Flxsim课程设计.doc

物流系统仿真优化课程设计说明书班 级： 07工业工程本 学 号： 姓 名： 指导教师： 温州大学机电工程学院2011年 6月 目 录1 物流系统概述32 系统数据调研32.1 物流系统运作现状32.2 问题分析33 系统建模与仿真优化43.1 模型布局43.2 物流流程43.3 参数编辑43.4 模型编译73.5 系统仿真83.6 系统优化104 结论14参考文献151 物流系统概述所研究的流水加工生产线生产两种工件a、b，两种零件首先通过tester装置进行检测，检测的操作需要人工参与。检测好之后的零件再进入到生产线进行各自的加工，最后两种零件在机器Massm中装配好，最后进行其它的操作。这其中的每一次进行加工操作的前后都有用到暂存区。2 系统数据调研经调查，得到基础的数据如下：（1） 两种工件a、b，分别以正态分布(10,2)min和均匀分布(20，10)min的时间间隔进入系统，首先进入检测器tester进行检测操作，在队列Q_out3等待。（2）由操作工人进行检验，每件检验用时2min。（3） a送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1队列中等待；b送往机器M2加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；（4）a在机器M1上加工时间为均匀分布(5,1)min，加工后的工件为a2；b在机器M2上的加工时间为正态分布(8,1)min，加工后的工件叫做b2；（5）一个a2和一个b2在机器Massm上装配成product，需时为正态分布(5,1)min，然后离开系统。（6）如装配机器忙则a2在队列Q_out1中等待；b2在队列Q_out2中等待。以上为调研的得到的基础数据，利用这些数据进行仿真研究。2.1 物流系统运作现状观察调研得到现有的系统运行至少存在一下的几点状况：（1）生产系统的产线平衡率不高。（2）检测器械、检测员、加工机械M1、加工机械M2的空心时间长，空闲率高，影响到了整个生产线的运作。（3）工件a的平均进入系统的量明显大于工件b的量，这直接导致机器Massm装配加工前有大量的等待。2.2 问题分析为提高生产线的产线平衡率，减少等待时间，缩短加工周期，认为可以从以下几个方面进行改善研究：（1）调整工件a进入生产线的时间间隔。（2）调整工件b进入生产线的时间间隔。3 系统建模与仿真优化3.1 模型布局仿真模型布局图显示如下。3.2 物流流程物料流程图显示如下：3.3 参数编辑（1）对发生器进行参数编辑在Inter-arrivaltime选项中选择Use two different times时间间隔，基本参数修改成如下所示的内容。（2）对检测器tester进行参数编辑修改检测器的操作时间为常数120s，如图所示。在临时实体流选项选择send the flowItem to the port number matching the number of itemtype，如下图。在操作选项，选择使用操作者进行加工，如图所示。（3）对加工机械进行参数编辑在ProcessorTimes下拉框中，选择均匀分布的选项。对其参数进行修改如下图。（4）对合成器进行参数编辑在ProcessorTimes下拉框中，选择正态分布来改变产品的到达时间。改变参数如下（5）对暂存区进行参数编辑对暂存区进行参数编辑，设置最大容量为10000，意为容量无限大。3.4 模型编译编译的操作键如下图。编译的运作模型图如下图所示。3.5 系统仿真经过长达100000s的仿真模拟，得到检测器、操作器、操作员、合成器、暂存区的的仿真结果。下面进行详述。（1）检测器、检测员的仿真结果显示如下： 仿真分析显示，多达85%的时间里，检测器和检测员都是空闲的。这样的浪费是显而易见的。（2）两台操作器的仿真结果显示如下：仿真结果显示，两台操作机多大87%的时间都是空闲的，这也造成了很大的浪费。（3）合成器前面的暂存区的仿真结果显示如下：工件a的暂存区的存货量明显是高于工件b的存货量。（4）合成器的仿真结果显示如下：结果显示，在13.3%的时间里，合成器是空闲的，16.9%的时间是在操作，其余时间是在手机工件。（5）各种实体的不同指标显示在表格中如下：Time:100000Objectstats_contentavgstats_inputstats_outputstats_staytimeavgidleprocessingemptyM10.1374167373184.877886931.5413496.080M20.1309775757230.572987284.9613142.660Q_out15.43517873576390.650027945.57Q_out20.1178575757207.47610090742.91Operator000084827.6200Massm0.866748114561542.67113370.9316996.420tester0.15593813013012084827.62156000Q_out301301300001000003.6 系统优化 分析以上的仿真结果，可以看出，工件a、b进入生产线的时间间隔是最大的瓶颈，如果能够将a、b进入生产线的时间间隔的分布函数提高到相近的层次，整个生产线的效率将得到明显的改善。此外，M1和M2的操作时间存在较大的差异也是生产线不平衡的重要因素。经改善，得到a、b两种工件进入生产线的时间间隔都服从正态分布，分布函数为R(3,1)min，设置情况如图所示：对M1操作时间的优化设置如下：对M2操作时间的优化设置如下：经过优化后，得到的仿真结果详述如下。（1）检测器、检测员的仿真结果显示如下：改善后，空闲时间率缩短到了32.8%。相比改善前的85%有了明显的改善。（2）两台操作器的仿真结果显示如下：处理工件a的操作器的空闲率减少到了12.3%，处理工件b的操作器的空闲率减少到了21.1%。（3）合成器前面的暂存区的仿真结果显示如下：从以上两图中可以明显看出，储存b的暂存区的空置率有了明显的提高，达到了69%。（4）合成器的仿真结果显示如下：结果显示1.1%的时间是空闲，79.2%的时间是在操作，19.6%是在进行收集。（5）各种实体的不同指标显示在表格中如下：Time:100000Objectstats_contentavgstats_inputstats_outputstats_staytimeavgidleprocessingemptyM10.876516294294297.78612333.9887549.090M20.788944266265297.259621073.2878773.790Q_out116.72782942655690.286002125.137Q_out20.527589265265198.96990068946.36Operator000032766.9700Massm0.988596530264374.24191139.66779174.680tester0.67222256156012032766.97672000Q_out30.055575615619.9023410094439.34改善前的表格如下：Time:100000Objectstats_contentavgstats_inputstats_outputstats_staytimeavgidleprocessingemptyM10.1374167373184.877886931.5413496.080M20.1309775757230.572987284.9613142.660Q_out15.43517873576390.650027945.57Q_out20.1178575757207.47610090742.91Operator000084827.6200Massm0.866748114561542.67113370.9316996.420tester0.15593813013012084827.62156000Q_out30130130000100000对比以上改善前后的两张表格可知，改善后的作业有了明显的提高，基本达到了流程化生产的要求。4 结论以上改善研究，对两种工件进入操作系统的时间分布函数和操作器的操作时间分布函数进行了调整，得到了较为明显的改善效果，消除了一部分的等待和过多的在制品。但是改善结果也显示，该生产线还没有达到理想的效果，还没有完全达到一个流生产的基本要求，这也是后续研究所需要完成的地方。参考文献1 王国强,陈家新.虚拟制造可视化环境技术研究现状及发展趋势N.河南科技大学学报(自然科学版)，2004.4.2 凌维业,芮执元,杨萍. 计算机仿真在制造业的应用与发展J.机械研究与应用，1999年04期.3 LawAM.SimulationModelingandAnalysis.Newyork:McGraw-HillBookComPanyM.1982.4 张峥嵘.袁清坷.21世纪制造业的特点及其关键技术J.哈尔滨:机械工程师.1999,12(4):11-25.5 蒋祖华，苗瑞，陈友玲。工业工程专业课程设计指导M。机械工业出版社.2006.7.6 WallaceJ.Hopp.Mard L.Spearman.工厂物理学一制造企业管理基础(第二版)M。