witness建模案例.ppt

2019 12 30 1 Witness建模案例 jiannywang 2019 12 30 2 培训介绍 主题 WITNESS仿真系统建模与优化案例 生产物流系统建模供应链物流系统建模港口物流系统建模与仿真混流生产系统建模与仿真WITNESS与Excel的数据交互生产物流系统优化others 2019 12 30 3 一 生产物流系统建模与仿真 2019 12 30 4 模型目的 本例介绍如何通过WITNESS系统提供的DesignerElements模板 快速的建立WITNESS模型 通过本节的学习 要能够掌握 part machine conveyor labor实体元素 variable逻辑元素的使用 掌握可视化输入 输出关系的建立 掌握report工具栏的使用和分析 并根据分析 进行系统优化设计 2019 12 30 5 建模过程 模型的建立采用一种循序渐进的方法 这种建模方法可以在确保本阶段正确无误的基础上继续进行下一阶段的建模 而且能够清楚地看到在做任何改变产生的效果 第一阶段 stage1 mod 和第二阶段 stage2 mod 可以建立一个包含机器和传送装置的简单模型 可以从这一模型计算出此模型系统的输出和性能 第三阶段 stage3 mod 和第四阶段 stage4 mod 可以加入更多的功能元素 例如机器故障 劳动者 设备调整等 使模型更符合实际 即使对模型增加一点点复杂性 人工计算生产量和设备利用率也将变的很困难 而使用WITNESS的仿真技术可以很轻松的解决这一问题 第五阶段 stage5 mod 和第六阶段 stage6 mod 为了增加产量和更有效的利用资源可以调整模型的运行方式和参数 2019 12 30 6 1 1 basemodel stage1流程介绍 称重机器取零件 称重后 上输送链 流向下一道工序进行清洗 再由输送链送至下道工序进行加工 再由输送链运至下道工序进行检测 然后出本模型系统 元素介绍 conveyor 以及它的直线路径partson和任意路径path实验stage2流程介绍 逻辑元素介绍1 variable 2019 12 30 7 1 2 basemodel 二 stage3元素介绍 labor机器属性页介绍 setup mode interval duration stage4机器属性页介绍 breakdown checkonlyonthestart mode interval duration 随机函数介绍 NEGEXP LOGNORML 2019 12 30 8 1 3 basemodel 三 stage5逐步改善解决瓶颈比较stage4和stage5的统计结果stage6更改机器维修参数 结果同stage5比较实验 2019 12 30 9 二 钢材供应物流系统建模仿真 案例介绍学习目的建模与仿真 2019 12 30 10 2 1案例介绍 某钢材配送为一个四级供应链系统 由钢铁公司 钢材配送中心 部件生产商和汽车厂构成 整个生产和配送流程如下 当钢材配送中心的库存小于15批时 钢铁公司开始组织生产 每生产一批原钢卷材需要的时间服从1小时到3小时的均匀分布 当部件生产商的库存小于6批时 钢材服务中心开始配货 每配一批货需要时间服从0 5小时到1小时的均匀分布 当三个汽车厂商中库存量最小的小于3时 4个部件生产商开始组织生产 每生产一批部件需要的时间服从2小时到6小时的均匀分布 汽车生产商每耗用一批部件的时间为2到6小时的均匀分布 供应链每两个环节之间的路程需要5小时 2019 12 30 11 2 2学习目的 熟悉timeseries的用法 即使用时间序列图表动态显示配送中心 部件生产商和汽车制造商的产品库存量 了解JIT管理方式的建模熟悉max和min的用法 了解if endif条件控制语句的使用 了解使用WITNESS进行供应链仿真系统设计与优化 2019 12 30 12 2 3建立仿真模型 元素定义输入 输出关系设定运行及优化 通过仿真运行结果发现 如果钢铁公司仅有一个车间 配送中心两条配送生产线 可以看出钢铁公司车间为整个供应链的瓶颈 将钢铁公司车将增加为两个时 可以看出配送中心的两条配送线稼动率较低 可以去掉一条配送线 2019 12 30 13 三 港口集装箱运输模型 流程描述建模要素 vehicle track建模特定语句 call vsearch ndemand 2019 12 30 14 四 一个混流生产项目 流程介绍系统元素route设计 运行和优化 2019 12 30 15 五 Excel数据交互 某零部件的重量从excel表中12个数据中随机提取 按 3 7 的均匀分布到达系统进入缓冲区等待加工 加工机器对零部件的加工时间是为零部件重量的函数processtime uniform 0 8 weight 2 weight 现在要求仿真一天480分钟 将所有完成加工作业的零部件的开始加工时间 结束加工时间和重量写入excel表首先建立一个excel表 建立两页分别命名为 inputdata 和 outputdata 2019 12 30 16 六 机场布局建模 见word文档 2019 12 30 17 七 优化简介 在仿真一个实际系统的时候 往往希望得出系统绩效最优时的系统配置 或者希望得出系统绩效相对较好的几种方案的系统配置 通过比较和权衡 选择其中的一种配置进行实际的实施 比如前面的生产线 给定一个利润目标函数 产出量 价格 设备成本 人力成本 它同产出率成正比 同设备数量和人员数量成反比 在特定约束条件下 目标函数越大越好 为了得出目标函数的最大值 可以通过逐步的改变系统中设备和人员数量 然后仿真运行 比较每次仿真运行的利润目标函数 如果每种设备 共有四种 的数量可以是1台或2台 人员数量可以是1或2人 则系统的配置方案就有2 2 2 2 2 32种 在进行方案比较时 就需要改动并运行模型32次 效率较低 2019 12 30 18 优化目标函数的设计 设备费用 设备数量 折旧费率 运行维护费率 人员 工资 人数 工资率 人数 60元 天Nqty 假设费率如下表 2019 12 30 19 六 精神病院病床问题 某精神病诊所有25张床位 患者每天求医的频率服从整数均匀分布 1 3 来者想要进行一项测试 成绩为 30 45 的均匀分布 如果成绩高于42分 则不住院 如果一个患者来入住 病床不足 若住院病人中有成绩高于47分的 则该病人出院让患者入住 否则 无法收治该患者 住院病人的医治效果为测试成绩按 0 2 1 2 均匀分布每天变化 成绩达49则出院 初始医院有18位病人 他们的测试成绩服从 30 40 的均匀分布 现要求对该医院进行为期1000天的仿真 计算系统中各病员的平均住院时间 病房利用率 无法收治患者数量 挤出系统的患者数量 2019 12 30 20 精神病床位问题流程图 见Patient vsd设计过程于word文档记录 2019 12 30 21 实例四function attribute的使用 流程介绍 根据加工对象的属性 长宽重 确定加工所需要的时间逻辑元素介绍2 attribute function 属性 函数 Attibute代表实体的特征 如颜色 尺寸 技能 密度 成本等Function 一系列指令集合函数中的 return 实验 2019 12 30 22 实例五 paths 2019 12 30 23 实例五 paths 流程介绍 加工对象在机器之间的移动通过固定路径 改变加工对象的颜色和对应的属性 将具有相同属性的成品装成一箱学习要点 元素介绍 path 形状的改变 使用 函数 PERCENTlabor在规则outputrule中的使用 实验 2019 12 30 24 实例六 xllinks 流程介绍 读取excel表格中的数据 决定模型中的一些特征 将运行过程中的数据或结果写入excel表中 以便分析 学习要点 函数介绍 XLReadArray XLWriteArray SETQUANTITY系统变量 N TIME部件 activewithprofile 2019 12 30 25 实例七 shift 流程介绍 原材料昼夜不停的供货 设备每天8小时 每周5天工作制 如何协调仿真时间 Shift的组成 工作时间 worktime 休息时间 resttime 加班时间 overtime Shift设计Shift元素如何添加到Part和machine元素中 假设原材料每天8小时到达仓库 设备每天8小时工作 要求 仿真一年 250个工作日 了解系统运行情况 如何确定仿真中止时刻 假设原材料每天24小时到达仓库 设备每天8小时工作 要求 仿真一年 250个工作日 了解系统运行情况 如何确定仿真中止时刻 2019 12 30 26 Shift作用示意图 Simuclock 250 24 6000 Simuclock 250 24 6000 Simuclock 250 8 2000 2019 12 30 27 机器工作shift 原材料入库shift 示例的Shift示意图 2019 12 30 28 实例八 distribution 流程介绍 顾客固定时间2间隔到达 批量服从自定义distribution 1 3的概率1个 1 6概率2个 1 6概率3个 1 3概率4个 服务台服务时间服从均值5的负指数分布 元素介绍 distributionUser sdistribution Distribution图 2019 12 30 29 十一optimizer优化的基本过程 1 建立系统的仿真模型2 设置控制变量3 设计目标函数4 优化设计5 运行优化6 对优化结果进行分析7 选择系统最优配置方案 2019 12 30 30 优化实例 电脑组装公司 有一家组装电脑的小型公司 通过促销广告来吸引订单 根据客户订单来决定生产 检测 发运 2019 12 30 31 该系统的处理流程 客户响应广告 提出订单Request 每个订单请求Request需要员工组A StaffA 或员工组B中的一名员工使用电脑或纸质记事簿记录下来 电脑和记事簿的数量可能是2到3个 究竟是需要员工A还是员工B进行记录 在必要时候 需要同客户就订单问题进行电话沟通 这儿有3或4部电话 由员工组A或员工组B进行联系 电脑由工程师 Engineer 进行组装 Build 电脑由工程师或员工组B进行检测 Test 检测时间需要45或50分钟 90 的电脑通过检测 10 的电脑需要重新组装 2019 12 30 32 已知数据 订单到达 1台 10分钟 订单记录时间 取决于记事簿记录还是电脑记录 记录时间服从均值为Logdist 标准差为Logdist 10的正态分布 记事簿记录时 Logdist 15 电脑记录时 Logdist 10 对应设置于Act001的加工时间 NORMAL LogDist LogDist 10 0 100 N 订单确认时间 服从 10 40 的均匀随机分布 对应设置于Act001的加工时间组装时间 服从 10 20 的均匀随机分布 对应设置于Act002的加工时间检测时间 取决于检测机器的类型 或50分钟 或45分钟 对应设置于Act003的加工时间 TestCyc 人员工资 普通员工60元 天 工程师80元 天产品价格 100元 台 2019 12 30 33 优化决策 采用电脑 还是记事簿进行订单登记 配备多少台电脑 或多少本记事簿 员工a b 工程师各配备多少名 检测工作站配几个 组装工作站配几个 等使得系统利润最大 产出价值 成本 2019 12 30 34 建立模型 实体元素 订单 part 订