1中国矿业大学徐海学院实验报告课程名称课程名称 系统建模与仿真系统建模与仿真姓名姓名 李金文李金文 班级班级 工业工业 10-210-2 学号学号 2210036622100366 日期日期 2013-102013-10成绩成绩 教师教师 2前言前言生产系统建模与仿真是以制造型生产企业为核心，研究离散事件建模与仿真技术在生产企业分析中的应用原理和方法，旨在使学生对计算机仿真技术在生产系统的研究和分析方法上有一个正确的认识。内容包括：计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理；针对生产系统组成的基本元素的各种建模方法；输入、输出和系统评价的方法；以及一个应用 Witness 仿真软件对生产系统仿真和分析的实例。3第一部分第一部分 绪论绪论本实验指导书根据生产系统建模与仿真课程实验教学大纲编写，适用于工业工程专业。一、本课程实验的作用与任务一、本课程实验的作用与任务培养用专用软件进行系统仿真的能力，熟悉 Witness 软件的基本使用方法：1、熟悉 Witness 的启动、熟悉 Witness2003 用户界面、熟悉 Witness 建模元素、熟悉Witness 建模与仿真过程；2、掌握 Witness 仿真软件的基本功能、掌握排队系统建模方法和运行的特点、了解影响排队系统效率的因素，对比不同排队模型（M/M/1 和 M/M/C）的优缺点；3、熟悉多品种少批量生产方式的特、了解影响多品种少批量生产方式生产效率的因素及其优缺点。二、本课程实验的基础知识二、本课程实验的基础知识Witness 是由英国 lanner 公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已被成功运用于国际 3000 多家知名企业的解决方案项目，如 Airbus 公司的机场设施布局优化、BAA 公司的机场物流规划、BAE SYSTEMS 电气公司的流程改善、Exxon 化学公司的供应链物流系统规划、Ford 汽车公司的工厂布局优化和发动机生产线优化、Trebor Bassett 公司的分销物流系统规划等。Lanner 公司已经在包括澳大利亚、巴西、法国、德国、中国、意大利、日本、韩国、南非、美国、英国等 25 个国家和地区设立的代理，负责软件的推广和技术支持等工作。第二部分第二部分 基本实验指导基本实验指导4实验实验1 1 Witness 仿真软件认识仿真软件认识一、实验目的一、实验目的熟悉Witness 的启动；熟悉Witness2006用户界面；熟悉Witness 建模元素；熟悉Witness 建模与仿真过程。 二、实验内容二、实验内容1、运行 witness 软件，了解软件界面及组成；2、以一个简单流水线实例进行操作。小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。三、实验步骤三、实验步骤1、了解 Witness2006 的硬件和软件必备环境； 2、启动 Witness2006； 3、熟悉标题栏、菜单栏、工具栏、元素选择窗口、状态栏、用户元素窗口以及系统布局区； 4、学习建模元素：离散型元素、连续型元素、运输逻辑型元素、逻辑元素、图形元素；5、学习建模与仿真过程。 6、仿真实例操作。模型元素说明：widget 为加工的小部件名称；weigh、wash、produce、inspect 为四种加工 机器，每种机器只有一台；C1、C2、C3 为三条输送链；ship 是系统提供的特殊区域，表 示本仿真系统之外的某个地方；各个元素的输入输出规则5仿真运行：运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。四、实验报告四、实验报告1、写出 Witness 系统界面的各个构成，以及系统布局区的组成，以及每一部分的功能；2、分析 Witness 完成仿真模型所必须的五类元素； 3、仿真过程应用举例。 具体实验操作具体实验操作1、元素设计2，运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。3，实验结果分析： 机器 weigh 繁忙率为 91.62%，过于繁忙；wash 繁忙率为 66.93%，比较合理；produce 繁忙 率为 45.93%，比较清闲，需要提高这台机器的工作效率；inspect 繁忙率为 40.01%，过于 清闲。 ，需要提高这台机器的工作效率。6实验实验 2 单品种流水线生产计划设计单品种流水线生产计划设计一、一、 实验目的实验目的1. 理解系统元素 route 的用法。 2. 了解优化器 optimization 的用法。 3. 了解单品种流水线生产计划的设计。 4. 找出高生产效率、低临时库存的方案。二、二、 实验内容实验内容某一个车间有 5 台不同机器，加工一种产品。该种产品都要求完成 7 道工 序，而每道工序必须在指定的机器上按照事先规定好的工艺顺序进行。 假定在保持车间逐日连续工作的条件下，仿真在多对象平准化种生产采用 不同投资计划的工作情况。在不同投资计划组合中选出生产高效、低临时库存 方案，来减少占用资金。 产品工艺路线如图所示。 产品的计划投产方案批量：10,20,30。 产品计划投产间隔（min）：10,20,30,40,50,60。 如果一项作业在特定时间到达车间，发现该机器组全都忙着，该作业就在 该组机器处排入一个 FIFO 规则的队列，如果有前一天没有完成的任务，第二天 继续加工。三、三、 实验步骤实验步骤1. 阅读上面的混合流水线系统信息，熟悉产品的加工流程、加工时间等； 2. 选择计算加工时间的模型； 3. 打开物流仿真软件 Witness； 4. 使用 Witness 建立仿真模型； 5.进行模型的初步运行； 6.模型运算和数据分析 7研究方案的改善。四、四、 实验报告实验报告按照上述实验内容，设计出仿真模型、在 witness 上实现计算机模型，设置 仿真周期和各项参数，编写事件代码，进行仿真，分析仿真结果并尝试进行分 析和优化。具体实验操作具体实验操作 1、元素设计72，模型元素说明元素名称元素名称类型类型数量数量说明说明P Ppartpart1 1产品产品WatercleanWatercleanmachinemachine1 1机器组机器组1 1DSDcoatDSDcoatmachinemachine2 2机器组机器组2 2GreenfireGreenfiremachinemachine1 1机器组机器组3 3TCPprintfireTCPprintfiremachinemachine1 1机器组机器组4 4LapingLapingmachinemachine1 1机器组机器组5 5BufBufbufferbuffer5 5临时库存临时库存C2-C7C2-C7conveyorconveyor1 1输送链输送链StStattributeattribute1 1产品属性产品属性OutputOutputVariable(Int)Variable(Int)1 1产量统计产量统计各工序加工时间与批量机器组别机器组别加工时间加工时间加工批量加工批量8WatercleanWaterclean7 75 5DSDcoatDSDcoat14145 5GreenfireGreenfire5 55 5DSDcoatDSDcoat15155 5TCPprintfireTCPprintfire30301010LapingLaping20201010WatercleanWaterclean10105 53，对 Part 元素 P 细节设计Type:active Inter arrvial:10 Lot size:10 To：Push to RouteAction on creat: icon=94 St=1 Pen=1对 Buffer 元素 buf 细节设计Capacity:1000 Output.option:any对 Machine 元素 Waterclean 细节设计Type:general Input.quantity:5 Input.from:match/attribute St buf(1) #5 Duration.Cycle time: ERLANG(R_cycle,1,st) Duration.actions on finish: PEN=PEN+1 St=St+19If st=8 Output=output+1 Endif Output.Quantity:5 Output.to:push to route 对 Machine 元素 DSDcoat 细节设计Type:general Input.quantity:5 Input.from:match/attribute St buf(2) #5 Duration.Cycle time: ERLANG(R_cycle,1,st) Duration.actions on finish: PEN=PEN+1 St=St+1 Output.Quantity:5 Output.to:push to route 对 Machine 元素 Greenfire 细节设计Type:general Input.quantity:5 Input.from:match/attribute St buf(3) #5 Duration.Cycle time: ERLANG(R_cycle,1,st) Duration.actions on finish: PEN=PEN+1 St=St+1 Output.Quantity:5 Output.to:push to route 对 Machine 元素 TCPprintfire 细节设计Type:general Input.quantity:10 Input.from:match/attribute St buf(4) #10 Duration.Cycle time: ERLANG(R_cycle,1,st) Duration.actions on finish: PEN=PEN+1 St=St+1 Output.Quantity:10 Output.to:push to route 对 Machine 元素 Laping 细节设计Type:general Input.quantity:10 Input.from:match/attribute St buf(5) #10 Duration.Cycle time: ERLANG(R_cycle,1,st) Duration.actions on finish: PEN=PEN+1 St=St+1 Output.Quantity:1010Output.to:push to route 对 Conveyor 元素 C2、C3、C4、C5 细节设计Typeing:Queuing Length:10 Index time:0.1 Output.to:push to buf(2) Output.to:push to buf(3) Output.to:push to buf(4) Output.to:push to buf(5) 对 Conveyor 元素 C6、C7 细节设计Typeing:Queuing Length:30 Index time:0.1 Output.to:push to buf(2) Output.to:push to buf(1)4，各个元素的输入输出规则产品的计划投产方案批量：10,20,30。 产品计划投产间隔（min）：10,20,30,40,50,60。