flexsim物流工程實驗報告

1、垃圾回收場仿真與分析1.建立概念模型1.1系統(tǒng)描述近幾十年來，由于人類的濫砍、濫伐，無情的破壞我們的大自然，地球上能用的資產(chǎn)和能源逐漸地減少，環(huán)保團體發(fā)現(xiàn)如果我們不再注重保護環(huán)境，終有一天我們會失去地球這個美好的家園。所以近年來，環(huán)保團體大力的提倡垃圾回收，位于某地的一家垃圾回收站，把回收來的資源分成鐵鋁罐、保特瓶和塑膠三大類后存儲起來。下面這個模型就是對該資源回收站的仿真。 1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)垃圾到達的時間間隔服從均值為15，標準差為3的正態(tài)分布；分揀垃圾的時間間隔服從最大值為7的的指數(shù)分布；儲存垃圾的容器容積各為500單位；垃圾經(jīng)過分類處理后需要起重機和叉車運送到儲存容器。1.3概念模型暫存區(qū)

2、分解器暫存區(qū)1暫存區(qū)2暫存區(qū)3存儲區(qū)1存儲區(qū)2存儲區(qū)32 建立Flexsim4模型第1步：模型實體設計模型元素系統(tǒng)元素備注Flowitem回收到的垃圾Source產(chǎn)生垃圾Queue垃圾暫存區(qū)Separator垃圾分揀裝置將回收到的垃圾分揀后輸出Conveyor傳送設備FlowNode傳送設備Reservoir垃圾存儲容器Rack垃圾存儲容器Crane垃圾搬運設備Transporter垃圾搬運設備第2步：在模型中加入Source(發(fā)生器)從庫中拖入一個Source到模型中。右鍵點擊該實體，選擇Properties（屬性），在彈出的屬性頁中選擇Visual項目，改變Position, Rotati

3、on, and Size 中的RZ(繞Z軸方向旋轉的角度)為45，使Processor偏轉45度角放置。點擊Apply和OK保存設置。更改后布局圖如圖12-3所示：說明：所有固定實體資源都可以通過這種操作來改變擺放的角度，故本章后面的類似實體擺放將不再截圖描述操作細節(jié)。第3步：在模型中加入Queue和Separator從庫中拖放一個Queue和一個Separator到模型中。如圖擺放它們的角度和位置。其中Queue和Separator的擺放角度（RZ值）都為45度。如圖12-4所示：第4步：在模型中加入Conveyor(傳送帶)拖放兩條Conveyor到模型中。更改Conveyor的擺放角度和

4、布局。先改變Conveyor屬性頁中的RZ值為-45度。 雙擊Conveyor打開參數(shù)頁，點選Layout項目。更改section1中得length數(shù)值為5；點擊Add Curved添加一段彎曲得傳送帶，設置其radius為3。點擊Apply和OK保存并關閉窗口。同樣對另一條Conveyor也做布局上得改變。更改section1中得length數(shù)值為5；點擊Add Curved添加一段彎曲得傳送帶，設置其radius為3。第5步：在模型中加入FlowNode(流節(jié)點)在庫中得下拉菜單中選擇Fixed Resources。然后從庫中拖入一個FlowNode到模型中。 由于模型容量的限制所以將原來

5、的3個改為1個。第6步：在模型中加入Queue和Reservoir(儲液罐) 從庫中拖入三個Queue和兩個Reservoir到模型中，如圖進行擺放。其中Reservoir可以在庫中得Fixed Resources中找到。第7步：在模型中加入Rack(貨架)從庫中拖入一個Rack到模型，并調整其擺放得角度（RZ為90度）。第8步：在模型中加入Crane(起重機)、transporter（叉車）和Operator(操作員)此處本來可以采用叉車，但是由于軟件的限制（試用版本），不能在模型中加入太多的實體，所以將叉車去掉，用起重機代替。從庫中拖入Crane、transporter 、Operator

6、到模型中。其中Crane在實體庫的Mobile Resources中可以找到。第9步：連接端口根據(jù)模型回收分類的順序，先對固定實體進行連接（注意A連接是有方向的）。A連接的次序依次是：Source連接第一個Queue，Queue連接Separator，Separator同時連接到兩條Conveyor和第一個FlowNode上，3個FlowNode依次連接最后連到一個Queue上，兩條Conveyor分別連接兩個Queue，上面的兩個Queue再分別連接到兩個Reservoir上，最下面的Queue連接到Rack上。然后進行S連接：將Operator連接Source后面的Queue，將Crane

7、連接三個Queue中的上面兩個，最后將Transporter連到最下面一個Queue。最后布局圖第10步：Source參數(shù)設置雙擊Source打開屬性設置頁。選擇Source項目下的Inter-Arrivaltime中的Normal Distribution。點擊Inter-Arrivaltime下拉菜單后的參數(shù)編輯按鈕進行指令參數(shù)設置：點擊OK對修改進行保存。接下來要對產(chǎn)生流動實體的顏色進行修改。點選參數(shù)頁中的SourceTriggers項目，在On Exit下拉菜單中選擇Set Color。點擊OnExit下拉菜單后的參數(shù)編輯按鈕進行指令參數(shù)設置：在彈出頁中對參數(shù)做如下更改（粗體為改動部分

8、）：“Assign item the color: colorblue”這個指令表示Source產(chǎn)生實體時給每個實體一種顏色blue（藍色）。設定好后保存退出。第11步：Queue參數(shù)設置雙擊打開一個Queue的參數(shù)設置頁，點選Flow項目，在Use Transport前面點擊打勾，表示需要操作員對流動實體進行搬運。說明:因為這個模型中的四個Queue都用到了Operator、Crane所以對它們都需要進行同樣的設置。第12步：Separator參數(shù)設置雙擊打開Separator參數(shù)設置頁。在Process Times項目下的Process Time下拉菜單中選擇Exponential Dis

9、tribution（指數(shù)分布）。點擊Process Time下拉菜單后面的參數(shù)編輯按鈕進行指令參數(shù)設置：在彈出頁中對參數(shù)做如下更改（粗體為改動部分）：這個指令表示Separator處理實體的時間間隔服從最大值為7的的指數(shù)分布。點擊Separator項目，點選Split（分解），在Split or Unpack Quantity下拉菜單中選擇Specific Number。點擊Split or Unpack Quantity下拉菜單后面的參數(shù)編輯按鈕進行指令參數(shù)設置：在彈出頁中對參數(shù)做如下更改:Split/Unpack quantity of 3 。這個指令表示Separator將把實體分解為三

10、份輸出。保存退出。第13步：Conveyor參數(shù)設置雙擊上面第一條Conveyor，打開參數(shù)頁。點選Triggers項目，在OnExit下拉菜單中選擇Set Color。 點擊OnExit下拉菜單后面的參數(shù)編輯按鈕進行指令參數(shù)設置：這個指令表示Conveyor在把實體送走的時候隨機觸發(fā)動作將實體染為綠色。保存退出。用同樣的方法讓下面的一條Conveyor在把實體送走的時候隨機觸發(fā)動作將實體染為黃色（即修改Set Color指令為coloryellow）第14步：Reservoir參數(shù)設置雙擊一個Reservoir打開參數(shù)設置頁。在Reservoir項目下將Maximum Content改為50

11、0。這個指令表示Reservoir的最大容量為500個。同樣對另外一個Reservoir也做同樣的設置，使其最大容量為500個。第15步：Rack參數(shù)設置雙擊打開Rack參數(shù)設置頁。改變Rack項目下的Maximum Content為500。指令表示Rack的最大容量為500個。第16步：加入和設定3個Recorder我們要使用3個Recorder對Separator工作時的狀態(tài)和信息進行動態(tài)顯示。從庫中拖入3個Recorder。 首先雙擊模型上部左邊的Recorder，打開編輯窗口 單擊Data Capture Settings（數(shù)據(jù)收集設置）選項，彈出編輯框。在Type of Data下拉

12、菜單中選擇Standard Data（標準數(shù)據(jù)）。選擇Standard Data后編輯窗口會對應顯示出兩個下拉菜單。在Object Name下拉菜單中選擇Separator4，表示該Recorder要記錄的是Separator4的數(shù)據(jù)。在Data to capture下拉菜單中選擇Staytime（停留時間），表示該Recorder要顯示的是Separator4的停留時間。設置完畢后，然后單擊Next，回到初始編輯窗口。單擊Display Options（顯示選項）。在彈出的編輯窗口中的Graph Title中填入：Separator Staytime。這個操作添加了Recorder的名稱。設

13、置完成后點擊Done完成設置。最后保存退出。再對該Recorder外觀進行設置。再將RX值改為90，將Recorder繞X軸轉90度；將Z值改為3.00（即SY值的1/2），使Recorder在Z軸方向提高3個單位，與其它實體處于同一個水平面。保存退出。同理：再對模型上部右側的Recorder進行設置。用和設置前面的Recorder同樣的步驟。在Data Capture Settings中，進行如下設置：Type of Data: Standard Data；Object Name: Separator4；Data to capture: Content（容量）。單擊Next。同樣單擊Disp

14、lay Options（顯示選項）。在彈出的編輯窗口中的Graph Title中填入：Separator Content。點擊Done保存退出。然后設置該Recorder的屬性。在其屬性編輯窗口中進行如下設置：Z值改為3；RX值改為90；SX值改為6。保存退出。最后對模型下部的Recorder進行設置。用和設置前面的Recorder同樣的步驟，在Data Capture Settings中，進行如下設置。Type of Data: Standard Data；Object Name: Separator4；Data to capture: State（狀態(tài)）單擊Next。同樣單擊Display

15、 Options（顯示選項）。在彈出的編輯窗口中的Graph Title中填入：Separator State。點擊Done保存退出。然后設置該Recorder的屬性。在其屬性編輯窗口中進行如下設置：將Color設置為粉色；將SX值設置為8.00；將SY值設置為8.00。設置完成后的模型圖為：第17步：打開數(shù)據(jù)記錄開關Ctrl+鼠標矩形框選擇全部，然后點擊菜單欄中的Statsistic，在object graph date的彈出菜單中點擊selected objects On，這時可以在模型中看到所有實體都有被綠色框選中，這個操作相當于打開了數(shù)據(jù)收集開關；再點擊Hide Green Indic

16、ator Boxes，隱藏綠色選框。3 模型運行第18步：編譯到此，我們可以對模型進行編譯和運行了。單擊主視窗底部的   按鈕。編譯過程完成后，就可以進行模型的重置和運行了。第19步：重置模型單擊主視窗左下角 按鈕。重置模型可以保證所有系統(tǒng)變量都是初始值，并將模型中所有流動實體清除。第20步：運行模型單擊主視窗底部  按鈕。 可以看到模型開始運行，流動實體從Source發(fā)出，經(jīng)過Queue短暫存儲后進入Separator分解為三份再通過三條路徑到達三個臨時存儲實體的Queue，然后通過Crane或者Transporter送到Reservoir和

17、Rack。同時可以看到Recorder對Staytime、Content和State三個數(shù)據(jù)進行動態(tài)展示。如圖12-45所示：要停止運行，可隨時按  按鈕。后面你將學到如何按特定時間長度和特定重復次數(shù)來運行模型。當模型定義中用到隨機分布時，多次運行模型是很重要的。要加快或減慢模型運行速度，可左右移動視窗底部的運行速度滑動條。圖12-46 模型運行速度控制欄移動此滑動條能改變仿真時間與真實時間的比率，它完全不會影響模型運行的結果。4 數(shù)據(jù)分析讓模型運行一段時間，可以從模型圖中直觀的看出該模型的瓶頸所在。由于Crane的工作效率比較慢，導致傳送帶發(fā)生了堆積，并影響倒Separator的效

18、率，所以要優(yōu)化這個系統(tǒng)，我們可以考慮提高Crane的速度，或者增加更多的Transporter來改善這種情況；同時在Reservoir和Rack存儲滿（500個）之后也會出現(xiàn)堆積和系統(tǒng)停滯，可以考慮增加存儲設施或者輸出設施（比如增加一個Sink）來解決這個問題。當運行足夠長的時間后，所有的貨架和儲存器都達到了上限的圖為：5.感想這次試驗和離散系統(tǒng)仿真試驗（plant simulation軟件）有點像，況且有一個模板可以套用，所以不是很難做，但是由于軟件本身的限制（非正式的版本）所以只好將流的節(jié)點flownode刪掉了兩個，這樣模型中的實體數(shù)量就在使用版本所能容許的范圍之內(nèi)。通過這次試驗，加強了對物流系統(tǒng)的理解，也多了解了一個仿真軟件，和plant simulation軟件對比來看，這個軟件有三維功能，能夠從不同的角度看出系統(tǒng)存在的問題，并且模型的連接分了不同的種類，A連接和S連接，我覺得這一