Flexsim离散系统仿真软件介绍与实验.ppt

1、Flexsim软件介绍,2,主要内容,一、Flexsim软件简介 二、Flexsim建模的基本概念 三、Flexsim软件的使用步骤 四、Flexsim软件应用实例,一、Flexsim软件简介,1、什么是Flexsim？ 2、Flexsim系统仿真软件概况 3、Flexsim特点 4、 Flexsim应用,3,1、什么是Flexsim？,Flexsim是一个强有力的分析工具，可帮助工程师和设计人员在系统设计和运作中做出智能决策。采用Flexsim，可以建立一个真实系统的3D计算机模型，然后用比在真实系统上更短的时间或者更低的成本来研究系统。,4,2、Flexsim系统仿真软件概况,Flexsi

2、m 是PC Base的数字虚拟企业的仿真系统，来建立各种经营、管理、制造等模型，并且可在微软公司的Windows 2000、Windows XP、及Vista 等不同作业平台上执行的全窗口化3D专业仿真软件。 Flexsim是新一代的面向对象的仿真建模工具，它是迄今为止世界上唯一一个在图形建模环境中集成C+IDE和编译器的仿真软件。 在这个软件环境，C+不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。,5,3、Flexsim特点,Flexsim具有离散型和连续型的混合建模功能。 Flexsim提供平面与三维建模窗口，可以直接将AutoCAD的平面布置图导入建模窗口。 Flexsim提供

3、的部件具有相当的柔韧性。 Flexsim用拖放图形方法建立模型，Flexsim提供有固定类部件库，执行类部件库，流体类部件库，以及用户部件库。 Flexsim具有完全的C+面向对象(object-oriented)性。 Flexsim所有模型均建立和运行于耀眼的彩色3D中 ，采用了与先进的视频游戏相同的虚拟现实技。,6,4、Flexsim的应用,1、使用Flexsim可解决的3个基本问题 （1）服务问题 - 要求以最高满意度和最低可能成本来处理用户及其需求。 （2）制造问题- 要求以最低可能成本在适当的时间制造适当产品。 （3）物流问题- 要求以最低可能成本在适当的时间，适当的地点，获得适当的

4、产品。,7,2、主要的应用领域,（1）制造业：半导体芯片制造、肉食包装工厂中的牛肉处理、钢铁制造、果酱成品的罐装、标签、包装、发货、电子器件制造； （2）仓储和配送：港口集装箱船只的装卸、配送中心操作、订单取货、传输带系统和布局、物流货架、传送带和堆垛机。 （3）运输：高速路交界处的交通流、火车站中人群和列车的移动、 国际边防路口的交通堵塞。 （4）其他：矿石开采和加工、参观者在娱乐场所的活动、喷气式飞机引擎的拆卸、翻新和更换、医院中病人和食物的处理、银行处理中心中支票的处理。,8,9,1、Flexsim软件主窗口布局 2、Flexsim仿真模型的基本组成,二、Flexsim建模的基本概念,1

5、0,1、Flexsim软件主窗口布局,Flexsim软件主窗口由下面五部分构成 菜单 工具栏 对象库 模型视图 仿真控制栏,11,工具栏,工具栏中常用到的按钮包括 ToolBox：编辑全局表格/变量 Commands：Flexsim命令帮助 Tree：打开模型树 Ortho：打开模型正投影视图 Persp：打开模型透视图,12,2、Flexsim仿真模型的基本组成,（1）对象（Objects） Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模 （2）连接（Connections） Flexsim中通过对象之间的连接定义模型的流程 （3）方法（Methods） 对象中的方法定义了模型中各对象所需要

6、完成的作业,13,（1）对象与继承,Flexsim采用面向对象的技术 大部分Flexsim对象都是FixedResource或TaskExecutor对象的子对象 子对象拥有其父对象所有的接口和相应的功能 用户相对比较容易很快掌握子对象的使用,14,Flexsim家族树,15,Flexsim的对象库,16,对象分类,资源类（Fixed Resources） Source, Queue, Processor, Sink, Combiner, Separator, MultiProcessor, Conveyor, MergeSort, FlowNode, Rack, and Reservoir

7、执行类（TaskExecuter） Dispatcher, Operator, Transporter, Elevator, Robot, Crane, ASRSvehicle 网络类（Node） NetworkNode, TrafficControl 图示类（Visual Object） VisualTool, Recorder,17,资源类对象,Fixed Resource类对象一般是仿真模型中的主干对象 此类对象决定了模型的流程,18,执行类对象,Task Executer对象可从Fixed Resource对象中获取并执行任务，如物料搬运或生产操作等。 一个Task Executer对

8、象可以向其他Task Executor对象指派任务，或者管理模型中所有的Task Executers对象。 Task Executers对象不参与模型中的流程指派。,19,网络类对象,NetworkNode对象一般用来设定Task Executor对象的行动路线,20,图示类对象,图示类对象可用在仿真模型中显示各种信息、标识、图片或图表等 VisualTool和Recorder对象可用来提高仿真模型的直观感，同时可用来实时显示和搜集模型的输出数据,21,迁移实体（Flowitem）,迁移实体指模型中存在迁移的对象 迁移实体可用来表示生产或服务中的原料、产品或产品集，如零件、部件、托盘、容器等；

9、也可以是任务执行者 迁移实体可点击工具栏按钮Flowitem定义 可对每个迁移实体定义对象类别（Itemtype）,22,（2）连接与端口,Flexsim模型中的对象之间是通过端口来连接的 三种类型的端口 输入端口（input ports） Fixed Resource之间的连接 输出端口（output ports） Fixed Resource之间的连接 中心端口（center ports） 连接Task Executer和Fixed Resource,23,“s”连接,按下 “s”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 “s”连接仅用于中心端口之间的连接（即连接Task Ex

10、ecuter和Fixed Resource ） “s”连接用“w”取消（按下 “w”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者）,24,“a”连接,按下 “a”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 “a”连接用于除中心端口之外的所有其他的连接 “a”连接用“q”取消,25,（3）方法（Method）,方法是用来完成一项任务的一系列规则集 好的方法应是可以重复使用的 Flexsim采用一系列方法集来完成所建模型的作业,26,Flexsim建模方法集,Arrival Method Determines how and when FlowItems Enter the mo

11、del Trigger Method Determines what, where, and when to assign information to FlowItems Flow Method Determines how, where, and when to move FlowItems through the model Navigation Method Model navigation, and fly through FlowItem Bin Method Defines the FlowItem Characteristics TaskExecuter Move Method

12、 Dertermins who, and how FlowItems move from one FixedResource to another,27,三、 Flexsim建模的基本步骤,构建模型布局 定义物流流程 编辑对象参数 编译运行仿真 分析仿真结果,28,步骤1. 构建模型布局,将仿真所需要的对象模型从对象库中拖拽到仿真视图窗口中的适当位置,29,步骤2. 定义物流流程,根据连接类型，按下“a”或“s”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者,30,步骤2. 定义物流流程 （续1）,连接两个对象端口所需按键 “a”键 用来将对象1的输出端口连接到对象2的输入端口上 “q”

13、键 用来取消对象1的输出端口与对象2的输入端口之间的连接 “s”键 用来连接对象1与对象2的中心端口 “w”键 用来取消对象1与对象2的中心端口的连接,31,步骤2. 定义物流流程 （续2）,各类端口连接的显示位置 输出端口显示在对象的右上角 输入端口显示在对象的左上角 中心端口显示在对象底部中心,32,步骤2. 定义物流流程 （续3）,察看对象的端口连接 对象属性窗口General选项卡 可调整端口的编号顺序,33,步骤3. 编辑对象参数,双击对象可以打开对象的参数对话框,34,步骤3. 编辑对象参数 （续）,点击对象窗口左下角“Properties”按钮可调出对象属性对话框 对象属性对话框

14、中包括 图形（Visual） 常规（General） 标签（Labels） 统计（Statistics）,35,步骤4. 编译运行仿真,编译模型 重置模型 控制动画速度 运行仿真,36,步骤5. 分析仿真结果,仿真之前通过菜单Stats / Stats Collecting选择统计对象 仿真时在对象属性对话框Statistics选项卡中可实时察看相应对象的统计数据和图表 点击Stats下的Standard Report或State Report可生成标准统计报告和状态统计报告,37,三、开发实例训练,38,实例1：简单仿真模型的建立,生产线同时生产三种产品，然后被送到监测车间的缓存区。检测车间

15、有三台监测系统分别对这三种产品进行检测后，通过各自的传送带将产品运输出去,39,模型描述,产品到达检测车间的时间服从均值为20，方差为2的正态分布 到达检测车间的产品类别（1, 2, 3）服从均匀分布 缓存区容量为25件产品 传送带传输速度为1m/s,40,步骤1：构建模型布局,从对象库中拖放所需的对象到建模视图中,41,步骤2. 定义物流流程,按住A键，同时用鼠标左键点击Source对象并且按住鼠标左键不放，然后拖动鼠标至Queue对象。此时会出现一条黄线连接Source 和Queue对象。然后松开鼠标左键，黄线将变成一条黑线，表示Source对象和Queue对象的端口已经连接上。 如上所述

16、，分别连接Queue到Processor，Processor到Conveyor，以及Conveyor到Sink的连线。,42,步骤2. 定义物流流程（续）,43,步骤3. 编辑对象参数,定义产品的流出 设置缓存区参数 设置检测设备参数,44,定义产品的流出,双击Source对象，打开其参数对话框,45,修改产品流出间隔时间（1）,从Inter-Arrival time 下拉框中选择Normal Distribution,46,修改产品流出间隔时间（2）,修改选项的默认参数 点击Template按钮 修改其中的棕褐色的参数值：将10改为20,47,指派产品不同的型号和颜色（1）,选择Source

17、 Triggers选项卡， 在 OnCreation下拉框中选择Set Itemtype and Color来改变产品类型和颜色,48,指派产品不同的型号和颜色（2）,选中选项后，点击Template 按钮，确定参数如图所示后，点击Apply和Ok按钮，关闭Source对象的参数对话框。,49,设置缓存区容量,双击Queue，其参数对话框将会出现 将Maximum Content 对应值改为 25. 点击Apply确认,50,设置缓存区产品流选项,转到Flow选项卡，在 “Output” 框中, 选择 “Send To Port” 下拉框中的“By Itemtype (direct)” 选项

18、依次点击Apply和OK按钮，关闭Queue对象的参数对话框,51,设置检测设备检测时间,双击第一个Processor对象 在参数对话框“Process Time” 下拉框中选择 “Exponential Distribution”选项 将参数由默认值10改为30 同样设置其他两个Processor对象,52,步骤4. 编译运行仿真,编译模型 重置模型 运行仿真,53,步骤5. 观察仿真结果,现在模型视图处于由上到下的垂直投影图中，该投影图在建模时经常使用，若在模型显示方面经常使用透视图。 选择工具栏中的Persp按钮可打开一个新的透视图,54,仿真透视图显示,55,仿真统计结果的简单查看（1

19、）,打开模型视图窗口上的Setting菜单 取消选中“Hide Names”,56,仿真统计结果的简单查看（2）,鼠标右键单击对象，从弹出菜单选择property，然后从属性对话框中选择Statistics选项卡 Statistics选项卡中里面又包括General, State, Content, Staytime四个子选项卡 General和State选项卡中可以动态显示对象状态的变化情况 Content和Staytime选项卡缺省下不能显示对象的动态变化情况,57,仿真模型文件的保存,仿真文件编写过程中要注意经常保存仿真文件 第一次保存 主窗口File菜单Save Model As 保存

20、修改 主窗口File菜单Save ,58,实例2：统计信息的查看与显示,打开已保存的例1的模型文件 另存为Example2.fsm,59,选取进行统计对象（1）,按住Ctrl键，选中三个Processor对象，这时候所选中的对象外面出现一红色方框,60,选取进行统计对象（2）,点击主窗口菜单Stats / Stats Collecting / Selected Objects On选择所选中对象为统计对象 进行统计的对象外面出现绿色方框 按住Shift键点击模型视图的空白区域，可取消所有对象的选定（红色方框）,61,添加Recorder对象,拖放3个Recorder对象至建模视图中,62,修改

21、Recorder对象视图参数,打开透视图 依次打开Recorder的属性对话框，修改Visual选项卡中的Z为8, SX, SY均修改为6，SX修改为90，并视情况调整,63,修改Recorder对象图示参数,双击第一个Recorder对象，打开参数对话框 点击按钮“Data Capture Settings”，修改 Type of Data为Standard Data Object Name为Processor 1 Data to capture为Staytime 点击“Next”按钮返回到Recorder对象的参数对话框,64,修改Recorder对象表头,点击“Display Optio

22、ns”按钮 修改Graph Title为Staytime of Processor 1 修改坐标轴参数 Lower Bound改为0 Upper Bound改为20 Divisions改为10 点击按钮“Done”退出参数设置 依次修改其它两个Recorder对象的参数,65,保存，编译，重置，运行,66,实例3：TaskExecuter的应用,在例1的基础上，2个检测员参与到了产品的检测中 检测员的任务是从缓冲区取出产品，并安装到相应的监测系统中，安装时间为10秒 传送带末端的产品由叉车送出,67,修改仿真模型,打开例1的仿真模型文件，另存为Example3.fsm 修改仿真模型如图,68,创建“s”连接,按住“s”将Dispatcher对象分别与第一个Queue对象和三个Process对象连接起来 同样连接第二个Queue对象与叉车对象,69,连接Dispatcher与Operator,按住“a”连接Dispatcher对象的输出端口和两个Operator对象的输入端口,70,修改缓冲区参数,打开第一个Queue的参数窗口 在Flow选项卡中选中“Use Transport” 同样修