熟悉witness操作环境实验

1、物流系统建模与仿真课程名称： 物流系统建模与仿真 姓 名： 周婵婵 学 院： 工学院 班 级： 物流工程111班 学 号： 31311130 2013 年 11 月 6 日南京农业大学教务处制实验一、认识Witness仿真软件建模环境1、 实验目的1、熟悉软件的界面构成2、熟悉建模元素3、学习建模的过程2、 实验内容1、 建模元素的定义及分类1）零部件（Part）:定义：它是一种最基本的离散型元素，可以代表在其他离散型元素间移动的任何事物。分类：被动式（只要有需要，零部件可以无限量的进入模型）和主动式（零部件间隔一段时间进入模型，比如顾客主动到达服务系统）。2）机器（Machine）:定义：机

2、器是获取、处理零部件并将其送往目的地的离散元素。不同的机器代表不同类型的处理过程。分类：（1） 单处理机（single） （2） 批处理机(batch)（3） 装配机(assembly) （4） 生产机(production)。（5） 通用机（general） （6） 多周期处理机（multiple cycle）（7） 多站点机（multiple station）3）输送链（Conveyor）:定义：输送链是一种可以实现带传送和滚轴传送的离散性元素。分类：固定式（Fixed）和队列式（Queuing）。4）缓冲区（Buffer）:定义：缓冲区是存放部件的离散元素，它是一种被动型元素，既不能像机

3、器元素一样主动获取部件，也不能主动将自身存放的部件运送给其他元素；它的部件存取依靠系统中其他元素主动地“推”或“拉”。分类：将缓冲区直接与机器相结合，在一台机器中，设置一个输入缓冲区和一个输出缓冲区，称之为专用缓冲区。5）车辆元素和轨道元素总是成对出现，将在库存系统仿真的实验中得以应用。6）劳动者（Labor）：定义：负责对其他元素进行处理、装配、修理或清洁。7）路径(Path)：定义：用于部件或劳动者从一个元素到另一个元素的移动。但只是在必要时应用。2、 建模过程：首先，打开Witness软件，软件界面如下：以流水线生产系统建模与仿真为例：1） 定义元素 通过系统布局区（layout win

4、dow）定义元素：在系统布局区点击鼠标右键，在弹出菜单中选择Define，将弹出新建元素对话框，然后进行元素定义。此系统包括一个零部件元素，四个机器元素，三个输送链元素，一个整形变量。元素名称元素类型元素数量元素作用widgetPart1模拟被加工的零件weighMachine1模拟称重机器washMachine1模拟清洗机器produceMachine1模拟加工机器inspectMachine1模拟检测机器C1Conveyor1模拟输送链1C2Conveyor1模拟输送链2C3Conveyor1模拟输送链3outputVariable:Integer1统计产成品数量（1）建立一个零部件元素：

5、在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择define,在名字（Name）中输入Widget,在Element Type中选择Part。（2） 以类似的方法分别建立四个机器元素，三个输送链元素，一个整形变量。2） 可视化设计:以建立的零部件为例： 紧接着上一步，首先点击Create,然后点击Display，进行可视化设计，在Display Widget-Part中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Widget-Part中选择Icon,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字Widget之下点

6、一下即出现相应的图标，最后在Display Widget-Part点击对号即可。 对于输送链的可视化设计，不选择Icon,而是选择Path,其余元素的可视化设计与零部件类似。3）细节设计：双击系统布局区建立的各个图标，依次修改每个过程的条件。4）仿真运行; 在细节设计完成后，在仿真钟处于按下的状态下，输入仿真时间进行仿真。5）报告 在仿真完成后，选中系统布局区的全部工序，在Reports中选择Statistics，进行报表分析。6）优化分析报表，对于系统进行优化改进。（说明：建模详细过程见stage4.mod的实验步骤。）3、 stage4.mod的实验步骤1、进行系统描述： 在该系统中，产品

7、的生产加工要经过四道工序完成，分别为：称重（5min）、清洗（4min）、加工（3min）、包装（7min）。具体过程为：一个零部件经过称重通过缓冲区到达清洗区，再从清洗区经过缓冲区到达加工区，从加工区经过输送链输送到包装区，在包装区技术工人对产品进行包装整理，最后商品出库并统计出库数量。若机器发生故障，则停机间隔时间服从均值为100、标准差为300的正态分布，技术人员修理时间长度服从TRIANGLE（30,60,120）。2、建模元素：元素名称元素类型元素数量元素作用WidgetPart1模拟被加工的零件WeighMachine1模拟称重机器WashMachine1模拟清洗机器Produce

8、Machine1模拟加工机器PackMachine1模拟包装机器Conveyor001Conveyor1模拟输送链TechnicianLabor1模拟技术人员QWashBuffer1模拟清洗缓冲区QProduceBuffer1模拟加工缓冲区NumbershippedVariable Integer1变量详细设计3、进行可视化设计：1）Part可视化设计： 在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择define,在名字（Name）中输入Widget,在Element Type中选择Part，首先点击Create,然后点击Display，进行可视化设计。在Display Widg

9、et-Part中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw，然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Widget-Part中选择Icon,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字Widget之下点一下即出现相应的图标，最后在Display Widget-Part点击对号即可。2）Machine可视化设计： 在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择define,在名字（Name）中输入Weigh,在Element Type中选择Machine，首先点击Create,然后点击Display，进行可视化设计。在Display Machine-

10、Weigh中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw，然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Machine-Weigh中选择Icon,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字Weigh之下点一下即出现相应的图标,最后在Display Machine-Weigh点击对号即可。 Wash、Produce、Pack机器按相同的设计步骤进行可视化设计。3）Conveyor可视化设计： 在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择define,在名字（Name）中输入Conveyor001,在Element Type中选择Conveyor，首先点

11、击Create,然后点击Display，进行可视化设计。在Display Conveyor-Conveyor001中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw，然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Conveyor-Conveyor001中选择Path,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字Conveyor001之下点一下即出现相应的图标,最后在Display Conveyor-Conveyor001窗口点击对号即可。4）Labor可视化设计： 在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择define,在名字（Name）中输入Techn

12、ician,在Element Type中选择Labor，首先点击Create,然后点击Display，进行可视化设计。在Display Labor-Technician中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw，然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Labor-Technician中选择Icon,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字Technician之下点一下即出现相应的图标,最后在Display Labor-Technician窗口点击对号即可。5）Buffer可视化设计： 在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择defin

13、e,在名字（Name）中输入QWash,在Element Type中选择Buffer，首先点击Create,然后点击Display，进行可视化设计。在Display Buffer-QWash中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw，然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Buffer-QWash中选择Icon,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字QWash之下点一下即出现相应的图标,最后在Display Buffer-QWash窗口点击对号即可。 QProduce的可视化设计与QWash的可视化设计相同。6）Variable Integer可视化设

14、计： 在系统布局区（Layout Window）点击鼠标右键，选择define,在名字（Name）中输入Numbershipped,在Element Type中选择Variable，首先点击Create,然后点击Display，进行可视化设计。在Display Variable-Numbershipped中选择Name,点击画笔，在出现的窗口中点击Draw然后在系统布局区合适的位置点击一下即可；在Display Variable-Numbershipped中选择Icon,点击画笔，选择合适的颜色及形状，点击Draw，在名字Numbershipped之下点一下即出现相应的图标,最后在Displa

15、y Variable-Numbershipped窗口点击对号即可。4、进行细节设计：1）Part细节设计如图：Widget ： passive型，说明零部件是被动进入系统的。Machine细节设计如图：（1）Weigh:sigle型，每次只能称重一个，周期时间是5.0，输入规则：PULL from Widget out of WORLD，输出规则：PUSH to Qwash；（2）Wash ：数量1，优先级最低，single型，周期时间4.0，输入规则：PULL from Qwash，输出规则：PUSH to QProduce，故障New Breakdown，时间间隔服从分布：UNIFORM

16、(100,300)，维修时间服从分布：TRIANGLE (30,60,120)；（3）Produce:数量1，优先级最低，single型，周期时间3.0，输入规则：PULL from QProduce，输出规则：PUSH to Conveyor001 at Rear；（4）Pack ： 数量是1，优先级最低，Batch型，最小批量2，持续时间7.0，输入规则：PULL from Conveyor001 at Front，输出规则：PUSH to SHIP；3）Conveyor细节设计：Conveyor001 ： 数量1,优先级最低，类型为Indexed Queuing,长度40，最大容量40，

17、移位时间1.0；4）Buffer细节设计：（1）QWash缓冲区 ：数量1，容量1000，输入rear,延迟none，输出first, Weigh 供应QWash，QWash供应Wash；（2）QProduce缓冲区 ：数量1，容量1000，输入rear,延迟none，输出first, Wash供应QProduce，QProduce供应Produce；5）Labor细节设计：Technician ：个数1，一直可用，时间容限0.0；6）Variable细节设计：NumberShipped：Integer型，数量1。5、运行1440分钟，进行仿真结果的分析。1） 从上图可以看出，在模型运行了14

18、40分钟后，总共输入零部件289个，输出零部件242个,Sigma率为6。 从上图可以看出，Weigh机器满负荷运转，Wash机器的繁忙率处于第二，为70.56%，Produce机器的繁忙率为52.92%，Pack机器的繁忙率为58.82%，机器出现故障的概率为25.35%，机器包装等待概率为24.72%。 由上图可以看出，QWash缓冲区储存的货物有288个，运送出去的货物有255个，平均储存量为11.64；QPruduce缓冲区储存的货物有254个，运送出去的货物有254个，平均储存量为0。由上图可以看出，Technician的繁忙程度为84.17%,空间时间为15.83%。由上图可以看出，输送链的损坏率为0，输送链上总共运出254个零部件，排队率为60.97%。6、根据仿真结果的描述，尝试进行优化。 1)机器的故障率有些高，可以采用提高机器性能的方法来减小机器的故障， 从而提高效率。 2)缩短Pack机器的持续时间可以提高输出零件的个数。 3）可以安排多名技术工人来进行操作，将包装和修理机器的工作分开。四、实验思考题1、 Witness系统有哪几个主菜单项?答：Witness系统包括九个菜单项，分别是：File(文件)、Edit(编辑)、View(显示)、Mod