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1、-生产系统建模与仿真课程设计说明书-第 8 页生产系统建模与仿真课程设计说明书1. 题目12. 课程设计内容13、 系统建模23.1 元素定义23.2模型建立23.3 仿真结果143.4 运行过程中各环节的截图183.5 模型代码194、数据分析与系统改进225、参考文献301. 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0123456789A（正态分布
2、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
3、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、 系统建模3.1 元素定义元素名称类型数量说明APart1产品BPart1产品Labor1Machine1检验员Labor2Machine1检验员M1Machine1机器1M2Machine1机器2M3Machine1机器3Q1Buffer1缓冲区Q2Buffe
4、r1缓冲区Q3Buffer1缓冲区Q4Buffer1缓冲区Q5Buffer1缓冲区Q6Buffer1缓冲区3.2模型建立根据Witness 的运作原理，采用设定的数据对该流水加工生产线的生产过程进行仿真模拟，建立仿真模型，首先在模型中放置个元素，如图开始定义各元素：详细定义元素：A详细定义元素：B详细定义元素：labor1详细定义元素：labor2详细定义元素:machine1详细定义元素:machine2详细定义元素:machine3详细定义元素:buffer元素PartA进入规则定义元素PartB进入规则定义元素Labor1进入规则定义元素Labor1输出规则定义元素Labor2进入规则定
5、义元素Labor2输出规则定义元素M1进入规则定义元素M1输出规则定义元素M2进入规则定义元素M2输出规则定义元素M3进入规则定义元素M3输出规则定义元素定义完成模型，如图：元素显示过程：元素显示设置完成模型,如图：3.3 仿真结果模型运行一天（1440min)的过程：模型运行一天（1440min)，运行结果见表：表1 Part运行结果表2 Machine运行结果表3 Buffer运行结果3.4 运行过程中各环节的截图元素A运往Labor1的过程：元素Labor1运往M1的过程：元素M1、M2运往M3的过程：3.5 模型代码ELEMENT NAME: AElement Type:PartTyp
6、e:Variable attributesGroup number:1Inter Arrival Time:NORMAL (10,1)First Arrival at:0.0Maximum Arrivals:UnlimitedInput / Output RulesOutput:PUSH to Q1ELEMENT NAME: BElement Type:PartType:Variable attributesGroup number:1Inter Arrival Time:UNIFORM (12,18)First Arrival at:0.0Maximum Arrivals:Unlimited
7、Input / Output RulesOutput:PUSH to Q2ELEMENT NAME: labor1Element Type:MachineQuantity: 1Priority:LowestType:SingleCycle Time:2.0Input / Output RulesInput:PULL from A out of Q1Output:PERCENT /189 Q3 65.00 ,SHIP 35.00 ELEMENT NAME: labor2Element Type:MachineQuantity: 1Priority:LowestType:SingleCycle T
8、ime:2.0Input / Output RulesInput:PULL from B out of Q2Output:PERCENT /189 Q4 95.00 ,SHIP 5.00 ELEMENT NAME: M1Element Type:MachineQuantity: 1Priority:LowestType:SingleCycle Time:NORMAL (5,1,1)Input / Output RulesInput:PULL from Q3Output:PUSH to Q5ELEMENT NAME: M2Element Type:MachineQuantity: 1Priori
9、ty:LowestType:SingleCycle Time:NORMAL (8,1)Input / Output RulesInput:PULL from Q4Output:PUSH to Q6ELEMENT NAME: M3Element Type:MachineQuantity: 1Priority:LowestType:AssemblyAssembly Qty:2Cycle Time:NORMAL (5,1)Input / Output RulesInput:MATCH/ANY A out of Q5 #(1) AND B out of Q6 #(1)Output:PUSH to SH
10、IPELEMENT NAME: Q1Element Type:BufferQuantity: 1Capacity:1000Input Option:RearOutput Option:FirstSearch From:FrontELEMENT NAME: Q2Element Type:BufferQuantity: 1Capacity:1000Input Option:RearOutput Option:FirstSearch From:FrontELEMENT NAME: Q3Element Type:BufferQuantity: 1Capacity:1000Input Option:Re
11、arOutput Option:FirstSearch From:FrontELEMENT NAME: Q4Element Type:BufferQuantity: 1Capacity:1000Input Option:RearOutput Option:FirstSearch From:FrontELEMENT NAME: Q5Element Type:BufferQuantity: 1Capacity:1000Input Option:RearOutput Option:FirstSearch From:FrontELEMENT NAME: Q6Element Type:BufferQua
12、ntity: 1Capacity:1000Input Option:RearOutput Option:FirstSearch From:Front4、数据分析与系统改进（1）由表中Part 的运行结果可知，由于工件A、B的合格率不同，导致输入数量上的差异，但最后的Total out的数量相同，说明A、B的输入规则基本符合A、B的1：1的装配要求。（2）由表中Buffer 运行结果可以对流水加工生产线的暂存空间进行科学安排，即由模拟的工件量来规划各个阶段的暂存空间大小。（3）由表中Machine的运行结果可知，劳动者和机器均存在大量Idle time。其中劳动者的空闲时间均达到80%及以上，人
13、员浪费情况严重；机器的Busy time也只在30%-50%，设备利用率不高。可通过精简人员来提高劳动者的Busy time；目前的机器性能比较好,但与实际生产能力不符,可更换性能普通点、能够满足生产需求的机器即可。原来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；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。现在更换机器，使得A在机器M1上的加工时间为正态分布（16，1）分钟；B在机器M2上的加工时间为正态分布（18，1）分钟；一个A和一个B在机器M3上装配成产品，需时1为正态分布（20，1）分钟。优化机器后的个过程：元素M1的新定义：元素M2的新定义：元素M3的新定义：优化后的运行过程：更换机器后Machine的运行结果为：表1 Part运行结果Machine运行结果Buffer运行结果：由表可以明显看出，机器M1、2、3的Busy time得到很大提高，利用率明显加强。5、参考文献1 王亚超，马汉武主编. 生产物流系统建模与仿真：Witness系统及应用. 北京：科学出版社, 2006.2 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, 2008.3 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.