物流系統(tǒng)建模與仿真 課件 第六章 Flexsim仿真進階

物流系統(tǒng)建模與仿真

（第六章Flexsim仿真進階）普通高等教育物流管理與工程類專業(yè)一、任務序列及實訓二、建模輔助工具三、其他內容四、思考題

第六章Flexsim仿真進階Contents一、任務序列

1.任務序列任務序列是指一個任務執(zhí)行器按一定順序執(zhí)行的一系列任務，如下圖所顯示。任務執(zhí)行器是指任務執(zhí)行器類實體，如操作員、叉車、起重機、堆垛機、機器人、升降機和其它可移動資源。如果實體的屬性窗口中包含任務執(zhí)行器選項卡，那它就是一個任務執(zhí)行器。優(yōu)先

先占任務1任務2任務3…除了一系列任務之外，每個任務序列還有一個優(yōu)先級。優(yōu)先級定義了此任務序列對比其它任務序列的重要程度。每個任務序列還有一個先占值，用來定義那個任務序列是否要搶占其它正在執(zhí)行的任務序列。2.自動創(chuàng)建任務序列固定實體擁有創(chuàng)建任務序列的默認機制，實現(xiàn)把臨時實體搬運到下游設備。打開固定實體的屬性窗口，點擊臨時實體流選項卡中的使用運輸工具，就可以執(zhí)行這個默認的任務序列了。處理器還擁有另外一種默認機制，就是在執(zhí)行加工，預熱和維修操作時調用操作員。這是通過修改處理器，合成器或者分解器上的第一個選項卡完成的。每個默認機制都會觸發(fā)創(chuàng)建一種任務序列。一、任務序列3.任務序列如何工作選擇了臨時實體流選項卡中的“使用運輸工具”后，會創(chuàng)建以下的任務序列：（1）行駛到當前臨時實體所在的實體（2）從那個實體裝載臨時實體（3）中斷（4）行進到目的地實體（5）卸載臨時實體到目的地實體當任務執(zhí)行器執(zhí)行這個任務序列時，將按順序執(zhí)行每個任務。上面的每個任務都對應一種特定的任務類型。在上面例子中有兩個Travel任務、一個Load任務、一個Unload任務和一個Break任務。一、任務序列

4.行進任務(TravelTask)Travel任務是告訴任務執(zhí)行器行走到模型中的某個實體。根據(jù)模型的邏輯，完成任務的方式有多種。如果任務執(zhí)行器連接到一個網(wǎng)絡路徑，那么它會沿著網(wǎng)絡行走，直到與目標實體相連的那個網(wǎng)絡節(jié)點停止。如果任務執(zhí)行器是一個起重機，那么它會升到用戶定義的高度，然后行走到目標實體的x/y位置。所以，Travel任務可以代表不同類型的事件，這取決于模型設置和實體類型。然而，有一點請注意，所有Travel任務都會涉及一個目標實體。5.裝載和卸載任務(Load和UnloadTasks)Load和Unload任務告訴任務執(zhí)行器從一個站點裝載臨時實體，或將一個臨時實體卸載到一個站點。這通常需要任務執(zhí)行器行進一段距離，目的是在正確的位置撿取或卸載臨時實體，同時在移動之前完成用戶定義的裝載/卸載時間。雖然所有任務執(zhí)行器執(zhí)行裝載/卸載時間的方式相同，但是因為實體類型不同，所以它們的偏移方式也會有所不同。例如，叉車會行進到撿取/放置臨時實體的位置，在這個過程中，載貨平臺抬升到撿取/放置臨時實體的高度；而機器人將轉動到需要撿取/放置臨時實體的位置。參見偏移行進可獲得更多詳細信息。一、任務序列

6.中斷任務(BreakTask)Break任務告訴任務執(zhí)行器它是否需要“中斷”去執(zhí)行其它的任務序列。例如，如果在同一個位置有兩個臨時實體等待裝載，而叉車確實可以裝載兩個或更多的臨時實體，那么它有兩個任務序列要執(zhí)行。這兩個任務序列都和上面提到的任務序列一樣。第一個是撿取第一個臨時實體的任務序列，另一個則放在它的任務序列隊列中，叉車一完成活動的任務序列就來執(zhí)行隊列中的其它任務序列。使用break任務，叉車在裝載第一個臨時實體后停止第一個任務序列，開始去執(zhí)行第二個任務序列，也就是行駛到第二個臨時實體的站點，裝載第二個臨時實體。如果任務序列中不包含中斷任務，任務執(zhí)行器就必須先完成第一個任務序列，然后再去裝載第二個臨時實體。7.操作員任務序列（OperatorTaskSequences）這是自動創(chuàng)建任務序列的又一個示例。處理器創(chuàng)建任務序列，請求一個操作員來加工站點工作。任務序列描述如下：（1）行進到加工站點（2）然后被占用，直到被釋放一、任務序列

和前面的例子一樣，第一個任務告訴任務執(zhí)行器行駛到站點。第二個任務是一個新任務，在前面的例子中沒有提到。這是一個Utilize任務，它讓任務執(zhí)行器進入定義的狀態(tài)，如Utilized或Processing，然后等待被釋放。調用freeoperators()命令時可釋放操作員。由于處理器自動創(chuàng)建任務序列，它也會自動釋放操作員。

活動任務序列圖正在等待的任務序列列隊圖如果沒有先占類型的任務序列，那么任務執(zhí)行器將會執(zhí)行當前活動的任務序列。完成之后，把隊列中的第一個任務序列變?yōu)榛顒拥娜蝿招蛄?，開始執(zhí)行。如此重復，直到完成隊列中的所有的任務序列。二、建模輔助工具2.1全局表點擊工具主菜單>全局表，即可訪問全局表。不能通過拖拽到模型的方式創(chuàng)建全局表對象。只能通過工具菜單或者通過全局表窗口創(chuàng)建它們。全局表可以存儲數(shù)值型或字符串型數(shù)據(jù)。使用不同的表格命令，可以在任何一個實體上訪問這些數(shù)據(jù)。一個模型可以有多個全局表。1.全局表二、建模輔助工具2.全局任務序列點擊工具>全局任務序列，打開全局任務序列（GTS）窗口。使用全局任務序列可以不用編程，只通過圖形用戶界面就可以建立任務序列。一旦創(chuàng)建了GTS，就可以通過固定資源實體的使用運輸工具下拉列表，把它分配給任務執(zhí)行器。建立全局任務序列，首先創(chuàng)建實體引用的名稱，然后創(chuàng)建與引用關聯(lián)的任務。實體引用分為Dynamic和Static。二、建模輔助工具3.全局變量點擊工具菜單>全局變量，即可打開全局變量窗口在全局變量窗口中，創(chuàng)建全局變量和定義宏，使用腳本和C++都可訪問它們。一旦創(chuàng)建了一個變量，你可以在代碼編輯器窗口或者腳本控制臺中獲取和設置那個變量的值。注意：窗口中顯示的值是變量的初始值，不是當前值。變量的當前值存儲在內存中，可以通過把它返回到腳本窗口或者打印到代碼中，進行查看。變量的當前值不存儲在樹里。當打開重置或編譯模型時，全局變量值也被重置。二、建模輔助工具4.全局宏全局宏選項卡可以用來創(chuàng)建宏。可以通過下面的#define語句，定義宏：#defineMACRO_VAL5#defineBLAHBLAHBLAH6#defineSOME_DESCRIPTIVE_NAMEgettablenum("GlobalTable1",1,1)一旦完成這些定義，就可以在代碼中使用了。gettablenum(PROCESS_TIME_TABLE,1,PAINTER_COLUMN)注意：宏定義不能以分號結尾。如果在宏定義中出現(xiàn)分號，會出現(xiàn)意想不到的結果。宏最基本的用途是使用指定文本替換代碼中的給定文本。如果在語句的結尾使用分號，那么分號會出現(xiàn)在錯誤的地方。二、建模輔助工具2.2時間表本節(jié)我們將學習如何創(chuàng)建TimeTable并分配成員實體；如何使用TimeTable指定處理器和操作員的中斷時間。使用時間表可以指定固定資源實體（FixedResource）或任務執(zhí)行器（TaskExecuter）發(fā)生中斷的時間。中斷的原因可以是故障、維護或維修等。模型概況在這個模型中，我們將用幾個操作員來執(zhí)行一個任務。創(chuàng)建一個TimeTable來指定操作員發(fā)生中斷的時間。使用另外一個TimeTable用來對處理器的維護進行規(guī)劃。2.分步建模創(chuàng)建時間表模型：點擊工具欄中的，開始一個新模型。點擊模型單位窗口上的確定按鈕，我們將使用默認的單位。二、建模輔助工具2.2時間表第一步：創(chuàng)建實體，按照下圖的布局向建模區(qū)拖拽實體：二、建模輔助工具2.2時間表第二步：預置暫存區(qū)和處理器（Queue和Processors）一個操作員負責把臨時實體從Queue2搬運到兩個處理器上。另外兩個操作員負責在處理器上加工臨時實體，然后把加工完畢的產品從處理器搬運到Queue5。點擊Q2，在快捷屬性窗口中打開的屬性。在Flow（臨時實體流）模塊中，選擇UseTransport（使用運輸工具），保持默認的centerobject選項。打開Processor3的屬性框。在處理器選項卡上，選擇UseOperator(s)forProcess（使用操作員進行加工）并且保持默認的centerobject選項。二、建模輔助工具2.2時間表1.打開臨時實體流選項卡2.選擇UseTransport（使用運輸工具）并且保持默認的centerobject選項。3.打開觸發(fā)器選項卡。4.點擊加工結束觸發(fā)器旁邊的按鈕。選擇SetColor選項并保持默認設置（如右圖）。注意：點擊屬性下面的左右箭頭，可以輕松切換處理器（或者其它類似的實體）。對Processor4重復上面的設置。點擊確定，保存并關閉屬性窗口。重置并運行模型，確保操作員從Queue2往處理器上搬運箱子，加工箱子并把加工完畢的箱子運到Queue5去。在加工完畢之后，這些箱子的顏色應該發(fā)生變化。二、建模輔助工具2.2時間表第三步：創(chuàng)建一個TimeTable我們現(xiàn)在要為Operator10創(chuàng)建一個TimeTable。1.點擊工具>時間表，然后點擊添加，打開時間表窗口。2.把TimeTable重命名為Operator10Break3.在Members按鈕，添加一個成員實體。高亮選中Operator10，點擊選中（Select）二、建模輔助工具2.2時間表4.點擊Table選項卡，在第一行中，把Time設置成200，State設置成12，Duration設置成30。5.把Repeat設置為Custom，把Value改為200。會導致操作員每隔200分鐘中斷一次。6.點擊Functions（函數(shù)）選項卡，在DownFunction（中斷函數(shù)）下拉列表中，選擇TraveltoLocation，DelayUntilDownTimeComplete（行走到指定位置，直到中斷結束）。只是把坐標改成2，-8，0。這x,y和z左邊就是操作員在中斷的時候要去的地方。7.在ResumeFunction（恢復函數(shù)）下拉列表中，選擇DoNothing（無操作）。8.點擊確定，應用并關閉TimeTable窗口。重置并運行模型。當你運行模型時，你會發(fā)現(xiàn)，當運行到200秒時，操作員會從工作區(qū)離開30秒，然后回去工作。注意:如果操作員正在執(zhí)行一個任務，他將在中斷時間執(zhí)行自謙完成這個任務。三、其他內容3.1觸發(fā)器故障/維修觸發(fā)器使用場景：故障觸發(fā)器：每次實體中斷停機時執(zhí)行這段代碼。維修觸發(fā)器：每次實體完成維修時間時行這段代碼。訪問變量：current:當前的實體2.碰撞觸發(fā)器使用場景：當實體執(zhí)行碰撞檢測，發(fā)現(xiàn)與它的一個碰撞成員發(fā)生碰撞時，就觸發(fā)此觸發(fā)器。訪問變量：thisobject：當前實體otherobject：與當前實體碰撞的那個實體thissphere：涉及當前實體的碰撞球othersphere：與當前實體碰撞的實體的碰撞球三、其他內容3.創(chuàng)建觸發(fā)器使用場景：創(chuàng)建臨時實體時執(zhí)行此代碼。訪問變量：current：當前實體item：創(chuàng)建的臨時實體rownumber：任務序列表的到達的行號（如果應用）rownumber:到達序列的行號4.進入/離開觸發(fā)器使用場景：進入觸發(fā)器：當臨時實體進入實體時，執(zhí)行此函數(shù)。離開觸發(fā)器：當臨時實體離開實體時，執(zhí)行此函數(shù)。訪問變量current:當前實體item：剛剛進入/離開的臨時實體port：臨時實體進入/離開的端口號3.1觸發(fā)器三、其他內容5.裝載/卸載觸發(fā)器使用場景：裝載觸發(fā)器：任務執(zhí)行器一旦完成裝載（也就是說裝載時間結束），臨時實體移到任務執(zhí)行器之前，此觸發(fā)器被觸發(fā)。卸載觸發(fā)器：任務執(zhí)行器一旦完成卸載（也就是說卸載時間結束），臨時實體移動到目標位置之前，此觸發(fā)器被觸發(fā)。訪問變量：item:將被裝載或者卸載的臨時實體current:當前實體6.進入請求觸發(fā)器使用場景：當另外一個實體發(fā)送了進入請求的時候，交通控制器就會調用這個觸發(fā)器。訪問變量：current:當前實體traveler:請求進入的實體3.1觸發(fā)器三、其他內容3.2標簽使用Flexsim建模時，標簽是一個重要概念。標簽是建模人員用來存放臨時數(shù)據(jù)的。一個標簽有兩部分：名稱和標簽值。名稱可以任意命名，標簽值可以是數(shù)字或文本（包含文字和數(shù)字的字符串）。使用標簽需要注意以下幾點：1）建模人員需定義每一個標簽的名稱。2）標簽可在實體或者臨時實體上定義，如：發(fā)生器、暫存區(qū)或者處理器。3）用戶可以在一個實體上定義多個標簽。4）標簽可以存儲數(shù)值、字符串，甚至可以存儲一個表格。5）用戶必須通過屬性框將標簽添加到實體上。6）在臨時實體箱中向臨時實體添加標簽時，標簽只會應用于那個類型的臨時實體。如果你在托盤上添加了一個標簽，那么只有創(chuàng)建托盤時，才會出現(xiàn)那個標簽。三、其他內容1.標簽值對于Flowitems，指定的標簽值將會成為所有臨時實體的默認值，在它們穿過模型的過程中，可以對單個臨時實體的標簽值進行修改。對于FlexSim實體的標簽，標簽值將保持不變，除非實體中有修改標簽值的邏輯。標簽值本身不會自動重置，除非選中標簽選頂卡上的“自動重置標簽”按鈕。或者，可以在實體的重置觸發(fā)器中添加用于重置標簽值的代碼。重置模型時，兩種方式都可以將標簽值返回到它的初始值。2.標簽的使用給臨時實體添加標簽，首先打開臨時實體箱，選擇發(fā)生器要創(chuàng)建的臨時實體類型，并點擊屬性按鈕。打開標簽選項卡，可以添加字符串或數(shù)值標簽。可以通過快捷屬性窗口編輯標簽或者雙擊打開實體的屬性框，在標簽選項卡上設置。在行表頭列中設置每個標簽的名字，在名字右側設置標簽值。三、其他內容3.標簽示例在郵局，客戶來辦理郵寄包裹業(yè)務或者是復印業(yè)務。每位來到郵局辦理復印業(yè)務的客戶均需要復制特定數(shù)量的資料，客戶的服務時間依賴于需要復制的數(shù)量。復印1000份資料的客戶所需的服務時間比復印一份資料的客戶長。假設寄包裹客戶與復印客戶占據(jù)的比例分別為60%、40%。將寄包裹客戶的類型值設置為1，復印客戶的類型值設置為2，現(xiàn)在針對“復印”客戶，我們需要添加一個標簽，表示他需要復印的份數(shù)。再次在臨時實體箱中添加標簽，方法是：選擇一個臨時實體類型，點擊屬性，打開標簽選項卡。添加一個數(shù)值標簽，命名為“nrofcopies”（復印份數(shù))。保持默認值0，在發(fā)生器的離開觸發(fā)器中設置這個標簽的值。三、其他內容在臨時實體箱中添加了標簽之后，我們可在臨時實體離開發(fā)生器時設置它的標簽值。此例中，“復印”客戶需要復印的材料數(shù)為1-1000的隨機值。要設置這樣的標簽值，需要將發(fā)生器的離開觸發(fā)器設置為：setitemtype(item,bernoulli(60,1,2));if(getitemtype(item)==2)setlabelnum(item,"nrofcopies"，duniform(1,1000));setitemtype命令按照60/40的比例將臨時實體的類型設置為1和2。添加一個if語句，意思是：如果當前臨時實體的類型為2(它是“復印”客戶)，那么將名nrofcopies標簽的值設置為1-1000的隨機值。setlabelnum用于設置標簽值，它包含3個參數(shù)。第一個參數(shù)是標簽的載體（item)。第二個參數(shù)是標簽名(“nrofcopies”)。此參數(shù)需要使用引號擴起，因為它是字符串。第三個參數(shù)是設置的標簽值(duniform(1,1000))。duniform返回一個離散均