课程设计要求(08生产系统仿真实验)

1 多工件多工序生产车间建模与仿真 1 设计目的设计目的 1 掌握用 WITNESS 仿真软件建立车间模型的方法 2 熟悉 Witness 系统建模元素 Route 等的用法 3 了解多产品多工序加工系统建模与仿真优化方法 4 掌握模型输入参数修改 以及仿真结果的分析方法 5 了解典型的生产车间的运作模式和评价指标 6 了解影响生产车间效率的主要因素 并通过相应措施来提高车间生产效率 2 设计任务设计任务 有一个制造车间由 5 组机器组 加工三种产品 每种产品分别要求完成 4 3 和 5 道工 序 而每道工序必须在指定的机器组上 按照事先规定好的工艺顺序进行 第 1 2 3 4 5 组机器分别有 3 2 4 3 1 台相同的机器 三种产品原料到达车 间的间隔时间分别服从均值为 45 30 65 分钟的指数型随机变量 三种产品的工艺路线如 表 1 所示 例如 第 1 种产品首先在第 3 组机器上加工 然后在第 1 组 再后来在第 2 组 机器上加工 最后在第 5 组机器上完成最后工序 结束时 SHIP 出系统 表1 产品加工工艺路线与各工序加工时间参数 产品类型机器组别对应工序平均服务时间 分钟 13 1 2 530 36 51 30 24 1 360 50 45 32 5 1 4 370 15 42 50 60 如果一项作业在特定时间到达车间 发现该组机器全都忙着 该作业就在该组机器处 排入一个 FIFO 规则的队列 如果前一天没有完成的任务 第二天继续加工 在特定机器上 完成一个工序的时间是一种按二阶爱尔朗分布的随机变量 它的平均值取决于作业的类别 以及机器的组别 每种作业的每道工序的平均服务时间如表 1 所示 假定在保持车间逐日连续工作的条件下 来仿真 365 个 8 小时工作日的工作 计算每 种产品在队列中的平均总等待时间和作业总平均等待时间 以及每组机器队队列中的平均 作业数 平均利用率以及平均等待时间 并尝试进行改善 3 设计步骤设计步骤 3 13 1 元素定义元素定义 本系统的元素定义如表 2 所示 表2 实体元素定义 元素名称类型数量说明 APart1产品A BPart1产品B Cpart1产品C Machine1Machine3机器组1 2 Machine2Machine2机器组2 Machine3Machine4机器组3 Machine4Machine3机器组4 Machine5Machine1机器组5 Buffer1Buffer1机器组1的输入缓冲区 Buffer2Buffer1机器组2的输入缓冲区 Buffer3Buffer1机器组3的输入缓冲区 Buffer4Buffer1机器组4的输入缓冲区 Buffer5Buffer1机器组5的输入缓冲区 3 23 2 元素显示元素显示 displaydisplay 的设置的设置 各个实体元素的显示特征定义设置如图 1 所示 图1 各个实体元素的显示特征 3 33 3 各个元素细节 各个元素细节 detaildetail 设计 设计 产品 A B C 的 General 页的设计 表3 产品的general 页细节设计 产品名称Arrivals typeInter arrivalto AActiveNEGEXP 45 11 Push to route BActiveNEGEXP 30 11 Push to route CActiveNEGEXP 65 11 Push to route 产品 A B C 的加工路径 ROUTE 设计 通过双击各个产品图标 在弹出式页框中选 择其 ROUTE 页 按表 4 内容分别进行设计 如图 2 所示 表4 产品加工路径route 页细节设计 请根据前面内容完整填写该表 ABC StageDestinationR cycleStageDestinationR cycleStageDestinationR cycle 1Buffer33011 3 2Buffer13622 3Buffer25133 4Buffer53044 5Ship05 6 图2 各产品Route设计 根据有关信息对各种 Machine 进行细节设计建模 例如 Machine1 详细信息如下 ELEMENT NAME Machine1 Element Type Machine Quantity 3 Priority Lowest Type Single Cycle Time ERLANG R CYCLE 1 1 Input Output Rules Input PULL from Buffer1 Output PUSH to ROUTE 3 43 4 工艺流程图的显示工艺流程图的显示 使用方法 选择 VIEW 菜单 Process Views 得到 process views 对话框 在该对 话框中设定工艺流程图显示窗口 字体颜色 布局方式等内容 设计完毕后 得到工艺流 程图如图 3 所示 4 图3 process view Global 3 53 5 模型运行和数据分析模型运行和数据分析 模型仿真时钟取系统默认的 1 1 运行 365 8 60 时间单位 使用系统提供的各元素 的 Statistics 工具 填写下列统计报表 表5 产品统计信息 NameNo EnteredNo ShippedWIPAvg W I P Avg Time A B C 表6 机器组统计信息 Name Idle BusyNo Of Operations Machine1 Machine2 Machine3 Machine4 Machine5 表7 缓冲区统计信息 NameTotalInTotalOutNowInMaxMinAvgSizeAvgTime Buffer1 Buffer2 Buffer3 Buffer4 Buffer5 3 63 6 改善改善 从表 6 和表 7 中分析找到瓶颈机器组 对瓶颈机器组各添加若干台机器 再运行时间 单位 改善后的运行统计报表如下 表8 产品统计信息 5 NameNo EnteredNo ShippedW I P AvgW I P AvgTime A B C 表9 机器组统计信息 Name Idle BusyNo OfOperations Machine1 Machine2 Machine3 Machine4 Machine5 表10 缓冲区统计信息 NameTotalInTotalOutNowInMaxMinAvgSizeAvgTime Buffer1 Buffer2 Buffer3 Buffer4 Buffer5 3 73 7 改变各改变各 BufferBuffer 的容量的容量 把前面各个 Buffer 的默认的容量从 1000 改为 100 再运行系统 看看系统性能的变化 如果将容量改为 10 系统运行会产生什么结果 为什么 4 设计报告设计报告 1 描述多工件多工序生产车间基本构成 分析实验目的 2 记录实验步骤 3 记录不同情况车间模型仿真运行的结果 填充各个空表 4 分析各缓存区容量对系统的影响 5 分析提高多工件多工序生产车间生产效率的可能方法 5 设计需交的文件 凡设计需交的文件 凡 3 个电子档和打印稿提交不齐 文件名不对个电子档和打印稿提交不齐 文件名不对 的同学没有成绩 的同学没有成绩 1 Word 文件格式按 课程设计报告模板 课程设计报告模板 07生产系统仿真实验 生产系统仿真实验 Doc 撰写 文件名