《生产系统建模与仿真》课程设计说明书.doc

生产系统建模与仿真课程设计说明书1. 题目12. 课程设计内容13、 系统建模23.1 元素定义23.2模型建立23.3 仿真结果143.4 运行过程中各环节的截图183.5 模型代码194、数据分析与系统改进225、参考文献301. 题目离散型流水作业线系统仿真2. 课程设计内容系统描述与系统参数：（1）一个流水加工生产线，不考虑其流程间的空间运输。（2）两种工件a，b分别以正态分布和均匀分布的时间间隔进入系统，a进入队列q1, b进入队列q2，等待检验。（学号最后位数对应的仿真参数设置按照下表进行）参数 学号工件0123456789a（正态分布参数）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）（10，2）（10，3）（10，1）b（均匀分布参数）（10，20）（11，20）（12，20）（12，20）（11，18）（10，20）（11，20）（10，18）（11，20）（12，18）（3）操作工人labor1对a进行检验，每件检验用时2分钟，操作工人labor2对b进行检验，每件检验用时2分钟。（4）不合格的工件废弃，离开系统；合格的工件送往后续加工工序，a的合格率为65%，b的合格率为95%。（5）工件a送往机器m1加工，如需等待，则在q3队列中等待；b送往机器m2加工，如需等待，则在q4队列中等待。（6）a在机器m1上的加工时间为正态分布（5，1）分钟；b在机器m2上的加工时间为正态分布（8，1）分钟。（7）一个a和一个b在机器m3上装配成产品，需时为正态分布（5，1）分钟，装配完成后离开系统。（8）如装配机器忙，则a在队列q5中等待，b在队列q6中等待。（9）连续仿真一天的系统运行情况，每个队列最大容量为1000。3、 系统建模3.1 元素定义元素名称类型数量说明apart1产品bpart1产品labor1machine1检验员labor2machine1检验员m1machine1机器1m2machine1机器2m3machine1机器3q1buffer1缓冲区q2buffer1缓冲区q3buffer1缓冲区q4buffer1缓冲区q5buffer1缓冲区q6buffer1缓冲区3.2模型建立根据witness 的运作原理，采用设定的数据对该流水加工生产线的生产过程进行仿真模拟，建立仿真模型，首先在模型中放置个元素，如图开始定义各元素：详细定义元素：a详细定义元素：b详细定义元素：labor1详细定义元素：labor2详细定义元素:machine1详细定义元素:machine2详细定义元素:machine3详细定义元素:buffer元素parta进入规则定义元素partb进入规则定义元素labor1进入规则定义元素labor1输出规则定义元素labor2进入规则定义元素labor2输出规则定义元素m1进入规则定义元素m1输出规则定义元素m2进入规则定义元素m2输出规则定义元素m3进入规则定义元素m3输出规则定义元素定义完成模型，如图：元素显示过程：元素显示设置完成模型,如图：3.3 仿真结果模型运行一天（1440min)的过程：模型运行一天（1440min)，运行结果见表：表1 part运行结果表2 machine运行结果表3 buffer运行结果3.4 运行过程中各环节的截图元素a运往labor1的过程：元素labor1运往m1的过程：元素m1、m2运往m3的过程：3.5 模型代码element name: aelement type:parttype:variable attributesgroup number:1inter arrival time:normal (10,1)first arrival at:0.0maximum arrivals:unlimitedinput / output rulesoutput:push to q1element name: belement type:parttype:variable attributesgroup number:1inter arrival time:uniform (12,18)first arrival at:0.0maximum arrivals:unlimitedinput / output rulesoutput:push to q2element name: labor1element type:machinequantity: 1priority:lowesttype:singlecycle time:2.0input / output rulesinput:pull from a out of q1output:percent /189 q3 65.00 ,ship 35.00 element name: labor2element type:machinequantity: 1priority:lowesttype:singlecycle time:2.0input / output rulesinput:pull from b out of q2output:percent /189 q4 95.00 ,ship 5.00 element name: m1element type:machinequantity: 1priority:lowesttype:singlecycle time:normal (5,1,1)input / output rulesinput:pull from q3output:push to q5element name: m2element type:machinequantity: 1priority:lowesttype:singlecycle time:normal (8,1)input / output rulesinput:pull from q4output:push to q6element name: m3element type:machinequantity: 1priority:lowesttype:assemblyassembly qty:2cycle time:normal (5,1)input / output rulesinput:match/any a out of q5 #(1) and b out of q6 #(1)output:push to shipelement name: q1element type:bufferquantity: 1capacity:1000input option:rearoutput option:firstsearch from:frontelement name: q2element type:bufferquantity: 1capacity:1000input option:rearoutput option:firstsearch from:frontelement name: q3element type:bufferquantity: 1capacity:1000input option:rearoutput option:firstsearch from:frontelement name: q4element type:bufferquantity: 1capacity:1000input option:rearoutput option:firstsearch from:frontelement name: q5element type:bufferquantity: 1capacity:1000input option:rearoutput option:firstsearch from:frontelement name: q6element type:bufferquantity: 1capacity:1000input option:rearoutput option:firstsearch from:front4、数据分析与系统改进（1）由表中part 的运行结果可知，由于工件a、b的合格率不同，导致输入数量上的差异，但最后的total out的数量相同，说明a、b的输入规则基本符合a、b的1：1的装配要求。（2）由表中buffer 运行结果可以对流水加工生产线的暂存空间进行科学安排，即由模拟的工件量来规划各个阶段的暂存空间大小。（3）由表中machine的运行结果可知，劳动者和机器均存在大量idle time。其中劳动者的空闲时间均达到80%及以上，人员浪费情况严重；机器的busy time也只在30%-50%，设备利用率不高。可通过精简人员来提高劳动者的busy time；目前的机器性能比较好,但与实际生产能力不符,可更换性能普通点、能够满足生产需求的机器即可。原来a在机器m1上的加工时间为正态分布（5，1）分钟；b在机器m2上的加工时间为正态分布（8，1）分钟；一个a和一个b在机器m3上装配成产品，需时为正态分布（5，1）分钟。现在更换机器，使得a在机器m1上的加工时间为正态分布（16，1）分钟；b在机器m2上的加工时间为正态分布（18，1）分钟；一个a和一个b在机器m3上装配成产品，需时1为正态分布（20，1）分钟。优化机器后的个过程：元素m1的新定义：元素m2的新定义：元素m3的新定义：优化后的运行过程：更换机器后machine的运行结果为：表1 part运行结果mach