建模與仿真實驗報告

1、重 慶 大 學(xué)學(xué) 生 實 驗 報 告實驗課程名稱 物流系統(tǒng)建模與仿真 開課實驗室 物流工程實驗室 學(xué) 院 自動化 年級 12 專業(yè)班 物流工程2班 學(xué) 生 姓 名 段競男 學(xué) 號 20124912 開 課 時 間 2014 至 2015 學(xué)年第 二 學(xué)期總 成 績教師簽名自動化學(xué)院制物流系統(tǒng)建模與仿真實驗報告 開課實驗室： 年 月 日學(xué)院自動化年級、專業(yè)、班12級物流工程2班姓名段競男成績課程名稱物流系統(tǒng)建模與仿真實驗項目名 稱產(chǎn)品測試工藝仿真與分析實驗指導(dǎo)教師張瑩瑩教師評語成績一、實驗?zāi)康耐ㄟ^建立單存放區(qū)域、單處理工作臺的簡單模型，了解5個基本建模步驟。學(xué)習(xí)使用統(tǒng)計分析工具。二、實驗原理某工

2、廠車間對三類產(chǎn)品進行檢驗。這三種類型的產(chǎn)品按照一定的時間間隔方式到達。隨后，不同類型的產(chǎn)品被分別送往三臺不同的檢測機進行檢測，每臺檢測機只檢測一種特定的產(chǎn)品類型。其中，類型1的產(chǎn)品到第一臺檢測機檢測，類型2的產(chǎn)品到第二臺檢測機檢測，類型3的產(chǎn)品到第三臺檢測機檢測。產(chǎn)品檢測完畢后，由傳送帶送往貨架區(qū)，再由叉車送到相應(yīng)的貨架上存放。類型1的產(chǎn)品存放在第2個貨架上，類型2的產(chǎn)品存放在第3個貨架上，類型3的產(chǎn)品存放在第1個貨架上。檢測機器1檢測機器2檢測機器3傳送帶傳送帶傳送帶貨架1貨架2貨架3產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品3三、使用儀器、材料一臺PC機，flexsim軟件四、實驗步驟1) 創(chuàng)建模型布局使用鼠標將需

3、要的對象從對象庫中拖放到正視圖窗口中，根據(jù)需要使用鼠標改變對象位置、大小和轉(zhuǎn)角。2) 連接端口按下鍵盤上的“A”鍵，用鼠標拖放在對象間建立輸出端口輸入端口連接；方向為從流出實體的對象到流入實體的對象；模型中的對象發(fā)出和接收實體需要這種連接。3) 編輯外觀、設(shè)置對象行為(1) 參數(shù)窗口（Parameters Window）雙擊對象 (或在右鍵菜單選擇Parameters) ；用于對各種對象的自身特性的設(shè)置、編輯。(2) 屬性窗口（Properties Window）右鍵單擊對象，在彈出菜單中選擇 Properties；用于編輯和查看所有對象都擁有的一般性信息。(3) 模型樹視圖（Model Tr

4、ee View）模型中的所有對象都在層級式樹結(jié)構(gòu)中列出；包含對象的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所有的信息都包含在此樹結(jié)構(gòu)中。4) 重置運行(1) 重置模型并運行 (2) 控制仿真速度（不會影響仿真結(jié)果）(3) 設(shè)置仿真結(jié)束時間5) 觀察結(jié)果(1) 使用“Statistics”（統(tǒng)計）菜單中的Reports and Statistics（報告和統(tǒng)計）生成所需的各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計報告。(2) 其他報告功能包括：對象屬性窗口的統(tǒng)計項；記錄器對象；可視化工具對象；通過觸發(fā)器記錄數(shù)據(jù)到全局表。五、實驗過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計算等)1、運行結(jié)果的平面視圖：2、運行結(jié)果的立體視圖3、運行結(jié)果的暫存區(qū)數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖：第一個暫

5、存區(qū)第二個暫存區(qū)由報表分析可知5次實驗中，第一個暫存區(qū)的平均等待時間為11.46，而第二個暫存區(qū)的平均等待時間為13.02，略大于第一個暫存區(qū)，由此可見，第二個暫存區(qū)的工作效率基本上由第一個暫存區(qū)決定。4、運行結(jié)果三個檢測臺的數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖，三個檢測臺的state餅圖：（1）處理器一：由實驗結(jié)果分析可得，處理器一只有53%的時間處于工作狀態(tài)，有32.3%的時間是處于閑置狀態(tài)，并且該處理器的準備時間較長，占總時間的14.7%，這些數(shù)據(jù)表明該處理器的運行速度完全能滿足，甚至超過系統(tǒng)的要求，可以適當(dāng)?shù)倪x擇更處理速度慢一點的處理器來降低系統(tǒng)成本。（2）處理器二：由實驗結(jié)果分析可得，處理器二只有16.9

6、%的時間處于工作狀態(tài)，有66%的時間是處于閑置狀態(tài)，并且有17.1%的時間處于準備時間，以上數(shù)據(jù)說明處理器二閑置時間過長，工作效率低，不能很好地配合物料二的到達速度。（3）處理器三由實驗結(jié)果分析可得，處理器三的只有16.9%的時間處于工作狀態(tài)，有66.1%的時間是處于閑置狀態(tài)，并且有16.9%的時間處于準備時間，以上數(shù)據(jù)說明處理器三的工作效率低，不能很好地配合物料三的到達速度，可以適當(dāng)?shù)慕档吞幚砥魅奶幚硭俣?。六、實驗結(jié)果及分析1）對得到的數(shù)據(jù)做簡單分析，提出改進措施。答：通過對實驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的機器設(shè)備的設(shè)置基本能滿足系統(tǒng)的要求，但工作效率低，大大浪費了設(shè)備的工作能力，可以適當(dāng)?shù)奶岣呶?/p>

7、料的到達速度，或者降低三臺處理器的處理速度。2）討論：本實驗根據(jù)三個處理器的統(tǒng)計信息，通過狀態(tài)圖分析各處理器的工作狀態(tài)，通過暫存區(qū)材料的平均等待時間，分析這個檢測流程的效率如何？是否存在瓶頸？如果存在，怎樣才能改善整個系統(tǒng)的績效呢？答：由報表分析可知5次實驗中，第一個暫存區(qū)的平均等待時間為11.46，而第二個暫存區(qū)的平均等待時間為13.02，略大于第一個暫存區(qū)，由此可見，第二個暫存區(qū)的工作效率基本上由第一個暫存區(qū)決定。處理器一只有53%的時間處于工作狀態(tài)，有32.3%的時間是處于閑置狀態(tài)，并且該處理器的準備時間較長，占總時間的14.7%，這些數(shù)據(jù)表明該處理器的運行速度完全能滿足，甚至超過系統(tǒng)的

8、要求，可以適當(dāng)?shù)倪x擇更處理速度慢一點的處理器來降低系統(tǒng)成本。由實驗結(jié)果分析可得，處理器二只有16.9%的時間處于工作狀態(tài)，有66%的時間是處于閑置狀態(tài)，并且有17.1%的時間處于準備時間，以上數(shù)據(jù)說明處理器二閑置時間過長，工作效率低，不能很好地配合物料二的到達速度。由實驗結(jié)果分析可得，處理器三的只有16.9%的時間處于工作狀態(tài)，有66.1%的時間是處于閑置狀態(tài)，并且有16.9%的時間處于準備時間，以上數(shù)據(jù)說明處理器三的工作效率低，不能很好地配合物料三的到達速度，可以適當(dāng)?shù)慕档吞幚砥魅奶幚硭俣?。整體來看，整個檢測流程效率不高，但是并不存在瓶頸，能夠達到系統(tǒng)的要求，但工作效率低，大大浪費了設(shè)備的

9、工作能力，可以適當(dāng)?shù)奶岣呶锪系牡竭_速度，或者降低三臺處理器的處理速度。物流系統(tǒng)建模與仿真實驗報告 開課實驗室： 年 月 日學(xué)院自動化年級、專業(yè)、班12級物流工程2班姓名段競男成績課程名稱物流系統(tǒng)建模與仿真實驗項目名 稱多產(chǎn)品多階段制造系統(tǒng)仿真與分析實驗指導(dǎo)教師張瑩瑩教師評語成績一、實驗?zāi)康募俣ㄔ诒３周囬g逐日連續(xù)工作的條件下，對系統(tǒng)進行365 天的仿真運行（每天按8 小時計算），計算每組機器隊列中的平均產(chǎn)品數(shù)以及平均等待時間。通過仿真運行，找出影響系統(tǒng)的瓶頸因素，并對模型加以改進。二、實驗原理某制造車間由5 組機器組成，第1，2，3，4，5 組機器分別有3，2，4，3，1 臺相同的機器。這個車間

10、需要加工三種原料，三種原料分別要求完成4、3 和5 道工序，而每道工序必須在指定的機器組上處理，按照事先規(guī)定好的工藝順序進行。概念模型參考如下：機器1機器1機器1暫存區(qū)機器2機器2暫存區(qū)機器3機器3機器3機器3 暫存區(qū)機器4機器4機器4暫存區(qū)機器5 暫存區(qū)123三、使用儀器、材料一臺PC機，flexsim軟件四、實驗步驟1) 創(chuàng)建模型布局使用鼠標將需要的對象從對象庫中拖放到正視圖窗口中，根據(jù)需要使用鼠標改變對象位置、大小和轉(zhuǎn)角。2) 連接端口按下鍵盤上的“A”鍵，用鼠標拖放在對象間建立輸出端口輸入端口連接；方向為從流出實體的對象到流入實體的對象；模型中的對象發(fā)出和接收實體需要這種連接。本實驗此

11、步驟為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，連接線較復(fù)雜，故連接端口時應(yīng)注意保持清晰思路。3) 定義對象參數(shù)(1) 定義Source在模型中，共有3個Source實體，每個Source對應(yīng)一類原料，也就是說，一個Source生成一類原料。我們需要設(shè)置每個Source實體，使得每類原料的到達間隔時間滿足系統(tǒng)的要求。(2) 分別按照要求定義機器組1、機器組2、機器組3、機器組4、機器組5、暫存區(qū)參數(shù)。4) 模型運行 (1) 設(shè)置Experimenter(2) 重置模型并運行5) 觀察結(jié)果仿真進行過程中，可以看到紅、黃、藍三種不同顏色的原料從系統(tǒng)中流過，經(jīng)過不同機器組的加工，最后離開系統(tǒng)。仿真運行到175200單位時間的時候，

12、自動停止。五、實驗過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計算等)1、 運行結(jié)果的平面視圖：2、 提供運行結(jié)果的立體視圖：3、 提供運行結(jié)果五個暫存區(qū)數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖由數(shù)據(jù)圖可知第一個暫存區(qū)的物料輸入量為8888，平均數(shù)量為0.63，最大等待時間達到了241.94，平均等待時間為12.5，由此可見暫存區(qū)一的貨物狀態(tài)較為空閑，不是系統(tǒng)的瓶頸。由數(shù)據(jù)圖可知第二個暫存區(qū)的物料輸入量為11173，平均容量為1967.04，最大等待時間為63017.14，平均等待時間為30388.42，由此可見暫存區(qū)二的貨物周轉(zhuǎn)率較高，處于比較忙碌的狀態(tài)，非常容易成為系統(tǒng)的瓶頸。由數(shù)據(jù)圖可知第三個暫存區(qū)的物料輸入量為5835，平均數(shù)量

13、為0.11，最大等待時間達到了124.25，平均等待時間為3.40，由此可見暫存區(qū)三的效率較高，較為適應(yīng)系統(tǒng)的要求。由數(shù)據(jù)圖可知第四個暫存區(qū)的物料輸入量為3604，平均數(shù)量為5.62，最大等待時間為1642.37，平均等待時間為273.55，由此可見暫存區(qū)四貨物周轉(zhuǎn)率高，并且運行效率高，能夠適應(yīng)系統(tǒng)的要求，安排合理。由數(shù)據(jù)圖可知第五個暫存區(qū)的物料輸入量為7208，平均數(shù)量為243.75，最大等待時間為10936.85，平均等待時間為5956，由此可見暫存區(qū)五容易造成貨物的堆積和等待，不能夠適應(yīng)系統(tǒng)的要求，安排不夠合理，為該系統(tǒng)的瓶頸。六、實驗結(jié)果及分析 對得到的數(shù)據(jù)做簡單分析，提出改進措施：暫

14、存區(qū)12345平均等待時間12.5030388.423.40273.555956平均數(shù)量0.631967.040.115.62243.75由數(shù)據(jù)圖可知第一個暫存區(qū)的物料輸入量為8888，平均數(shù)量為0.63，最大等待時間達到了241.94，平均等待時間為12.5，由此可見暫存區(qū)一的貨物狀態(tài)較為空閑，不是系統(tǒng)的瓶頸。由數(shù)據(jù)圖可知第二個暫存區(qū)的物料輸入量為11173，平均容量為1967.04，最大等待時間為63017.14，平均等待時間為30388.42，由此可見暫存區(qū)二的貨物周轉(zhuǎn)率較高，處于比較忙碌的狀態(tài)，非常容易成為系統(tǒng)的瓶頸。由數(shù)據(jù)圖可知第三個暫存區(qū)的物料輸入量為5835，平均數(shù)量為0.11，

15、最大等待時間達到了124.25，平均等待時間為3.40，由此可見暫存區(qū)三的效率較高，較為適應(yīng)系統(tǒng)的要求。由數(shù)據(jù)圖可知第四個暫存區(qū)的物料輸入量為3604，平均數(shù)量為5.62，最大等待時間為1642.37，平均等待時間為273.55，由此可見暫存區(qū)四貨物周轉(zhuǎn)率高，并且運行效率高，能夠適應(yīng)系統(tǒng)的要求，安排合理。由數(shù)據(jù)圖可知第五個暫存區(qū)的物料輸入量為7208，平均數(shù)量為243.75，最大等待時間為10936.85，平均等待時間為5956，由此可見暫存區(qū)五容易造成貨物的堆積和等待，不能夠適應(yīng)系統(tǒng)的要求，安排不夠合理，為該系統(tǒng)的瓶頸。由數(shù)據(jù)分析可知暫存區(qū)二、五是系統(tǒng)的瓶頸所在，應(yīng)該提高暫存區(qū)二、暫存區(qū)五的

16、處理前一道工序速度，即增加工序一和工序二的機器數(shù)量，以此來提高工序1、2的處理速度，或者調(diào)整物料加工的順序，從而提高整個系統(tǒng)的運營效率。物流系統(tǒng)建模與仿真實驗報告 開課實驗室： 年 月 日學(xué)院自動化年級、專業(yè)、班12級物流工程2班姓名段競男成績課程名稱物流系統(tǒng)建模與仿真實驗項目名 稱混合流水線系統(tǒng)仿真與分析實驗指導(dǎo)教師張瑩瑩教師評語成績一、實驗?zāi)康闹饕莆諉闻_處理器在處理多種產(chǎn)品時對于處理順序以及時間參數(shù)的設(shè)置。熟悉先進先出這種存儲模式的控制方法。二、實驗原理多對象流水線生產(chǎn)有兩種基本形式。一種是可變流水線，其特點是：在計劃期內(nèi)，按照一定的間隔期，成批輪番生產(chǎn)多種產(chǎn)品；在間隔期內(nèi)，只生產(chǎn)一種產(chǎn)

17、品，在完成規(guī)定的批量后，轉(zhuǎn)生產(chǎn)另一種產(chǎn)品。另一種是混合流水線，其特點是：在同一時間內(nèi)，流水線上混合生產(chǎn)多種產(chǎn)品。按固定的混合產(chǎn)品組組織生產(chǎn)，即將不同的產(chǎn)品按固定的比例和生產(chǎn)順序編成產(chǎn)品組。一個組一個組地在流水線上進行生產(chǎn)。三、使用儀器、材料PC機一臺，flexsim 軟件四、實驗步驟1) 創(chuàng)建模型布局從左邊的實體庫中依次拖拽出所有實體（一個Source，5個Queue，12個Processor，一個Conveyor，一個Sink）放在右邊模型視圖中，調(diào)整至適當(dāng)?shù)奈恢茫鐖D所示：2) 連接端口根據(jù)流動實體的路徑來連接不同實體的端口。按住鍵盤上的“A”鍵，與前面章節(jié)的操作一樣，按上圖中的箭頭所指向

18、依次連接各個實體。分別(注意方向)從Source連到GeneralQueue，GeneralQueue連到GeneralMachine1，GeneralQueue連到GeneralMachine2， GeneralQueue連到GeneralMachine3，GeneralMachine1連到DrillingQueue，GeneralMachine2連到DrillingQueue，GeneralMachine3連到DrillingQueue，DrillingQueue連到DrillingMachine1，DrillingQueue連到DrillingMachine2，DrillingQueue

19、連到DrillingMachine3，DrillingMachine1連到MillingQueue，DrillingMachine2連到MillingQueue，DrillingMachine3連到MillingQueue，MillingQueue連到MillingMachine1，MillingQueue連到MillingMachine2，MillingMachine1連到GrindingQueue，MillingMachine2連到GrindingQueue，GrindingQueue連到GrindingMachine1，GrindingQueue連到GrindingMachine2，Gr

20、indingQueue連到GrindingMachine3，GrindingMachine1連到TestingQueue，GrindingMachine2連到TestingQueue，GrindingMachine3連到TestingQueue，TestingQueue連到TestingMachine，TestingMachine連到Conveyor，Conveyor連到Sink。完成后，如圖所示：3) 定義對象參數(shù)分別按照要求定義Source、各機器工位、暫存區(qū)參數(shù)。4) 模型運行 (1) 重置模型并運行(2) 加快仿真模型運行速度如果我們只是關(guān)心仿真結(jié)果，而對仿真的過程不感興趣，則我們可以

21、加快仿真速度，迅速得到結(jié)果。圖3.1仿真速度控制比例條如圖3.1，鼠標左鍵一直按住比例尺，移動到合適的比例位置，以便迅速得到結(jié)果。5) 觀察結(jié)果仿真進行過程中，可以看到紅、綠、藍三種不同顏色的產(chǎn)品從系統(tǒng)中流過，經(jīng)過不同機器組的加工，最后離開系統(tǒng)，如下圖：6) 結(jié)果分析當(dāng)仿真運行自動結(jié)束后，我們打開Flexsim的工具欄里的Stats目錄下的Standard Report選項，如圖所示： 我們通過來增加、以及來減少需要輸出的報告內(nèi)容，使得報告包含以上所列的5個部分的數(shù)據(jù)：idle是空閑時間，processing是工作時間，blocked是產(chǎn)品在設(shè)備等待時間，stats_staytimeavg是平

22、均停留時間，stats_input是輸入產(chǎn)品數(shù)，stats_output是輸出產(chǎn)品數(shù)，設(shè)置完成后，如圖所示：點擊后生成如圖所示表格： 從上表中我們可以很方便的看到總運行時間是7728min，以及各個設(shè)備的輸入輸出產(chǎn)品數(shù)，處理時間等信息。五、實驗過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計算等)1、運行結(jié)果的二維平面圖2、運行結(jié)果的三維立體圖4、 投產(chǎn)按照1、2、3的順序進行的仿真報告Flexsim Summary ReportTime:7728ObjectClassstats_outputstats_staytimeminstats_inputidleblockedprocessingSource1Sourc

23、e170000077200Queue2Queue170001700000Processor3Processor500450059402400Processor4Processor600460029702700Processor5Processor600460029702700Conveyor6Conveyor1700101700000Processor7Processor600460020302800Processor8Processor600460020302800Processor9Processor500450059902400Queue10Queue170001700000Queue1

24、1Queue170001700000Processor12Processor85038501003050Processor13Processor85038501103050Processor14Processor567456779602268Processor15Processor567456779702268Processor16Processor566456679802264Queue17Queue170001700000Queue18Queue170001700000Processor19Processor1700117001807700Sink20Sink001700000由報表分析可

25、知，按照1、2、3的順序投產(chǎn)的總的處理時間為7728。投產(chǎn)按照1、3、2的順序進行的仿真報告：Flexsim Summary ReportTime:7728ObjectClassstats_inputstats_outputstats_staytimeavgidleprocessingblockedSource1Source017000007720Queue2Queue170017004.588235000Processor3Processor5025024.79681358624080Processor4Processor6006004.529827000Processor5Processo

26、r5985984.50167230626920Queue6Queue170017000.411765000Processor7Processor6006004.66666720328000Processor8Processor6006004.66666720328000Processor9Processor5005004.859924000Queue10Queue1700170028.32294000Processor11Processor8508503.5882351030500Processor12Processor8508503.5882351130500Queue13Queue1700

27、17000000Processor14Processor567567479622680Processor15Processor567567479722680Processor16Processor566566479822640Queue17Queue170017002329.648000Conveyor19Conveyor1700170010000Sink20Sink170000000Processor21Processor170017004.5294121877000由報表分析可知，按照1、3、2的順序投產(chǎn)的總的處理時間為7728。投產(chǎn)按照2、1、3的順序進行的仿真報告：Flexsim Su

28、mmary ReportTime:7725ObjectClassstats_inputstats_outputstats_staytimeavgidleprocessingblockedSource1Source017000007720Queue2Queue170017004.588235000Processor3Processor5035034.79522958824120Processor4Processor6006004.529927000Processor5Processor5975974.50251331126880Queue6Queue170017000.408824000Processor7Processor6006004.6666672