测流程的改善,这取决于这个车间的长期规划目标,需要解决瓶颈工序的问题。
因此随着时间的推移,这个模型的总生产能力下降。
如果这个工厂想加工更多的产品,就需要提高检测机台的工作效率。
如果不对检测机台进行修改,模型中就会不断积累越来越多的待加工品,而暂存区的容量也会不断增加直到无法再加。
为了解决这个问题,我们不得不添加一个检测机台台,因为检测机台是整个系统的瓶颈所在。