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。 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 机器组别 相继工序平均服务时间(minute) 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(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。
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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22
货架1 货架3 货架2
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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,且由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。由于四种原料经过不同之后要到货架储存,由题可知,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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