生产计划实验报告.doc

生产计划实验报告 生产计划与控制实验报告学院机械工程学院班级110040801学号姓名指导教师宋李俊日期xx.6.10重庆理工大学工业工程系实验 一一、实验目的 （1）通过复习生产计划的基础知识，掌握生产计划的制定方法以及将生产计划转化为线性规划的方法； （2）学习Excel中的Solver，掌握生产计划的一种求解方法； 二、实验设备计算机。 三、实验内容将下列生产计划问题转化为线性规划问题并求解爱宝玩具有限公司生产A，B，C，D四种儿童玩具，每种玩具都需要经过甲、乙、丙三个车间，各种产品的设备台时消耗标准、各车间设备的计划期总台时、单位产品利润、预测的市场需求状况如表1所示。 请为爱宝玩具有限公司确定综合生产计划的产量指标。 表1数据表单位产品消耗台时项目总台时产品A产品B产品C产品D甲车间1040xx205000乙车间25204025215000丙车间35401525262500单位利润(元/件)0.91.60.41.0最高需求(件)2500600020001500最低需求(件)1500200020001000 四、实验步骤1）将问题转化为线性规划问题。 该问题是一个明显的线性规划问题2）将线性规划的目标函数和约束条件输入到Excel根据题意可知变量有4个，分别为X1,X2,X3,X4，在Excel中分别表示出来设A产品需求为X1件，B产品需求为X2件，C产品需求为X3件，D产品需求为X4件。 由题可得目标函数为:0.9*X1+1.6*X2+0.4*X3+1*X4在Excel中表示如下3）.由题可得该问题有3个约束条件第一个为10*X1+40*X2+20*X3+10*X4205000表示如下图第二个约束条件为X1*25+20*X2+40*X3+25*X4215000表示如下图第三个约束条件35*X1+40*X2+15*X3+25*X4262500表示如下图4）、设置属性，各量如下图5）点击“Solver”按钮得到答案得出结果如下图所示 五、实验结果根据Excel图表线性规划所得结果可知X1=1500X2=3468.75X3=2000X4=1125目标函数最优解Z max=8825实验二流水生产线系统仿真实验 一、实验目的和原理实验目的 1、学习、掌握Witness仿真软件的使用与主要功能； 2、熟悉流水生产线的特点； 3、了解影响流水线生产效率的因素和基本的改善方法实验原理流水生产是现代工业企业很重要的一种生产组织形式。 它是按照产品（零部件）的工艺顺序排列工作地，使产品（零部件）按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工作地依次加工，直到生产出成品。 流水生产线能够满足合理组织生产过程的要求，使企业生产的许多技术经济指标得到改善。 本实验运用WITNESS软件系统建立一个流水线的仿真模型，在模型中，零部件（widget）要经过称重（weigh）、冲洗（wash）、加工（produce）和检测（inspect）四个工序的操作。 执行完每一步操作后零部件通过充当运输器和缓存器的输送链传送至下一步操作；经过检测以后零部件脱离模型；同时需要一个操作人员控制加工机器的各种加工活动。 模型的建立及其仿真运行分成六个阶段来进行，每一个阶段运行后都记录下相应的统计数据，以便前后对比分析。 采用这种循序渐进的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。 二、实验步骤第一阶段1定义模型元素名称Weight C1Wedget类型Machine ConveyorPart数量1112机器详细设计（Machine detailinformation）双击Machine001图标，输入以下信息名字nameWei gh加工时间cycle time:5类型type:fixed零件称动一个位置所需时间index time0.5输送链长度length inparts10点击OK确认。 3建立元素之间的逻辑规则 （1）机器规则（Machine detailrule information）点击选中Weigh图标，然后单击element工具栏中的visual input rule，出现inputrulefor weigh对话框；在规则文本框中输入“PULL Wedgetout ofWORLD”，定义了机器Weigh加工完成一个Wedget之后，从本系统模型的外部WORLD处拉进一个Widget进行加工。 单击OK键确认。 然后单击visual output rule；点击C1图标，点击OK键确认。 （2）输送链规则（Conveyor detailrule information）点击输送带C1的图标，选中C1；单击element工具栏中的visual outputrule图标；点击outputrulefor C1对话框中的SHIP按钮，为输送链C1创建输出规则PUSHSHIP点击菜单条中的OK按钮确认.第二阶段1定义元素加入Wash ProduceInspect C2C3具体定义如下名称类型wedget partweigh machinewash machineproduce machineinspect machineC1conveyor数量111111C2C3conveyor conveyor11本阶段需要添加的机器为清洗（wash）、加工（produce）、检测（inspect），添加的输送带为C 2、C3，同时添加了一个逻辑元素变量output，用于动态显示模型中加工完成的小零件的数量。 （1）变量细节设计（Variable detail）变量output用来计算从Inspect中输出的Widgets的量，将计数结果显示在屏幕上。 可以通过设计Inspect机器的detail来实现，具体步骤如下选中Inspect机器，双击其图标；点击细节对话框中actions onfinish按钮；在规则框中输入语句output=output+1；点击OK确认 （2）规则（Rules）设定点击C1图标选中；点击visual outputrule按钮；在栏中删除ship项，然后点击Wash机器；点击OK确认 （3）设定新建机器的规则。 1:Wash利用visual outputrule按钮创建规则push C2；2:PRODUCE利用visual inputrule按钮创建规则pull C2；利用visual outputrule按钮创建规则push C3；3:INSPECT利用visual inputrule按钮创建规则pull C3；利用visual outputrule按钮创建规则push ship如果有必要可重新安排元素在屏幕中的位置。 运行模型200分钟第三阶段在本阶段中，将假设Produce机器每加工完五个零部件就需要进行一次刀具的调整，调整时需要人员来参与，调整时间为12分钟。 构建本阶段模型需要在第二阶段模型的基础上，向模型中添加劳动者Labor元素，设置Produce机器的调整属性1定义labor元素现有各个元素定义如下名称类型widget partweigh machinewash machineproduce machineinspect machineC1conveyor C2conveyor C3conveyor Operatorlabor数量111111111添加和设计labor型元素从designer elements窗口中找到labor元素将其加入模型；加工机器调整设置（Machine ProduceSetup detail）双击Produce图标得到对话框；从对话框中选择setup页框；点击add/remove按钮进行调整的详细信息设置，本实验添加setup DescriptionSetup Number1；点击OK确认，返回setup页框；设置setup Number1如下调整模式setup modeno.of operations；调整间隔次数No.of5；调整时间setup time12.0；labor设定过程为选择labor rule按钮，在框中输入规则。 默认值为NONE，输入“operator”即可，点击OK确认。 经过以上设置Produce Machine每5个循环操作就需要调整一次，也就是说，在5widgets加工完成以后operator需要花12mins来调整机器，以便机器能够正常运行下去。 第四阶段在本阶段中，考虑将随机分布函数应用到机器的故障发生时间间隔和劳动者维修机器的故障所需要的维修时间中。 假设Produce机器在工作一定的时间后，可能会发生意外的抛锚，通过以往机器两次抛锚时间间隔的统计发现，其时间间隔服从均值为60分钟的负指数分布（函数表示形式为NEGEXP（60.0，1）；每当机器抛锚时，都需要人员对它进行维修，维修过程所持续的时间受到故障诊断时间、故障排除的难易程序、维修人员的生理和心理状态的影响，呈现随机波动性，统计数据表明维修时间服从均值为10分钟、标准差为2分钟的对数正态分布（函数表示形式为LOGNORML(10,2,2)）。 （1）构建模型在本阶段示例中，为了设定模型的随机性特征，在第三阶段模型的基础上，进行produce机器故障细节的设计，步骤如下双击Produce机器图标，选择Breakdown页框；点击add/remove按钮，用add项添加故障项目，缺省值breakdown number1；将breakdown mode改变成busy time；点击labor rule按钮输入需要的规则；删除默认值输入operator；点击edit laborrule对话框中的OK键确认；将鼠标移到breakdown interval窗口的time betweenfailures字段，现在可以使用assistant工具栏，点击view/toolbars菜单将其激活，然后点击assistant。 点击assistant工具栏中的distributions按钮；选择NEGEXP分布，点击prompt按钮输入如下参数Mean=60,PRN stream=1点击OK确认点击repair time点击assistant工具栏中的distributions按钮点击Lognorml分布，然后点击prompt输入以下参数Mean=10,Standard Deviation=2,PRN stream=2点击OK确认关闭对话框以上操作意味着为Produce机器设定了如下抛锚细节time betweenbreakdowns以60为均值，1为伪随机流的负指数分布；repair time为以10为均值，2为标准差，2为伪随机流的对数正态分布。 第五阶段本阶段将向模型中添加一台produce机器和一条C2输送链，看看对系统的产出量等运行参数有何影响 （1）添加设计新元素双击C2图标显示C2明细对话框，输入数量quantity2；点击OK确认；双击Produce图标，显示明细对话框输入数量quantity2；点击OK确认；系统的输入输出关系设定为Produce (1)仅仅向C2 (1)“拉”零件来加工，Produce (2)仅仅向C2 (2)“拉”零件来加工。 给每台Produce机器与相对应的输送链C2设定输入输出规则，需要使用到系统变量N。 （2）系统变量N双击Produce机器图标显示general detail对话框；点击对话框中的From按钮，弹出机器的输入规则框如图所示；输入规则“PULL fromC2(N)at Front”；点击OK确认。 （3）WASH机器上零件清洗完毕之后，将输出到C2两条链上队列较短的输送链上。 规则设计操作如下双击WASH显示general细节对话框；点击output窗口的To按钮；删除窗口顶部的默认规则，输入Least PARTSC1 (1),C2 (2)；点击OK键确认；点击OK确认以上操作运行模型1000分钟第六阶段在本阶段，将把Produce机器的维修时间均值修改为20和30分钟，分析流水线产量和劳动者labor的工作时间状况。 （1）Produce细节设计1双击Produce图标显示明细对话框；选择Breakdown页框，将Repair time的均值由原来的10增加到20，如下LOGNORML(20,2,2)2双击Produce图标显示明细对话框；选择Breakdown页框，将Repair time的均值由原来的20增加到30，如下LOGNORML(30,2,2) 三、实验数据及处理第一阶段模型运行200分钟说明机器加工完成了40个零件第二阶段运行模型200分钟流水线的“瓶颈”在inspect这一环节上第三阶段运行模型1000分钟流水线的新的“瓶颈”在produce这一环节上第四阶段模型运行1000分钟与上一阶段对比结果劳动者变的繁忙了，由46.35%变成47.30%，C2的效率降低，排队等待时间变长。 第五阶段模型运行1000分钟与上一阶段比，系统的整体效率没有什么变化，系统输出相等，是由于C2 (1)被C