Enterprise Dynamics 物流仿真软件案例3 运输系统

1、第一节 案例学习传输系统一、介绍通常，确定一个由许多车辆组成的传输系统的传输能力是很难的。根据一些参数，例如车辆运行的优先权、操作时间等，来进行简单的计算几乎是不可能的。尽管如此，没有一家公司希望看到扩充性的计划执行后，确在未来得不到满足。因此，仿真就变得尤为有用，它让未来的使用者确信自己的投资会实实在在第得到效益。二、情景描述Conveyor switch 4Conveyor Conveyor switch 4Conveyor switch 3Machine 1Machine 2Machine 3Machine 4Machine 5WarehouseConveyor switch 1Conv

2、eyor switch 2图1-1 系统统图这个系统由4条条边传送带和一个长50米的主传送带组成，主传送带连接接machiine 1和和warehhouse。所所有的产品流流都是从maachinees（服务端端）开始，通通过传送带到到达wareehousee。有macchiness生产的产品品是箱子的形形状，产品长长宽都是500cm。虽然然主要传送带带组成一个整整体，但它由由5个部分组成成，您需要注注意：除了传传送带系统的的第一个部分分是从macchine 1到swiitch 11、最后一个个部分是从sswitchh 4到waarehouuse的，其其他三个部分分均是从上一一个swittch到

3、下一一个swittch。这五五个部分的传传送带均为10米长，而四个边边传送带均为5米长，并且所有有传输带的传传输速度都是是1米/秒。当主传送带上传传送的箱子和和边传送带传传送的箱子同同时到达时，在主传送带上运输的箱子的优先权高于边传送带。当边传送带出现箱子时，电子眼就会测量边传送带上的箱子和主传送带上箱子间的距离是否至少为1米。如果是的话，主传送带开关（switch）前方1米处会举起一个挡板。边传送带上的箱子被传送至主传送带上，这个动作的时间被称为处理时间，不同传送带的处理时间不同。与此同时，主传送带上传送过来的箱子就会被挡在挡板前面。这个过程完成以后，挡板被抽走，传送带上的箱子继续传送至下一

4、个目的地。第一、二、三和和四个传送带带开关（swwitch）的的每个箱子的的处理时间分别别等于2、22、10、55秒。因为前前两个传送带带开关是新设设备，技术先先进，所以处处理时间短一一些。机器供应商说机机器（macchine）一一分钟最多生生产8个箱子子，一般来说说，一分钟平平均生产4个个箱子。这就就意味着，平平均生产每个个箱子需要花花费15秒钟钟。由于小偏偏差的存在，生生产时间可能能会存在1秒秒左右的时间间偏差，符合合从14.55秒到15.5秒的一个个均匀分布。公司不知道机器器是否能平均均4秒钟生产产一个箱子，并并且在这样的的机器设置下下，这个系统统会不会产生生拥挤。我们们这样定义拥拥挤：

5、至少一一条传送带上上全是箱子，使使得机器（mmachinne）停止生生产。公司还还想知道通常常这种拥挤会会发生在那个个地方。三、任务1、进行事前的的估算，或者者说评估传输输系统的传输输能力，假设设每个机器的的生产能力是是一样的。预预计系统在哪哪里发生第一一次拥挤？2、建一个名为为transsport11.Mod的仿真真，试验下机机器每4秒生生产一个箱子子是否可能。再再建一个名为为transsport22. modd的仿真，测测试所有机器器生产能力都都一致的情况况下，系统最最大运输能力力能达到多大大？3、建一个名为为transsport33. modd的仿真，通通过不段调整整每台机器的的生产能力

6、来来观察整个系系统的生产量量会不会增长长。但需要注注意的是，每每台机器最高高至能每分钟钟生产8个箱箱子。4、对于改进这这个系统，你你有什么建议议？提高传送送带的速度是是否能提高整整个系统的生生产量？第二节 ED仿仿真建议ED提供了好几几种在上一节节中提到的建建模方式。当当然如果您有有更好的建模模方法，不妨妨试一试。我们这里建模，将将传送带分为为不同的部分分，如下图22-1所示。图图中的数字代代表不同部分分的长度。图2-1 传输输系统部分组组成图这个方法的优点点在于不再需需要测量箱子子和新加入点点的距离。当当一个箱子今今日1米那个部分分，其他箱子子则不能从边边传送带传送送到主传送带带上。一旦11

7、米那个部分分是空闲的，箱箱子则可以从从边传送带传传送至住传送送带。当一个个箱子到达时时，另外一个个箱子则不能能进入1米那个部分分。在ED软软件中传送带带开关（swwitch）由由机器代替。因因此，箱子看看上去像是离离开了传送带带，但实际上上不是这样，因因为模型只是是一个现实的的代表。用4DScriipt命令OOpeninnput、CCloseiinput、OOpenouutput和和Closeeoutpuut，你可以以调整打开关关闭原子输入入输出的频次次。记住，这这样一来原子子的参数将被被覆盖。当你你想打开原子子的进入时，使使用命令Clloseinnput，任任何产品将进进入不了原子子。第三节

8、 样例传输系统统一、任务一这个仿真需要确确定的是这个个传输系统可可能达到的最最大运输能力力，尽管这个个仿真是假设设每个机器的的生产能力都都一样，每个个机器的生产产能力可以各各尽不同。传传送带的速度度不同也将影影响系统的处处理效率。下图中的方形框框标示传输系系统：图3-1 传输输系统图传输系统最大物物料流超不过过每小时24400个箱子子，很显然，机机器是不能符符合这个数字字的。然后，潜潜在的处理能能力可能会大大一些，也可可能少一些。假设没有技术限限制条件的话话，传送带的的速度为1米米/秒，箱子子长为50厘厘米，如果机机器1（maachinee1）一秒钟钟生产2个箱箱子的话，一一分钟内就能能传送1

9、200个箱子。不不过这只是一一个计算演练练，没有实际际价值。这里的处理能力力被约束限定定为传送带处处理时间。毕毕竟，如果一一个箱子从边边传送带传送送带主传送带带上需要花费费10秒钟的的话，机器的的生产时间一一定会超过110秒，这是是边传送带无无论如何都会会堵塞。4个边传送带的的处理时间分分别为2、22、10、55秒，必然地地，边传送带带带1分钟内内最多能处理理30、300、6、122个箱子。传传送带的速度度为1米/秒，因因为箱子长550厘米，所所以传送带的的速度不是一一个现在条件件，这样1秒秒钟可以传输输2个箱子。在这个案例中，当当机器3每分分钟生产5或或6个箱子的的话，连接机机器3的边传传送

10、带将会拥拥挤，主传送送带运输优先先权高于边传传送带通常会会引起边传送送带的堵塞，这这样的情况一一般很难计算算。如果边传送带33的开关（sswitchh 3）是这这个系统物料料流的限制因因素。那这个个系统最大处处理能力只能能达到每分钟钟1800个个，实际能力力可能会比这这个更小。假设个机器生产产能力不同，44个边传送带带每分钟分别别能处理300、30、66、12个箱箱子，因此整整个系统1分分钟内能处理理78个箱子子，再加上机机器1生产的的箱子，最大大物料流已经经远远超过我我们之前算的的2400个个了。二、任务二至任任务四1、 步骤一：问题规划及及目的在上面的学习中中，系统的概概括已大概描描述出来

11、了，但但是公司具体体背景没有被被考虑进去。这个案例学习的的目的主要是是看这个系统统是否能平均均一分钟处理理4个箱子。另另外，我们希希望能仔细观观察系统处理理过程，了解解不同因素导导致系统最大大处理能力的的变化。这个案例中，置置信区间没有有被主要考虑虑，我们只要要在每个情况况下观察堵塞塞的情况，不不断的去改变变一些条件，找找到系统能力力边缘。学习这个案例的的目的，在于于看看每台机机器生产能力力相同和不相相同的情况下下，系统最大大处理能力能能够达到多少少。2、步骤二：建建模建模的核心是要要找到系统布布局，这个我我们已经在前前面的系统描描述中大概弄弄清楚了。Conveyor switchConvey

12、or switch 4Conveyor switch 3Machine 1Machine 2Machine 3Machine 4Machine 5WarehouseConveyor switch 1Conveyor switch 2（1）系统描述述5个机器产生箱箱子，用传送送带传送。主主传送带连接接机器1和仓仓库，连同另另外4个边传传送带，所有有传送带的速速度都是1米米/秒。箱子子有机器生产产处理，由各各个传送带传传送到仓库。主传送带上的箱箱子优先权高高于边传送带带上的箱子。所有定量的数据据包括传送带带各部分长度度和处理时间间等都陈列在在下表3-11中：Conveyoor secctionLe

13、ngthConveyoor swiitchProcessstimeMain coonveyoor secction 1 Main coonveyoor secction 2Main coonveyoor secction 3Main coonveyoor secction 4Main coonveyoor secction 5 Side coonveyoors10 m10 m10 m10 m10 m 5 mFrom siide coonveyoor macchine 2From siide coonveyoor macchine 3From siide coonveyoor macchine

14、3From siide coonveyoor macchine 4 2 secc 2 secc10 sec 5 secc表3-1 量化化数据表（2）数据收集集所有必要的信息息，例如速度度、处理时间间、生产时间间等都是需要要关注的数据据。正常来说，数据据收集通常始始于时间计数数，并且时间间需要被转换换成分布和参参数。（3）系统的模模型表达系统最小的元素素是箱子，箱子子长50厘米米。传送带速速度为1米/秒。一一般箱子尝试试的时间间隔隔从5秒到220秒不等，这这个由机器的设置置决定。而时时钟秒则是仿仿真运行的最最小时间单位位，所有，所所有参数都是是以秒来定义义的。到达形式：产品品到达时间间间隔也是模

15、型型需要定义的的一个参数，一一般符合均匀匀分布，变化化区间大概为为1秒钟。最最初，产品到到达时间间隔隔大概为155秒，这样产产品到达时间间间隔就会服服从均匀分布布U（14.5,15.5）。假如如每分钟生产产6个箱子，那那产品到达时时间间隔符合合均匀分布UU（9.5,10.5）。传送带：所以的的传送带长度度都如图2-1所示，平平均速度为11米/秒。因因此发生堵塞塞的话，箱子子之间的距离离就会变短。处理操作：这个个操作只对边边传送带传送送过来的箱子子有用。仓库（wareehousee）：这个模型只只有一个缓冲冲区：仓库（wwarehoouse），仿仿真模型所以以的箱子都会会进入这个点点，仓库的能能

16、力设为1000,0000（4）从建模到到程序在这个模型的建建立中，我们们用的的是标标准原子的方方法，而不用用4DScrript编程程语言。这个个案例相对应应的程序名字字叫做traansporrt. mood，通过将将这个程序导导入到ED软软件中去，我我们可以看到到这个模型是是怎么建立的的。这个模型型和我们在11-1节中讲讲到的系统概概括是一样的的。在ED软软件中，传送送带用名字“Accummulatiing Coonveyoors”命名。处理理操作将由服服务器元素（SSever elemeent）代表表。您需要特特别注意，主主传送带上的的1米范围内阻阻挡箱子的模模型是如何建建立的。3、步骤三：

17、有有效性验证模型编译，只是是会检查程序序的输入或计计算错误，通通过动画模拟拟，我们就能能密切关注传传送带功能：传送带拥挤挤时，箱子累累积；主传送送带和边传送送带传输货物物的优先权不不同。4、步骤四：试试验设计我们需要关注这这个系统什么么时候会发生拥挤，相相对与其他案案例来说，置置信区间不被被考虑。同时时，在上面的的部分我们提提到，秒钟时时这个仿真用用到的最小单单位。但是实实际应用中，我我们用一个标标准的时间单单位会比较方方便。命令hhr（a）可可以将a这个个时间自动转转换为秒，例例如hr（11）就是36600秒。通过一些测试，模模型运行时间间最好为4个个小时。不过过，这个案例例运行一次就就足够

18、观察结结果了。根据据这个试验的的目的来分析析，预热期是是没有必要的的，因为过一一小段时间以以后，这个系系统就会发生生拥挤。5、 选择哪个个案例？ScenariiosMachinee 1Machinee2Machinee 3Machinee 4Machinee 5scenariio 1boxes pp/miat (inn sec) 4 15 4 15 4 15 4 15 4 15scenariio 2boxes pp/miat (inn sec) 5 12 5 12 5 12 5 12 5 12scenariio 3boxes pp/miat (inn sec) 8 7 8 7 4 15 8 7

19、 8 7表3-2：案例例选择（iaat是以秒为为计数的到达达时间间隔）经理们一版都会会选择方案一一，而方案二二每台机器生生产能力一样样时，系统能能达到最大处处理能力的策策略。方案三三中的每台机机器都达到了了最大生产能能力，除了第第三台，因为为每当第三台台机器的生产产能力接近每每分钟5个箱箱子时，边传传送带就会发发生拥挤堵塞塞，所以这个个方案中第三三台机器的生生产能力只有有每分钟4个个箱子。6、步骤五：输输出结果分析析所有方案都是在在测试，这个个系统是否能能传送这些货货物且不发生生拥挤？上面面3个方案，貌貌似只有第一一个可行，第第二个和第三三个都会发生生拥挤。第一个方案中，平平均物料流为为一小时

20、12200个箱子子，第二个和和第三个方案案中每小时分分别能运输11500个和和2160个个箱子。我们们之前算过，每每小时系统能能最多运输22400个箱箱子。由于sswitchh3的处理时时间为10秒秒钟，所以边边传送带一分分钟最多只能能传输6个箱箱子，因此，理理论上这个系系统每小时最最多能传输22250个箱箱子。7、 步骤六：结论及评价价这个系统的每台台机器每小时时处理4个箱箱子是完全可可能的，每小小时处理5个个箱子也有可可能，但是如如果数量再多多一点的话，系系统就会拥挤挤。假设每台机器生生产量不一样样的话，这个个系统每小时时最多能传输输2160个个箱子。如果果将边传送带带3和4的处处理时间减

21、小小到2秒，系系统的最大处处理能力能提提高。或者把把边传送带33和4放在边边传送带1和和2的前面，这这样处理时间间长的传送带带离目的地远远一些，这样样也能提高系系统的处理能能力。在不同同方案测试中中，我们可以以发现改变传传输带的运输输速度是没有有什么帮助的的，因为影响响系统效率的的是不同边传传送带之间的的关系，而不不是他们的运运行速度。第四节 模型解解释在这节中，我们们 要继续学学习这个案例例，更多的建建议将会给出出。一、问题我们可以看到不不同传送带的的优先权对系系统效率有影影响，因此我我们尝试一下下两者不同的的优先权策略略：主传送带的优先先权高于边传传送带；一旦有箱子进入入主传送带，箱箱子就

22、必须在在传送带开关关前1米处等待。因此，这里有两两个汇合处附附近的点可以以坐位箱子的的等待处，如如下图，有一一个点在主传传送带和边传传送带汇合处处前一米的位置上上，第二个点点在边传送带带与主传送带带的汇合处。图4-1 汇合合处点图如果传送带开关关处如果没有有箱子的话，主主传送带上的的箱子就可以以通过点1，如如果主传送带带上点1到传传送带开关处处，这个1米米区域内，没没有箱子的话话，边传送带带上的箱子就就可以通过点点2。因此，这个1米米距离区域可可以被单独地地建模，这样样你就可以很很容易地判断断在这个原则则空间内是否否有箱子，传传送带开关最最好也以一个个单独的原子子来建模。当然，如果不建建1米距

23、离的区区域，我们就就需要去计算算传送带上箱箱子的精确位位置，这样就就需要用到44DScriipt的命令令xloc（aa）。这个命命令显示箱子子进入的原子子在x轴上的的坐标值。如如果箱子需要要在汇合处外外1秒钟运行行的距离等待待，那么所有有箱子的运行行速度就会改改变，按这个个方法也可以以解决我们的的问题。二、原子间的联联系完整的模型如下下图4-2所所展示，我们们用5个源（ssourcee）来代表55个机器，这这5个源产生生箱子的概率率符合均匀分分布。处理时时间用有确定定时间的服务务（servver）来表表示。这个系系统由累计的的传送带组成成。图4-2 传输输系统模型界界面图这个案例中一共共有四个汇合合处，因此这这四个汇合处处的建模方法法类似。图44-3把每个个汇合处清晰晰地表达出来来了