课程设计要求(08生产系统仿真实验)

多工件多工序生产车间建模与仿真1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）13，1，2，530，36，51，3024，1，360，50，4532，5，1，4，370，15，42，50，60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3.1 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ABPart1产品BCpart1产品CMachine1Machine3机器组1Machine2Machine2机器组2Machine3Machine4机器组3Machine4Machine3机器组4Machine5Machine1机器组5Buffer1Buffer1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3.2 元素显示display 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3.3 各个元素细节（detail）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-arrivaltoAActiveNEGEXP(45,11)Push to routeBActiveNEGEXP(30,11)Push to routeCActiveNEGEXP(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。）ABCStageDestinationR_cycleStageDestinationR_cycleStageDestinationR_cycle1Buffer330112Buffer136223Buffer251334Buffer530445Ship056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: Machine1Element Type:MachineQuantity: 3Priority:LowestType:SingleCycle Time:ERLANG (R_CYCLE,1,1)Input / Output RulesInput:PULL from Buffer1Output:PUSH to ROUTE 3.4 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。图3 process view：Global3.5 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365860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 TimeABC表6 机器组统计信息Name%Idle%BusyNo.Of OperationsMachine1Machine2Machine3Machine4Machine5表7 缓冲区统计信息NameTotalInTotalOutNowInMaxMinAvgSizeAvgTimeBuffer1Buffer2Buffer3Buffer4Buffer53.6 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NameNo.EnteredNo.ShippedW.I.P.AvgW.I.P.AvgTimeABC表9 机器组统计信息Name%Idle%BusyNo.OfOperationsMachine1Machine2Machine3Machine4Machine5表10 缓冲区统计信息NameTotalInTotalOutNowInMaxMinAvgSizeAvgTimeBuffer1Buffer2Buffer3Buffer4Buffer53.7 改变各Buffer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3个电子档和打印稿提交不齐、文件名不对的同学没有成绩）1、Word文件格式按 课程设计报告模板（07生产系统仿真实验）.Doc 撰写。 文件名格式要求