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第16讲目录 7 3二次分配模型CH8物流仿真软件Flexsim入门 7 3二次分配问题的模型与算法 二次分配模型 QuadraticAssignmentProblem 简称QAP 计算总成本 例 算法 1 枚举法 2 启发式方法 PairwiseExchange PairwiseExchange PairwiseExchange PairwiseExchange 枚举法 盲目搜索 或愚蠢和无遗漏的搜索 以Pentium3为例 n 6 数秒 n 9 小时 n 15 花一年 广度优先的搜索策略 启发式方法 陡削下降成对互换 SteepestDescentPairwiseInterchange 简称SDPI 算法要点 从一分配方案出发 取一对设施系统进行相互交换各自场址 将原分配方案与所有新分配方案总成本进行比较 选取总成本小者 继续迭代 直到成对互换不再产生有改进的结果 程序停止 达到了局部优化 本课程学习内容 CH1绪论CH2物流与供应链基础CH3设施选址CH4设施布置设计CH5物料搬运系统设计CH6仓储 库存及其系统CH7设施布置问题的模型 算法与量化技术CH8物流仿真软件Flexsim入门 CH8物流仿真软件Flexsim入门 8 1物流系统仿真概述 8 2Flexsim简介 8 3Flexsim基本概念及开发步骤 8 4实例介绍 8 5高级开发简介 8 1物流系统仿真概述 8 1 1系统仿真的概念8 1 2仿真的作用8 1 3离散事件系统仿真的步骤8 1 4常见的物流 制造 系统仿真软件 8 1物流系统仿真概述 8 1 1系统仿真的概念针对真实系统建立模型 然后在模型上进行试验 用模型代替真实系统 从而研究系统性能的方法称为系统仿真 Simulationistheimitationofadynamicsystemusingacomputermodelinordertoevaluateandimprovesystemperformance 8 1物流系统仿真概述 8 1 1系统仿真的概念系统仿真的方法应用于各领域 如工程类系统 机械 化工 电力 电子等 非工程类系统 交通 管理 经济 政治等 早期的系统仿真多是物理模型 如 用于军事训练的沙盘 古代工匠建造房屋的模型 飞机风洞实验等 近年来更多借助于计算机仿真对模型进行运行与实验 8 1物流系统仿真概述 8 1 1系统仿真的概念根据所研究系统的不同 系统仿真可分为连续系统仿真和离散系统仿真 前者是指系统状态随时间连续变化的情况 多数工程系统 如机电 化工 电力等 后者是指系统状态变化是离散的 多数非工程系统 如管理 交通 经济等 物流系统仿真是离散事件系统仿真 8 1物流系统仿真概述 8 1 2仿真的作用评价 Evaluation 比较 Comparison 预测 Prediction 优化 Optimization 灵敏度分析 Sensitivityanalysis 瓶颈分析 Bottleneckanalysis 8 1物流系统仿真概述 8 1 3离散事件系统仿真的步骤 8 1物流系统仿真概述 8 1 4常见的物流 制造 系统仿真软件FlexsimAutomodPromodelArenaWitnessQuestExtend设施布置软件 FactoryCAD FactoryFlow FactoryPlAN FactoryOPTSLMAnimation Stream RaLC 8 2Flexsim简介 8 2 1Flexsim基本情况8 2 2Flexsim安装8 2 3Flexsim应用案例8 2 4Flexsim功能 8 2Flexsim简介 8 2 1Flexsim基本情况Flexsim是面向对象的离散事件系统仿真软件Flexsim是一个强有力的分析工具 可帮助工程师和设计人员在系统设计和运作中做出智能决策 采用Flexsim 可以建立一个真实系统的3D计算机模型 然后用比在真实系统上更短的时间或者更低的成本来研究系统 世界500强企业中约有一半为Flexsim的客户 包括一些著名企业 如DHL FedEx Nasa 8 2 2Flexsim软件的安装步骤 单机版 单机版根据电脑操作系统打上相应的补丁安装VisualC net安装Flexsim安装HASPDriver插入软件加密狗输入客户序列号开始菜单 Flexsim3 FlexsimLicenseActivation Flexsim软件的安装步骤 网络版 网络版服务器上安装 加密狗hdd32 exe 加密狗驱动 HASPdevicedriver aksmon32 exe 服务器监控程序 lmsetup exe 服务器序列号管理器 上面三个文件在网络版安装光盘的目录下可以找到客户机上安装 VisualC netFlexsim软件hdd32 exe 加密狗驱动 在Flexsim安装目录生成一个network txt文件 8 2Flexsim简介 8 2 3Flexsim应用案例配送中心拣选仿真仓储系统入 出库仿真产品库分拣仿真高速公路仿真供应链仿真集装箱码头仿真生产物流仿真机场仿真医院仿真城市应急系统仿真 8 2Flexsim简介 8 2 4Flexsim功能Flexsim能解决的问题可归纳为以下四方面 服务问题 要求以最高满意度和最低可能成本来处理用户及其需求制造问题 要求以最低可能成本在适当的时间制造适当产品物流问题 要求以最低可能成本在适当的时间 适当的地点 获得适当的产品其它系统仿真的对象有三大类型 排队系统 库存系统 网络系统 凡是归属于这三类的 都可以通过建模 仿真来分析 8 2Flexsim简介 8 2 4Flexsim功能Flexsim在系统生命周期各阶段的应用 1 系统建立和实施前 对规划设计方案进行评价 修正 2 系统建立后 评价 3 系统改造和功能扩展 用模型进行可行性分析 8 2Flexsim简介 8 2 4Flexsim功能Flexsim可以达到以下效果 提高资源利用率减小等待时间和排队长度有效分配资源提高设备的利用率减小等待时间和排队长度有效分配资源消除缺货问题把故障的负面影响减至最低 8 2Flexsim简介 8 2 4Flexsim功能把废弃物的负面影响减至最低研究可替换的投资概念决定零件经过的时间研究降低成本计划建立最优批量和工件排序解决物料发送问题研究设备预置时间和改换工具的影响优化货物和服务的优先次序与分派逻辑在系统全部行为和相关作业中训练操作人员展示新的工具设计和性能管理日常运作决策 8 3Flexsim基本概念及开发步骤 8 3 1Flexsim建模的基本概念Flexsim软件主窗口布局Flexsim仿真模型的基本组成8 3 2Flexsim软件的使用步骤 8 3 1Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件主窗口布局Flexsim软件主窗口由下面五部分构成菜单工具栏对象库模型视图仿真控制栏 工具栏 工具栏中常用到的按钮包括ToolBox 编辑全局表格 变量Commands Flexsim命令帮助Tree 打开模型树Ortho 打开模型正投影视图Persp 打开模型透视图 8 3 1Flexsim建模的基本概念 Flexsim仿真模型的基本组成 对象 Objects Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模连接 Connections Flexsim中通过对象之间的连接定义模型的流程方法 Methods 对象中的方法定义了模型中各对象所需要完成的作业 对象与继承 Flexsim采用面向对象的技术大部分Flexsim对象都是FixedResource或TaskExecutor对象的子对象子对象拥有其父对象所有的接口和相应的功能用户相对比较容易很快掌握子对象的使用 Flexsim家族树 Flexsim的对象库 对象分类 资源类 FixedResources Source Queue Processor Sink Combiner Separator MultiProcessor Conveyor MergeSort FlowNode Rack andReservoir执行类 TaskExecuter Dispatcher Operator Transporter Elevator Robot Crane ASRSvehicle网络类 Node NetworkNode TrafficControl图示类 VisualObject VisualTool Recorder 资源类对象 FixedResource类对象一般是仿真模型中的主干对象此类对象决定了模型的流程 执行类对象 TaskExecuter对象可从FixedResource对象中获取并执行任务 如物料搬运或生产操作等 一个TaskExecuter对象可以向其他TaskExecutor对象指派任务 或者管理模型中所有的TaskExecuters对象 TaskExecuters对象不参与模型中的流程指派 网络类对象 NetworkNode对象一般用来设定TaskExecutor对象的行动路线 图示类对象 图示类对象可用在仿真模型中显示各种信息 标识 图片或图表等VisualTool和Recorder对象可用来提高仿真模型的直观感 同时可用来实时显示和搜集模型的输出数据 迁移实体 Flowitem 迁移实体指模型中存在迁移的对象迁移实体可用来表示生产或服务中的原料 产品或产品集 如零件 部件 托盘 容器等 也可以是任务执行者迁移实体可点击工具栏按钮Flowitem定义可对每个迁移实体定义对象类别 Itemtype Flexsim建模的基本概念Flexsim软件主窗口布局Flexsim仿真模型的基本组成对象 Objects 连接 Connections 方法 Methods 连接与端口 Flexsim模型中的对象之间是通过端口来连接的三种类型的端口输入端口 inputports FixedResource之间的连接输出端口 outputports FixedResource之间的连接中心端口 centerports 连接TaskExecuter和FixedResource s 连接 按下 s 键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 s 连接仅用于中心端口之间的连接 即连接TaskExecuter和FixedResource s 连接用 w 取消 按下 w 键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 a 连接 按下 a 键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 a 连接用于除中心端口之外的所有其他的连接 a 连接用 q 取消 Flexsim建模的基本概念Flexsim软件主窗口布局Flexsim仿真模型的基本组成对象 Objects 连接 Connections 方法 Methods 方法 Method 方法是用来完成一项任务的一系列规则集好的方法应是可以重复使用的Flexsim采用一系列方法集来完成所建模型的作业 Flexsim建模方法集 ArrivalMethodDetermineshowandwhenFlowItemsEnterthemodelTriggerMethodDetermineswhat where andwhentoassigninformationtoFlowItemsFlowMethodDetermineshow where andwhentomoveFlowItemsthroughthemodelNavigationMethodModelnavigation andflythroughFlowItemBinMethodDefinestheFlowItemCharacteristicsTaskExecuterMoveMethodDerterminswho andhowFlowItemsmovefromoneFixedResourcetoanother 8 3Flexsim基本概念及开发步骤 8 3 1Flexsim建模的基本概念Flexsim软件主窗口布局Flexsim仿真模型的基本组成8 3 2Flexsim软件的使用步骤 8 3 2Flexsim软件的使用步骤 构建模型布局定义物流流程编辑对象参数编译运行仿真分析仿真结果 步骤1 构建模型布局 将仿真所需要的对象模型从对象库中拖拽到仿真视图窗口中的适当位置 步骤2 定义物流流程 根据连接类型 按下 a 或 s 键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 步骤2 定义物流流程 续1 连接两个对象端口所需按键 a 键用来将对象1的输出端口连接到对象2的输入端口上 q 键用来取消对象1的输出端口与对象2的输入端口之间的连接 s 键用来连接对象1与对象2的中心端口 w 键用来取消对象1与对象2的中心端口的连接 步骤2 定义物流流程 续2 各类端口连接的显示位置输出端口显示在对象的右上角输入端口显示在对象的左上角中心端口显示在对象底部中心 步骤2 定义物流流程 续3 察看对象的端口连接对象属性窗口General选项卡可调整端口的编号顺序 步骤3 编辑对象参数 双