生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真

生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真

實(shí)驗報告實(shí)驗一Witness仿真軟件認(rèn)識一、實(shí)驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)、掌握Witness仿真軟件的主要功能與使用方法；2、學(xué)習(xí)生產(chǎn)系統(tǒng)的建模與仿真方法。二、實(shí)驗內(nèi)容學(xué)習(xí)、掌握Witness仿真軟件的主要功能與使用方法三、實(shí)驗報告要求1、寫出實(shí)驗?zāi)康?2、寫出簡要實(shí)驗步驟；四、主要儀器、設(shè)備1、計算機(jī)（滿足Witness仿真軟件的配置要求）2、Witness工業(yè)物流仿真軟件。五、實(shí)驗計劃與安排計劃學(xué)時4學(xué)時六、實(shí)驗方法及步驟實(shí)驗?zāi)康模?、對Witness的簡單操作進(jìn)行了解、熟悉，能夠做到基本的操作，并能夠進(jìn)行簡單的基礎(chǔ)建模。2、進(jìn)一步了解Witness的建模與仿真過程。實(shí)驗步驟：Witness仿真軟件是由英國lanner公司推出的功能強(qiáng)大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于離散事件系統(tǒng)的仿真，同時又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。目前已成功運(yùn)用于國際數(shù)千家知名企業(yè)的解決方案項目，有機(jī)場設(shè)施布局#實(shí)驗二生產(chǎn)物流仿真系統(tǒng)設(shè)計一、實(shí)驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)、掌握Witness仿真軟件的主要功能與使用方法；2、進(jìn)一步頷會生產(chǎn)系統(tǒng)的組成與功能；3、學(xué)習(xí)生產(chǎn)系統(tǒng)的建模與仿真方法。二、實(shí)驗內(nèi)容運(yùn)用WITNESS仿真軟件平臺建立一個家具組件LEG的從原料TIMER到最終產(chǎn)品的簡單生產(chǎn)流程系統(tǒng)的仿真模型。該模型由鋸、磨、檢驗、車削、油漆等主要加工工序并輔之以原料庫、皮帶式輸送鏈以及中間緩沖器等組成。模型的總體布局如下圖所示。通過該模型的運(yùn)行，來仿真該家具組件LEG的生產(chǎn)過程。MACHINESTATESproductioncellSandersMACHINESTATESproductioncellSandersLEG的生產(chǎn)流程為：原料TIMER按照一定的時間間隔以3個為批量主動進(jìn)入系統(tǒng)，存入緩沖器STOCK中，鋸床將TIMER加工成半成品的LEG后送入皮帶輸送鏈BeltConveyor,兩臺磨沙機(jī)Sander進(jìn)行磨沙加工，經(jīng)過緩沖器Table進(jìn)入檢驗inspection工序，檢驗不合格品又返回磨沙工序。合格品進(jìn)入CoatingTank處理后，進(jìn)入車床（兩臺）車削加工后進(jìn)入最后一道工序上油漆Vanisher,成為成品，被送出系統(tǒng)。三、實(shí)驗報告要求1、寫出實(shí)驗?zāi)康模?、寫出簡要實(shí)驗步驟；3、完成運(yùn)行模型與統(tǒng)計分析步驟的相應(yīng)問題。四、主要儀器、設(shè)備1、計算機(jī)（滿足Witness仿真軟件的配置要求）2、Witness工業(yè)物流仿真軟件。五、實(shí)驗計劃與安排計劃學(xué)時6學(xué)時六、實(shí)驗方法及步驟實(shí)驗?zāi)康模和ㄟ^運(yùn)用WITNESS仿真軟件平臺建立一個家具組件LEG,進(jìn)一步對Witness工業(yè)物流仿真軟件進(jìn)行更一步了解和熟悉。實(shí)驗步驟：?第一步：啟動WITNESS軟件系統(tǒng)，打開給定的空模型文件；（由于WITNESS教學(xué)版軟件新建模型時無法導(dǎo)入新的模型元素庫，故利用其它已有導(dǎo)入元素庫的空模型文件來建立新的仿真模型）?第二步：定義模型元素?定義原料庫stock元素：/右擊模型布局區(qū)，選擇define，打開模型元素定義窗口：/選擇元素類型為buffer；數(shù)量為1；/輸入元素名稱stock；/點(diǎn)擊create按鈕，在元素選擇區(qū)的simulation下就會添加上stock模型元素；?運(yùn)用以上相同的方法，添加如下模型元素：/machine：saw、sanders(2)、inspection、lathes(2)、varnisher；/buffer：table、rework、CoatingTank；/conveyor：BeltConveyor；/labor：operator；/part：timber、leg；?第三步：可視化模型元素?繪制背景圖形：/點(diǎn)開左邊元素選擇區(qū)中system項，右擊BACKDROP，選擇display，打開backdrop的displayedit窗口：/選擇draw模式，選擇繪制矩形圖形rectangle，點(diǎn)擊鉛筆按鈕，打開圖形繪制窗口如下：/選擇邊框線和內(nèi)部填充均為黑色，點(diǎn)擊multipledraw按鈕;/在布局區(qū)內(nèi)繪制四個矩形，并按前面的總體布局圖示布置。?可視化stock元素：/右擊元素選擇區(qū)中的stock元素，選擇display，打開displayedit窗口;/選擇draw模式，選擇icon項，點(diǎn)擊鉛筆按鈕，打開圖標(biāo)繪制窗口；/選擇stock的顯示圖標(biāo)ICON號為217，顯示倍數(shù)為1，點(diǎn)擊draw按鈕；/參照總體布局圖，在布局區(qū)中適當(dāng)位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即繪出stock元素的圖標(biāo)（在displayedit窗口打開的情況下，點(diǎn)擊選中任何一個圖標(biāo)，移動鼠標(biāo)呈雙箭頭形時，按住control鍵和鼠標(biāo)左鍵，可以拖放改變元素圖形的大?。?。/運(yùn)用類似的方法和步驟，繪制stock元素的名稱name；/在displayedit窗口選擇partqueue項，點(diǎn)擊draw按鈕，打開緊后所示的窗口;/選擇零件timber在stock中的放置類型queuetype為queue；/排列方向為自下往上即選擇down；/顯示的前景顏色foreground為黃色；/示大小displaysize：3；/完成上述選擇操作后，點(diǎn)擊draw按鈕；/點(diǎn)擊stock圖形中的適當(dāng)位置，即繪出零件在stock中的排列。?運(yùn)用可視化stock相同的方法和步驟，進(jìn)行其它元素的可視化如下:/saw:元素圖標(biāo)icon=222、size=xl；狀態(tài)顯示icon=238且將color勾上showstatus；partqueue為queue、left、size3；以及l(fā)aborqueue。/BeltConveyor：icon=236、x8；partqueue為queue、right；/Sanders：icon=240、x1；狀態(tài)icon=238、x1、showstatus；partqueue=queue、left、xl；laborqueue=queue、up、x8；/Table：icon=227、x1；queue=queue、down、x3；/Inspection:icon=227、x1；狀態(tài)icon=238、x1、showstatus；partqueue=queue、right、x8；laborqueue=queue、up、x8；/Rework:與stock相同；/CoatingTank：icon=229、x4；partqueue=queue、left、xl；狀態(tài)icon=238、x1、showstatus；/Lathes：icon=232、x2；狀態(tài)icon=238、x1、showstatus；partqueue=queue、left、x2；/Varnisher：icon=233、x4；partqueue=queue、left、x3；inputbuffer=queue、down、x2；/Operator：idle=queue、up、x8；/Timber：style=icon、icon=241；/Leg：style=icon、icon=240；對上述所有元素可視的同時或可視化后，要參照實(shí)驗?zāi)Ｐ偷目傮w布局移動或安排各模型元素的位置（在displayedit窗口打開的情況下，可以鼠標(biāo)拖動模型元素，在displayedit窗口中的鎖形圖標(biāo)為打開時，還可分別移動一個元素的各個顯示部分）?安排好各元素的位置，形成模型的總體布局后，為了使流程更形象、直觀，可通過backdrop的displayedit來添加一些箭線（參看前面的本實(shí)驗的總體布局圖）。建立machine的狀態(tài)標(biāo)志鍵key：/右擊元素選擇區(qū)中system欄下的backdrop，選擇display；/選擇draw模式，選擇key項，點(diǎn)擊draw；/在布局區(qū)中的適當(dāng)位置畫出能表明machine各種狀態(tài)的標(biāo)志鍵。?第四步：詳細(xì)定義模型元素?詳細(xì)定義timber元素：/雙擊timber元素，打開其detailedit窗口：

/選擇進(jìn)入系統(tǒng)的形式為主動形式active；進(jìn)入的間隔時間interarriva1遵尋均值為30，標(biāo)準(zhǔn)差為5,隨機(jī)數(shù)流為1的正態(tài)分布：NORMAL(30,5,1)；進(jìn)入批量為3；/點(diǎn)擊TO。。。按鈕，輸入timber進(jìn)入系統(tǒng)的目的地：pushtostock；?詳細(xì)定義stock元素：capacity=10；?詳細(xì)定義saw元素：/在saw的detailedit窗口中的general標(biāo)簽頁中定義：type=genera1；inputquantity=1inputfrom=pullfromstock；cycletime=TRANGLE(4,6,8,2)(即最小值為4，最可能值為6，最大值為8,隨機(jī)數(shù)流為2的三角分布)laborrule=operator；actionsonfinish=changetimbertoleg;icon=219outputquantity=3；outputto=pushtoBeltConveyoratrear；/在saw的detailedit窗口中的setup標(biāo)簽頁中定義saw的調(diào)整規(guī)則：點(diǎn)擊add/remove按鈕，添^口saw的調(diào)整項目bladeA、bladeB；bladeA：調(diào)整模式setupmode=no.ofoperations；調(diào)整間隔時間按加工的零件數(shù)量計算：no.of=40；每次調(diào)整的時間為均勻分布：UNIFORM(10,15,3)；laborrule=operator；bladeB：調(diào)整模式setupmode=no.ofoperations；調(diào)整間隔時間按加工的零件數(shù)量計算：no.of=30；每次調(diào)整的時間為均勻分布：IUNIFORM(10,15,2)；laborrule=operator；在saw的detailedit窗口中的breakdown標(biāo)簽頁中定義saw的拋錨規(guī)貝U：點(diǎn)擊add/remove按鈕，添加拋錨項目：breakdownnumber1；選中checkonlyatstartofcycl選擇breakdownmode=busytime定義breakdowninterval：timebetween=NORMAL(100,15,4)拋錨的修復(fù)時間repare=TRANGLE(10,25,30,5)laborrule=operator；?詳細(xì)定義BeltConveyor元素：/type=fixed；!輸送鏈的類型為固定式/lengthinparts=20!輸送鏈的長度用零件的個數(shù)來表示/indextime=0.5!輸送鏈移動一個零件位置的時間?詳細(xì)定義sanders元素：/quantity=2；type=batch；/inputbatchmin=3/inputfrom=IFNPARTS(Rework)>0!nparts()函數(shù)返回元素中零件的個數(shù)PULLfromReworkELSEPULLfromBeltConveyoratFrontENDIF/cycletime=60；/outputto=pushtotable；?詳細(xì)定義table元素：capacity=2?詳細(xì)定義rework元素：capacity=10；?詳細(xì)定義inspection元素：/type=single；/inputfrom=pullfromtable；/cycletime=UNIFORM(1&24,6)/actionsonstartcycle=SETICONofInspectionto227/actionsonfinish=SETICONofInspectionto228/outputto=PERCENT/5CoatingTank80.00,Rework20.00?詳細(xì)定義CoatingTank元素：/capacity=10；/delay=mintime=60；?詳細(xì)定義lathes元素：/quantity=2；/type=multiplecycle；/單擊add/remove按鈕，添加cyclename：loading、turning、unloading；/對于cycleloading，進(jìn)行如下定義：inputquantity=3；pullfrom=pullfromCoatingTank；cycletime=4；actionsonfinish：icon=239；outputfinishquantity=3?詳細(xì)定義varnisher元素：/type=multiplestation；/inputfrom=bffer(10)/stations=5；/cycletimeperstation=15/actionsonstart=SETICONofVarnisherto234/actionsonfinish=SETICONofVarnisherto233/outputto=pushtoship?第四步：運(yùn)行模型與統(tǒng)計分析/模型的運(yùn)行通過操作運(yùn)行工具欄來進(jìn)行:HlHH涉|陰jf*||*鼎||Time:|8906.91/運(yùn)行模型10000個時間單位，統(tǒng)計并記錄各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；/計算生產(chǎn)一個leg的平均通過時間。七、思考題1、生產(chǎn)系統(tǒng)的組成與功能特征有哪些？答：生產(chǎn)系統(tǒng)通常包括以下三部分：能獨(dú)立工作的數(shù)控機(jī)床或加工中心。數(shù)目一般在20臺以下，較為適宜的規(guī)模是5~10個加工工位。在各機(jī)床、裝卸站、緩沖站之間運(yùn)送零件和刀具的傳送系統(tǒng)?？梢杂蛇\(yùn)輸帶、托板、有軌小車（RGV）、無軌小車（AGV）、機(jī)器人等單項或多項裝置組成，運(yùn)輸路線可粗略分為直線式、環(huán)形封閉式、網(wǎng)狀式