(论文)生产系统建模与仿真课程设计说明书最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

武汉理工大学生产系统建模与仿真课程设计说明书目录1课程设计题目.22任务分析.23解题分析过程.33.1顺序移动方式.33.2平行移动方式.63.3平行顺序移动方式. 94三种移动方式的综合分析与评价.124.1零件的三种移动方式的比较.124.2三种移动方式的综合分析.125设计最优方案.135.1设计移动方式.135.2设计小结.166课程设计总结.16生产系统建模与仿真课程设计1课程设计题目现要加工n个相同零件，n=8+学号个位数，共8道工序，工序如下：工序一12分钟，两台可用设备工序二12分钟，两台可用设备工序三10分钟，一台可用设备工序四17分钟，一台可用设备工序五15分钟，一台可用设备工序六8分钟，一台可用设备工序七22分钟，三台可用设备工序八5分钟，一台可用设备，与以上工序无先后之分以上两工序之间无先后之分以下三工序之间无先后之分请设计一种你认为好的方案，说明设计方法、过程、理由、结果，并输出该方案的总加工时间、总设备等待时间、总设备闲置时间，flexsim仿真结果，工序图、以及方案分析报告。设计要求：提交设计说明书。2任务分析本题要加工的是17个（n=8+学号个位数=8+9=17）相同的零件，共经过8道加工工序。其中，工序一、工序二分别有两台可用设备，工序七有三台可用设备。同时，工序二与工序三之间、工序四至六之间、以及工序八与其他工序之间无先后之分。设计过程中，如果只考虑总生产时间最短，整个工艺过程管理起来将会很复杂。我设定了一个最优方案的标准，即在总生产时间尽可能小的前提下，将工艺过程优化，使组织管理更加方便，而且，还要考虑到设备的闲置时间、设备的等待时间以及任务的等待时间。在设计过程中，我考虑到了不分先后顺序的工序中设备可以同时启用，零件采用交叉往复的加工顺序，一定能缩短总生产时间，但是，零件在加工过程中受物流的影响将很严重，导致整个车间的物流混乱，使其效率下降。综上所述，我认为题目的重点在于如何处理好能够同时加工的工艺之间的关系，以及对于多个机床加工如何合理分配。零件在加工过程中可以采用三种典型的移动方式，即顺序移动方式，平行移动方式和平行顺序移动方式。如果零件在加工过程中采取的移动方式不同，就会造成零件的总加工时间，任务等待时间，总设备等待时间，总设备闲置时间的不同。我主要考虑先通过以上三种移动方式得出不同的方案，再对这些方案进行比较，取每种方案的优点，尽量克服其确定，以此作为参考，最终设计一个符合题目与所设定标准的最优方案。3解题过程分别用顺序移动方式、平行移动方式、平行顺序移动方式对生产过程进行仿真。3.1顺序移动方式顺序移动方式特点是每批零件在前道工序全部完工后，才整批的送到后道工序加工，即零件在工序间是整批地移动。由于一批零件在各道工序上的加工是连续进行的，而且在工序之间的衔接上也是连续进行的，因此又称这种方式为连续移动方式。画出其工序图如图所示：利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下：仿真可得标准报告和状态报告，如下所示：标准报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 1283.000 Content Throughput Staytime now min avg max minavgmaxQueue1:008.5161704080Processo8:001117555Queue2:00817177585.1896Processor11:000.5619121212Queue3:005.651717969696Processor21:000.3619121212Queue4:004.82171796130.82162Processor12:000.5318121212Processor22:000.3318121212Processor3:000.36117101010Queue5:004.091717128144160Processor6:000.22117888Queue6:003.691717128184240Processor5:000.3117151515Queue7:003.841717240256272Processor71:000.116222222Processor72:000.116222222Processor73:000.0915222222Queue9:000.771717058.24110Queue8:002.531717110187.76272Processor4:000.25117171717状态报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 1283.000idleprocessingbusyblockedemptyreleasingsetuputilizeQueue1:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%Processo8:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%2.80%0.00%0.00%0.00%Processor11:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue3:0.00%0.00%0.00%0.00%33.60%0.00%0.00%0.00%Processor21:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue4:0.00%0.00%0.00%0.00%44.50%0.00%0.00%0.00%Processor12:0.00%53.00%0.00%47.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor22:0.00%33.20%0.00%66.80%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor3:0.00%36.10%0.00%63.90%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue5:0.00%0.00%0.00%0.00%51.90%0.00%0.00%0.00%Processor6:0.00%22.40%0.00%77.60%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue6:0.00%0.00%0.00%0.00%56.60%0.00%0.00%0.00%Processor5:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue7:0.00%0.00%0.00%0.00%54.90%0.00%0.00%0.00%Processor71:89.70%10.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor72:89.70%10.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor73:91.30%8.70%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue9:0.00%0.00%0.00%0.00%91.40%0.00%0.00%0.00%Queue8:0.00%0.00%0.00%0.00%69.70%0.00%0.00%0.00%Processor4:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%从上表我们得到，总生产时间是1283分钟。设备等待时间为0。设备闲置时间为：85+193+301+471+607+862+1151=3670分钟。其中状态报告表中部分为零的项被省去。从上表我们可以看出，大部分设备的processing时间较低，说明设备的利用率很低，大多数时间时，设备都处在闲置状态，这样使的加工周期变的很长。但是从另一方面我们可以看到设备加工的连续性，保证了设备的负荷。总结顺序移动方式的有缺点：优点是：1组织与计划工作简单；2零件集中加工，集中运输，减少了设备调整时间和运输工作量；3设备连续加工不停顿，提高了工效。缺点是：1大多数产品有等待现象；2生产周期长，资金周转慢，经济效益较差。3. 2平行移动方式每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道工序去继续加工，也就是工序间的零件或产品的传递不是整批的，而是以零件或产品为单位分别地进行，即零件时一个接着一个传到下一工序中。画出其工序图如图所示：利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下：仿真可得标准报告和状态报告，如下所示：标准报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 373.000 ContentThroughput Staytime now min avg max minavgmaxQueue1:008.5161704080Processor8:001117555Processor12:000.9118121212Queue4:00019000Processor11:000.9619121212Processor21:000.8619121212Processor22:000.8118121212Queue2:000.71290816Processor3:000.85117101010Queue5:00018000Queue7:000117000Processor6:000.66117888Queue8:002.3761704080Processor5:000.84117151515Queue9:000.8121701632Processor4:000.82117171717Queue10:00019000Queue11:00018000Processor71:000.5319222222Processor72:000.4918222222Queue12:000117000Queue3:000.6280714Queue6:002.92717032.4764状态报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 373.000idleprocessingbusyblockedemptyreleasingsetuputilizeQueue1:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%Processor8:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor12:9.40%90.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue4:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor11:4.40%95.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor21:13.60%86.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor22:18.60%81.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%34.70%65.30%0.00%0.00%Processor3:14.60%85.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue5:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Queue7:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor6:34.30%65.70%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue8:0.00%0.00%0.00%0.00%21.60%78.40%0.00%0.00%Processor5:15.60%84.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue9:0.00%0.00%0.00%0.00%37.70%62.30%0.00%0.00%Processor4:17.70%82.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue10:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Queue11:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor71:46.90%53.10%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor72:50.60%49.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue12:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Queue3:0.00%0.00%0.00%0.00%42.60%57.40%0.00%0.00%Queue6:0.00%0.00%0.00%0.00%19.00%81.00%0.00%0.00%从该表我们可以的到平行移动方式的总的加工时间为373分钟。设备等待时间为：216+1215 =212分钟设备闲置时间为：5+10+17+22+29+39+47+62+79+96=406分钟同样，状态报告表中部分为零的项被省去。在进行此种方式下的仿真时，我考虑到第七道工序虽然有三台设备可以用，但对于题目所给条件而言，显然是多了，为了节约资源，我认为只需要用两台设备就可以了。从上面表格可以看出，整个工序的周期比顺序移动短了很多，但是设备的等待时间增加了很多，不能保证设备的连续加工，这样使设备的利用率降低。设备的闲置时间比顺序加工少了很多。平行移动加工：优点：1.生产加工周期短；2设备的闲置时间少；缺点：1.机器不能连续加工，利用率低；2.加工过程中运输频繁；3.工艺管理不方便。3.3平行顺序移动方式顺序移动方式下，零件搬运次数少，设备连续加工，利用率高，但加工周期长；平行移动方式下，加工周期短， 但零件搬运频繁，设备间歇性加工，不便利用。平行顺序移动方式将两者的优点结合起来，既要求每道工序的设备连续加工，又要求各道工序尽可能平行地加工。在时间上安排时我们应注意以下两点：1.当前道工序的等待时间小于后道工序时，加工完的每一个零件立即进入下一道工序（按平行移动方式）；2.当前道工序的等待大于后道工序时，只有当前道工序上完工的零件数量足以保证后道工序的连续加工，才开始将完工的零件转入后道工序。画出其工序图如图所示：利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下：仿真可得标准报告和状态报告，如下所示：标准报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 405.000 Content Throughput Staytime now min avg max minavgmaxQueue1:008.5161704080Processor8:001117555Processor12:000.9118121212Queue4:00019000Processor11:000.9619121212Processor21:000.8619121212Processor22:000.8118121212Queue2:000.71290816Processor3:000.85117101010Queue5:00018000Queue7:001.3741701632Processor6:000.66117888Queue8:002.98817056112Processor5:000.76117151515Queue9:000.7421701632Processor4:000.75117171717Queue10:001.133904896Queue11:000.923804284Processor71:000.4919222222Processor72:000.4518222222Queue12:000117000Queue3:000.6280714Queue6:002.92717032.4764状态报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 405.000idleprocessingbusyblockedemptyreleasingsetuputilizeQueue1:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%Processor8:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor12:9.40%90.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue4:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor11:4.40%95.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor21:13.60%86.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor22:18.60%81.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%34.70%65.30%0.00%0.00%Processor3:14.60%85.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue5:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Queue7:0.00%0.00%0.00%0.00%29.60%70.40%0.00%0.00%Processor6:34.30%65.70%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue8:0.00%0.00%0.00%0.00%27.60%72.40%0.00%0.00%Processor5:23.70%76.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue9:0.00%0.00%0.00%0.00%43.20%56.80%0.00%0.00%Processor4:24.50%75.50%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue10:0.00%0.00%0.00%0.00%37.30%62.70%0.00%0.00%Queue11:0.00%0.00%0.00%0.00%43.70%56.30%0.00%0.00%Processor71:51.10%48.90%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor72:54.60%45.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue12:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Queue3:0.00%0.00%0.00%0.00%42.60%57.40%0.00%0.00%Queue6:0.00%0.00%0.00%0.00%19.00%81.00%0.00%0.00%从表中得到平行顺序移动方式加工的总时间是405分钟。从工序图上可以看到，设备在连续加工，因而没有等待时间。设备的闲置时间为：5+10+17+22+29+71+79+94+207+212=746分钟在此种方式下的仿真时，第七道工序的设备仍然只选用了两台。平行顺序应动方式有平行移动方式和顺序移动方式的特点。既缩短了一批零件的加工周期，又避免了设备间歇运转的现象。其中我们看到起设备利用率在前两种加工方式之间。总结平行顺序移动方式的优点：结合了平行移动和顺序移动方式的优点。缺点：1.工艺过程组织管理复杂；2.工艺过程的设计计算比较困难。4三种移动方式的综合分析与评价4.1零件按照三种移动方式加工情况的比较我们将3总方式的总生产时间、总设备等待时间、总设备闲置时间列表进行比较。移动方式比较项目顺序移动平行移动平行顺序移动设备闲置时间/min3670406746设备等待时间/min02120总生产时间/min1283373405从上表可以看出，三种方式各有特点。其中平行移动方式的总加工时间最短，而设备等待时间最长，但是其设备限制时间也最短。三种方式中，只有顺序移动和平行顺序移动才能使设备连续的加工。4.2三种移动方式的综合分析比较三个移动方式的状态表可以发现，平行移动方式的设备利用率最高，但是我们在虑用这个方式时应注意产品的运输问题，平行移动方式产品运输频繁，这样管理起来很不方便。但是在大批量流水线生产时，通过设置工艺路线可以减轻运输压力。虽然顺序移动方式的总加工时间较长，但是其管理起来很方便，整个工艺过程清晰明了。在小批量加工时，用这个方法很方便。对于平行顺序加工，尽管这个方法是平行移动加工和顺序移动加工的结合，但是工艺设计起来比较困难，对于批量不大的零件，我们可以用这种方法。我们在选择移动方式时，不能只考虑某一个环节，要全方面的去评价，要根据企业生产实际情况，权衡优劣，分别加以利用。一般考虑的因素有：加工批量的大小、加工对象的尺寸大小、工序时间的长短以及生产过程空间组织的专业化形式等。对于三种方式，我们在选择时有以下策略：顺序移动方式：1.工件应该满足体积小并且较轻；2.适合于单件小批量的生产；3.要求加工时间短，而调整时间较长；4.工艺要求专业化。平行移动方式：1.加工工件较大并且重；2.适合大量大批的生产；3.加工时间长，调整时间较短；4.对象专业化。平行顺序移动方式：1. 体积较小而质量轻；2.生产大量大批的产品；3.加工时间长，调整时间短；4.对象专业化。5确定最优方案5.1设计移动方式第四道工序的加工时间是17分钟，且只有一台可用设备，因此它是主要考虑的对象。同时，第四道、第五道、第六道工序之间无先后之分，那么我就考虑将三道工序的总生产时间压缩至第四道工序的加工时间。要完成这个设想，我设计将第三个零件、第十一个零件的加工顺序做了一些调整，即这两个零件的加工顺序为81235647，而其余十五个零件的加工顺序为81234567。在一个工序内有多台可用设备的情况下，我考虑按照平行顺序移动方式进行加工。例如第一道、第二道工序，均有两台可用设备，而且加工时间均为12分钟，采用平行顺序移动的方式，第一台设备加工九个零件，第二台设备加工8个零件，而且按照第一个加工的是第八道工序，那么第二台设备启动的时间在第一台之后，也不会增加总生产时间。第七道工序虽然有三台设备可以用，但是基于题目所给的条件，三台设备显然是多了，为了节约资源，我认为只需要用两台设备就可以了。我设计了一种混合移动方式，其工序图如下图所示：利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下：仿真可得标准报告和状态报告，如下所示：标准报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 355.000 Content Throughput Staytime now min avg max minavgmaxSource1:008.5151704080Processor8:001117555Queue1:001.2731707.5316Processor11:000.9619121212Processor12:000.9118121212Processor21:000.8619121212Processor22:000.8118121212Queue2:002.92717032.4764Processor3:000.85117101010Queue3:002.18617039.8894Queue4:000.39121340.568Processor4:000.88117171717Processor5:000.821171515.0616Queue5:000.3511506.9314Queue6:002.69817049.41105Processor6:000.77117814.59120Queue7:000117000Processor71:000.3916222222Processor72:000.3816222222Processor73:000.3115222222Queue11:000117000Sink23:01010000Queue8:000.181609.6716Queue9:000.13160714Queue10:000.09150613状态报告表：Flexsim summary reportModel Clock: 355.000idleprocessingbusyblockedemptyreleasingsetuputilizeProcessor8:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue1:0.00%0.00%0.00%0.00%22.80%77.20%0.00%0.00%Processor11:4.40%95.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor12:9.40%90.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor21:13.60%86.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor22:18.60%81.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%19.00%81.00%0.00%0.00%Processor3:14.60%85.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue3:0.00%0.00%0.00%0.00%21.90%78.10%0.00%0.00%Queue4:0.00%0.00%0.00%0.00%60.90%39.10%0.00%0.00%Processor4:11.90%88.10%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor5:0.00%99.70%0.00%0.00%0.00%0.00%0.30%0.00%Queue5:0.00%0.00%0.00%0.00%65.00%35.00%0.00%0.00%Queue6:0.00%0.00%0.00%0.00%30.80%69.20%0.00%0.00%Processor6:0.00%65.00%0.00%0.00%0.00%0.00%35.00%0.00%Queue7:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Proces