一.多产品多阶段制造系统仿真与分析（7题） 第一大题题目1（第1题） 1.1.1问题描述
有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有3，2，4，3，1台相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成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（每天按8 小时计算），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。 1.1.2系统数据
三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为50，30，75分钟的指数分布。
三种原料的工艺路线如表1.1 所示。第1种原料在机器组3、1、2、5加工，在机器组3、1、2、5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、5、1、4、3加工，在机器组2、5、1、4、3加工的平均时间分别为72、15、42、54、60，如表1.1所示。
表1.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 1 2 3 机器组别 3,1,2,5 4,1,3 2,5,1,4,3 相继工序平均服务时间（minute） 30,36,51,30 66,48,45 72,15,42,54,60 如果一种原料达到车间时，发现该组机器全部正在工作状态，该原料就在该组机器处服从先进先出FIFO（FIRST IN FIRST OUT）规则的队列排序。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1.1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。 第一大题题目2（第2题） 1.2.1问题描述
有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有4，3，4，2，2台相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成3、3和4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（每天按8 小时计算），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。 1.2.2系统数据
三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为55，35，70分钟的正态分布。
三种原料的工艺路线如表2.1 所示。第1种原料在机器组3、5、1加工，在机器组3、5、1加工的平均时间分别为30、36、51；第2种原料在机器组4、3、2加工，在机器组4、3、2加工的平均时间分别为66、48、45；第3种原料在机器组2、1、5、4加工，在机器组2、1、5、4加工的平均时间分别为72、15、42、54，如表2.1所示。
表2.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 1
机器组别 3,5,1 相继工序平均服务时间（minute） 30,36,51 1
2 3 4,3,2 2,1,5,4 66,48,45 72,15,42,54 如果一种原料达到车间时，发现该组机器全部处于工作状态，该原料就在该组机器处服从先进先出FIFO（FIRST IN FIRST OUT）规则的队列排序。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2.1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。 第一大题题目3（第3题） 1.3.1问题描述
有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有3，4，2，2，2台相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成5、4和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（每天按8 小时计算），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。 1.3.2系统数据
三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为45，25，70分钟的指数分布。
三种原料的工艺路线如表3.1 所示。第1种原料首先在第3组机器上加工，然后再第1组、再在第5组机器上加工，然后在第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、5、2、4加工，在机器组3、1、5、2、4加工的平均时间分别为32、35、50、30、38；第2种原料在机器组2、5、1、3加工，在机器组2、5、1、3加工的平均时间分别为66、48、45、50；第3种原料在机器组4、3、2加工，在机器组4、3、2加工的平均时间分别为72、15、42，如下表所示。
表3.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 1 2 3 机器组别 3,1,5,2,4 2,5,1,3 4,3,2 相继工序平均服务时间（minute） 32,35,50,30,38 66,48,45,50 72,15,42 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（FIRST IN FIRST OUT）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11.1中的第2类原料，它的第一道工序是在第2组机器上加工，加工时间服从66的Erlang分布。 第一大题题目4（第4题） 1.4.1问题描述
有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有3，3，2，4，1台相同的机器。这个车间需要加工两种原料，两种原料分别要求完成5，5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（每天按8 小时计算），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。 1.4.2系统数据
两种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为50，30分钟的正态分布。
2
两种原料的工艺路线如表4.1 所示。第1种原料首先在第4组机器上加工，然后在第2组、再在第1组机器上加工，接着在第3组机器上加工，最后在第5组机器上完成最后工序。第1种原料在机器组4、2、1、3、5加工，在机器组4、2、1、3、5加工的平均时间分别为30、36、51、30、40；第2种原料在机器组2、3、1、4、5加工，在机器组2、3、1、4、5加工的平均时间分别为66、48、45、45、50；如下表所示。
表4.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 1 2 机器组别 4、2、1、3、5 2、3、1、4、5 相继工序平均服务时间（minute） 30、36、51、30、40 66、48、45、45、50 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（FIRST IN FIRST OUT）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4.1中的第2类原料，它的第一道工序是在第2组机器上加工，加工时间服从66的Erlang分布。 第一大题题目5（第5题） 1.5.1问题描述
有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有4，2，3，3，2台相同的机器。这个车间需要加工两种原料，两种原料分别要求完成5，5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（每天按8 小时计算），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。 1.5.2系统数据
两种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为40，45分钟的指数分布。
两种原料的工艺路线如表5.1 所示。第1种原料首先在第1组机器上加工，然后在第3组、再在第4组机器上加工，接着在第2组机器上加工，最后在第5组机器上完成最后工序。第1种原料在机器组1、3、4、2、5加工，在机器组1、3、4、2、5加工的平均时间分别为32、34、48、32、43；第2种原料在机器组4、2、5、1、3加工，在机器组4、2、5、1、3加工的平均时间分别为60、45、48、47、48；如下表所示。
表5.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 1 2 机器组别 1、3、4、2、5 4、2、5、1、3 相继工序平均服务时间（minute） 32、34、48、32、43 60、45、48、47、48 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（FIRST IN FIRST OUT）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4.1中的第2类原料，它的第一道工序是在第2组机器上加工，加工时间服从45的Erlang分布。 第一大题题目6（第6题） 1.6.1问题描述
有一个制造车间由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
3
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（每天按8 小时计算），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。 1.6.2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6.1 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6.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 1 2 3 4 机器组别 3,1,2,4 4,1,3 2, 3 1、4、2 相继工序平均服务时间（minute） 30,36,51,30 66,48,45 72,60 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（FIRST IN FIRST OUT）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11.1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。 第一大题题目7（第7题） 1.7.1问题描述
有一个制造车间由4组机器组成，第1，2，3，4组机器分别有2，3，3，4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、3、2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（每天按8 小时计算），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。 1.7.2系统数据
四种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为40，50，75，30分钟的正态分布。 四种原料的工艺路线如表7.1 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4，1，3加工的平均时间分别为48、66、45；第3种原料在机器组3、2、1加工，在机器组3、2、1加工的平均时间分别为72、60、50，第四种原料在机器组在4、2加工，在机器组4、2加工的平均时间分别为55，42如下表所示。
表7.1 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（minute） 4
1 2 3 4 3,1,2,4 4,1,3 3,2 ,1 4、2 30,36,51,30 66,48,45 72,60,50 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（FIRST IN FIRST OUT）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11.1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。
二.单品种流水线生产系统仿真与分析（4题） 第二类题目1（第8题） 2.1.1概念定义
流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作地，并按照统一地生产速度（节拍）完成工艺作业连续的、重复的生产过程。
流水生产是把高度的对象专业化生产和劳动对象的平行移动方式有机结合起来的一种先进生产组织形式。
单品种流水线又称不变流水线，指流水线上只固定生产一种制品，要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的负荷。 2.1.2模型描述
某制造车间有5台不同的机器，加工一种产品。该种产品都要求完成7道工序，而每道工序必须在指定的机器上按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，仿真在多对象平准化中生产采用不同投产计划的工作情况。在不同投产计划组合中选出高生产效率、低流动库存方案，来减少占用资金。
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，如果有前一天没有完成的任务，第二天继续加工。 2.1.3系统数据
产品的计划投产批量方案：10，20，30
产品的计划投产间隔：10，20，30，40，50，60 仿真时间：1天（即24*60=1440min）
表2.1加工工序 工序 1 2 3 4 5 6 7 2.1.4概念模型
5
机器名称 Waterclean DSDcoat Greenfire DSDcoat TCPprintfire Laping Waterclean 平均加工时间/min 7 14 5 15 30 20 10 加工批量 5 5 5 5 10 10 5