Flexsim仿真课设实验报告.pdf

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Flexsim仿真课设实验报告

实验一 多产品多阶段指导系统仿真与分析 一、目的
通过本次上机实验，熟悉和使用Flexsim的基本操作，
并建立一个简单的模型，实现相应的功能。
二、问题描述
有一个制造车间4 组机器组成，第 1，2，3，4 组机器
分别有 3，2，4，3 台相同的机器。这个车间需要加工四种
原料，四种原料分别要求完成4、3、2、3 道工序，而每道
工序必须在指定的机器组上处理，按照事先规定好的工艺顺
序进行。
假定在保持车间逐日连续工作的条件下，对系统进行
365 天的仿真运行，计算每组机器队列中的平均产品数以及
平均等待时间。通过仿真运行，找出影响系统的瓶颈因素，
并对模型加以改进。 系统数据
四种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为 50，30，
75，40 分钟的正态分布。
四种原料的工艺路线如表 所示。 第 1 种原料首先在第 3
组机器上加工，然后在第 1 组、再在第 2 组机器上加工，最
后在第 4 组机器上完成最后工序。 第 1 种原料在机器组3、1、
2、4 加工，在机器组 3、1、2、4 加工的平均时间分别为 30、
36、51、30；第 2 种原料在机器组4、1、3 加工，在机器组
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4、1、3 加工的平均时间分别为66、48、45 ；第 3 种原料在
机器组 2、3 加工，在机器组 2、3 加工的平均时间分别为72、
60，第四种原料在机器组在1、4、2 加工，在机器组1、4、
2 加工的平均时间分别为60，55，42 如下表所示。
表 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类
型 机 器 组 别 相 继 工 序 平 均 服 务 时 间 1 3,1,2,4
30,36,51,30 2 4,1,3 66,48,45 3 2, 3 72,60 4 1、4、2 60，
55，42 如果一种原料达到车间时，发现该组机器全部忙着，
该原料就在该组机器处的一个一个服从先进现出FIFO 规则
的队列。前一天没有完成的任务，第二天继续加工，在某机
器上完成一个工序的时间服从Erlang 分布，其平均值取决
于原料的类别以及机器的组别。例如表中的第2 类原料，它
的第一道工序是在第4 组机器上加工，加工时间服从66 的
Erlang 分布。
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概念模型图：
原料 4 原料 3 原料1 原料2
暂存区1 暂存区2 暂存区3 暂存区4 处理器11 处
理器 31 处理器 21 处理器 41 处理器 32 处理器 12 处
理器 42
处理器 33 处理器 43 处理器 13 处理器 34 处理器
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货架1 货架 3 货架 2
2
三、建模过程
双击打开 flexsim 软件，出现以下界面：
点击左上角文件下方的新建图标，如下图所标示
可出现以下图示界面：
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上图左边所示实体库即为本次建模所要用到的对象，根
据问题分析得知，本次建模需要用到12 个处理器：分为
1,2,3,4 组，每组分别有 3,2,4,3 个处理器。且每一组需要
有一个暂存区与之对应，另外，该模型有四种原料，且于每
种原料的产生时间间隔分别服从不同的正态分布，如果用一
个发生器的话，不便于设置，所以选用四个不同的发生器。
于四种原料经过不同之后要到货架储存，题可知，第四组机
器、第三组机器、第二组机器都要与货架相连，第一组机器
则不用与货架相连。为了便于观察，此处选用三个货架分别
与上述三组机器相连。确定好各类机器的数量之后，接下来
便把本次建模所需的实体选好防止在界面中，具体方法是：
在左边的实体库中找到相应的实体，按住鼠标左键，把实体
拖到中间的界面中，松开鼠标即可。完成后如下图所示
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为了方便区别，接下来便要改各个实体的名称。具体方
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法是：用鼠标左键双击实体，即可弹出实体的属性界面，在
实体图标的右方的字体框中输入实体的新名称，如产生第一
种原料的发生器命名为原料1，第一组机器对应的暂存区命
名为暂存区 1，第一组对应的处理器分别命名为处理器11、
处理器 12、处理器 13。输入后，点击确认键，则名称修改
完成。
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名称逐一改好之后如下图所示
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接下来连线，于本模型所涉及的各类实体都属于同类要
素，所以都采用 A连接，具体方法是：找到要连接的两个实
体，按住 A键，点击一下输入端的实体，出现黄色框时，按
住鼠标左键，把鼠标从输入端实体拖拽到输出端实体，待输
出端实体出现黄色框时，松开，便完成了连接。 连错时，
要取消连线，取消的方法和连接相类似，只需按住 Q键，而
不是 A键，其他都和连接时一样。
该模型中，先将各组的暂存区与每组的处理器相连，即
暂存区 1 与处理器 11、处理器 12、处理器 13 分别相连，其
他各组也一样，连好之后，便开始连各个原料的线路：发生
器原料 1 与暂存区 3 相连，接下来，把第三组处理器的各个
处理器与暂存区 1 相连，然后把第一组处理器的各个处理器
与暂存区 2 相连，接着便把第二组处理器的各个处理器与暂
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存区 4 相连，最后，把第四组处理器的各个处理器与货架1
相连，这样便连好了第一组原料的线路。发生器原料2 与暂
存区4 相连，接下来，把第四组的各个处理器与暂存区1 相
连，接着把第一组的各个处理器与暂存区3 相连，最后把第
三组的各个处理器与货架2 相连，原料 2 的路线就连接完成
了。发生器原料 3 与暂存区 2 相连，接着第二组的各个处理
器与暂存区 3 相连，接下来原料三要到货架上存储，于在原
料 2 的路线中第三组的各个处理器与货架2 相连过，所以此
处就不用再给第三组的各个处理器连货架了。发生器原料4
与暂存区 1 相连，接着第一组的各个处理器与暂存区4 相连，
然后第四组的各个处理器与暂存区2 相连，最后再把第二组
的各个处理器与货架3 相连。到此，四种原料的路线都连好
了，只不过要注意的是，连接过了的实体便不用再连。各个
实体按要求连接好了之后如下图所示。
接下来便是设置各个实体的属性，首先设置各个发生器
的属性，本次模型涉及到四种原料，我们把四种原料的发生
器分别进行设置：双击所要设置的发生器，便会弹出相应的
属性框，首先按照要求设置
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原料的到达时间间隔，本模型的各个原料都服从正态分
布，点击到达时间那一栏右边的那个倒三角标号，选中统计
分布，再选中 normal选项，按要求设置均值即可，如原料1
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的到达车间的间隔时间服从均值为50 的正态分布，原料2
的到达时间间隔服从均值为30 的正态分布，原料3 服从均
值为 75 的正态分布，原料 4 服从均值为40 的正态分布。设
置界面如下图
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接着，设置各个发生器的产生的原料的类型颜色：点击
发生器属性框中的触发器，在离开触发中设置原料的颜色，
并在创建触发中设置实体的类型，颜色设置具体方法：点击
离开触发右边的加号，选中设置实体颜色选项，再选中自己
想要的颜色即可。类型设置具体方法：点击创建触发右边的
加号 ，选中设置临时实体的类型、名称或标签选项，再选
择设置临时实体类型，接下来就可以设置相应的类型了，把
原 料 1 的 设 置 为 duniform(1,1) ， 原 料 2 的 设 置 为
duniform(2,2) ，原料 3 的设置为duniform(3,3) ，原料 4 的
设置为 duniform(4,4) 。样就完成了原料的颜色和类型的设
置。
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最后，在常规中把各个发生器的颜色设置为相应原料的
颜色即可。这样就完成了发生器的各个属性的设置。
下面便对处理器的属性进行设置，首先设置各个处理器
的处理时间，于每组处理器对不同原料的处理时间不一样，
所以在设置时，我们要根据不同的 CASE值进行设置，具体
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方法是：在处理器属性框的处理器界面中，在加工时间中选
择根据不同的 CASE值设置时间，然后再根据该处理器对不
同原料的处理时间进行设置，如第一组的处理器对四种原料
的处理时间分别为36、48、0、60,其中 0 表示第一组处理器
不处理第三种原料，也就是说，第三种原料不经过第一组处
理器，另外还要把处理时间的默认值改为空。同一组的处理
器的处理时间都是一样的，其他组的处理时间设置也如上所
述。
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接下来根据每种原料的路径对各组处理器的输出进行
设置，具体方法是，首先查看处理器的输出端口，具体方法
是：在处理器的常规界面中的最下方找到端口，点击框中的
输出端口选项，在右方的框中
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便会显示出该处理器各个端口所连的实体。以第一组处
理器的处理器 11 为例，如下图
上图可知，处理器 11 的输出端口1 连的是暂存区 2，输
出端口 2 连的是暂存区 3，输出端口 4 连的是暂存区 4。接
下来便要根据处理器的输出端口以各原料的工艺路线设置
各种原料的输出端口，具体设置方法是：点击处理器属性页
面上方的临时实体流，页面跳转到临时实体流页面，在输出