物流仿真实验报告

1物流系统仿真实验报告课程名称：物流系统仿真（上机）实验项目名称：物流仿真系统学生姓名：张宁专业：物流工程学号：070209110指导老师：路静敏老师实验地点：实验室D203实验日期：2010-10-292一、实验目的和要求（一）实验目的1、掌握仿真软件Flexsim操作及应用。2、结合实际情况设计模型解决问题。（二）实验要求能够根据实际要求建立仿真模型，通过对仿真模型的运行找到实际系统的瓶颈，并通过修改模型对实际系统进行分析，最终对系统提出优化方案。二、实验内容和原理（一）原理Flexsim是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用flexsim系列仿真软件，可在计算机内建立研究对象的系统三维模型，然后对模型进行系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。Flexsim是新一代离散事件系统仿真的有效工具。软件提供了丰富的物理单元，如处理器、操作员、堆垛机、货架等，大大方便了用户的建模。Flexsim的研究对象是复杂的多目标系统。Flexsim将众多目标的不同参数组合的运行结果，输出后供分析者比较，选取较优的参数组。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，获得适当的产品。Flexsim术语1、Flexsim实体Flexsim的实体在仿真中模拟不同类型的资源。例如暂存区实体，它在仿真中扮演存储或缓冲区的角色。暂存区可以代表一队人，一个工厂中的地面堆存区，或客户服务中心的等待传叫的队列。另一个Flexsim实体的例子是处理器实体，它模拟一段延迟或处理时间。它可以代表工厂中的一台机器，一个为客户服务的银行出纳员，或者一个分检包裹的邮政员工等等。Flexsim实体可在对象库栅格面板中找到，这些实体栅格被分为几组，默认状态下显示最常用的实体。2、临时实体临时实体是那些在模型系统中移动通过的实体。临时实体可以代表零件、托盘、组装部件、纸张、集装箱、人、电话呼叫、订单，或任何移动通过你正在仿真的过程的对象。临时实体可以被加工，也可以被物料运输资源携带通过系统。在Flexsim中，临时实体产生于一个发生器实体。一旦临时实体从模型系统中通过，它们就被送至吸收器实体。3、临时实体类型3临时实体类型是置于实体上的一个标签，可以代表一个条形码、产品类型或工件号。Flexsim可通过参考临时实体类型来进行临时实体行程安排。4、端口每个Flexsim的实体都可有多个端口，端口数没有数量限制。实体通过端口与其它实体进行通信。端口有3种类型：输入、输出和中间端口。输入和输出端口在设定临时实体在模型中的流动路线时使用。例如，一个邮件分拣器，根据包裹的目的地不同，把包裹放置在几个输送机中的一个上。要在Flexsim中模拟这个过程，需要将一个处理器实体的多个输出端口连接到几个输送机实体的输入端口，这表示一旦处理器完成对临时实体的处理，将把它发送到输送机。中间端口用来建立一个实体与另一个实体的相关性。中间端口通常的应用是建立固定实体与可移动实体之间的相关关系，这些固定实体如机器、暂存区、输送机，可移动实体如操作员、叉车、起重机等。本课教程中不使用中间端口。端口的创建和连接操作方法是，按住键盘上不同字母，点击一个实体并拖动至第二个实体。如果在点击和拖动过程中按住字母“A”键，将在第一个实体上生成一个输出端口，同时在在第二个实体上生成一个输入端口，这两个新的端口将自动连接。如果按住“S”键将在这两个实体上各生成一个中间端口并连接这两个新的端口。当按住的是“Q”键或“W”键时，输入输出端口之间或中间端口之间的连接被断开，端口被删除。下表给出了用来建立和断开两类端口连接的键盘字母。输出–输入中间断开QW连接AS5、模型视图Flexsim采用3D建模环境。默认的建模视图是正投影视图窗。还可以在一个更真实的透视视图中观察模型。通常在正投影视图中建立模型的布局更容易。错误!未找到引用源。简单模型建立过程描述某工厂制造三种类型产品的过程。这三种类型都间隔地从工厂其它部门到达。模型中还有三台机器。每台机器加工一种特定的产品类型。产品在它们各自的机器中完成加工后，所有三种类型的产品必须在一个检验站检验，最后被送到工厂的另一部门，离开仿真模型。错误!未找到引用源。建立模型双击桌面上的Flexsim图标打开应用程序。4第1步：在模型中生成一个实体从左边的实体库中拖动一个发生器到模型（建模）视窗中。具体操作是，点击并按住实体库中的实体，然后将它拖动到模型中想要放置的位置，放开鼠标键。这将在模型中建立一个发生器实体，如下图所示。第2步：在模型中生成更多的实体从实体库中拖动一个暂存区实体放在发生器实体的右侧。再从库中拖动3个处理器实体放在暂存区实体的右侧，如下图所示。5第3步：完成在模型中生成实体再拖出一个暂存区、一个处理器和一个吸收器实体放到模型中。第4步：连接端口连接端口来安排临时实体的逻辑路径。要连接一个实体的输出端口至另一个实体的输入端口，按住键盘上的“A”键，然后点击第一个实体并按住鼠标左键，拖动鼠标到下一个实体然后放开鼠标键。6首先，连接发生器到第一个暂存区。然后连接此暂存区和每个处理器。再连接每个处理器到第二个暂存区。然后连接第二个暂存区到检验处理器。然后连接检验处理器到吸收器，并连接到模型前端的第一个暂存区。先连接检验处理器到吸收器，然后到第一个暂存区。现在此模型的连接应如下图所示。下一步是改变各实体的参数，以使它们按模型的描述来工作。这里从发生器开始一直到吸收器逐个修改参数。详细设计模型每个实体有它自己的参数视窗。数据和逻辑会由此视窗添加到模型中。双击一个实体进入该实体参数视窗。第5步：给发生器指定临时实体的到达速率7双击该发生器打开它的参数视窗。在这个模型中，我们需要改变到达间隔时间和临时实体类型以产生3种类型的产品。在此模型中，产品每5秒到达，按指数分布。发生器默认使用一个指数分布的到达时间间隔，但需要改变其均值。将打开第二个视窗，编辑该选项的参数。将参数值10改为5。8第6步：指定临时实体的类型和颜色在临时实体进入系统时为其指定一个类型值。此类型值在1到3之间均匀分布。在发生器的离开触发器中改变其临时实体类型。选择发生器触发器分页。选择离开触发器下拉菜单选择。在下拉菜单中选择“SetItemtypeandColor（设定临时实体类型和颜色）”选项。选择并改变了临时实体的类型和颜色后，选择摸板按钮，可看到如下信息（见下图）。离散均匀分布与均匀分布相似，只是其返回值不是所给参数之间的实数，而是一个整数。第7步：设置暂存器容量下一步是详细设置第一个暂存区。首先双击第一个暂存区，就会出现其参数视窗。9将最大容量改为10000，按按钮。第8步：指定暂存区的路径分配选择“临时实体流”分页来设置该暂存区的实体流选项。在“输出”面板中，在“送往端口”下拉菜单中，选择“ByItemtype(direct)（按临时实体类型（直接））”选项。由于已经指定了一个临时实体的类型参数等于1、2或3，我们现在可以用临时实体的类型来选定临时实体要通过的端口号。处理器1应被连接至端口1，处理器2应被连接至端口2，处理器3应被连接至端口3。选择了“ByItemtype(direct)”选项后，按确定按钮关闭该暂存区的参数视窗。第9步：指定处理器的操作时间下一步是设置3个处理器的处理时间。双击第一个处理器，就会出现其参数视窗。在“处理时间”下拉菜单中，选择“ExponentialDistribution（指数分布）”选项，然后按按钮。默10认的形状参数值是10秒。不改变该默认设定。点击确定按钮来关闭模板视窗，对其它两个处理器重复这一步骤。第10步：详细设置第二个暂存区现在双击第二个暂存区打开其参数视窗，在“最大容量”域段输入10000。然后按确定按钮关闭视窗。第11步：设置检验站处理时间双击该检验站打开其参数视窗。在“处理时间”分页中“处理时间”菜单下，按按钮。这将又一次打开解释处理时间的当前选项的模板视窗。改常数时间10为3。按确定按钮关闭模板视窗。模型编译与运行第12步：编译选择主视窗底部的按钮。第13步：重新设置该模型点击主视窗左下角按钮。对模型进行重置可以确保所有系统变量被设置回初始值，并将模型中所有临时实体清除。第14步：运行此模型选择主视窗底部按钮。11现在模型应该开始运行了。临时实体应该从第一个暂存区开始移动，进入3个处理器中的一个，然后到第二个暂存区，再进入检验站，并从这里进入吸收器，也有一些被重新发送回第一个暂存区。被发回的实体将变成黑色。要停止模型运行，可随时按按钮，要加快或减慢模型运行速度，可左右移动视窗底部的运行速度滑动条。移动此滑动条能改变仿真时间与真实时间的比率，现在已经完成了建模过程。（二）实验内容实验一在第一个模型中将研究3种产品离开一个生产线进行检验的过程。有3种不同产品类型的临时实体将按照正态分布间隔到达。临时实体的类型1,2,3之间均匀分布。当临时实体到达时，它们将进入暂存区并等待检验。有三个检验台用来检验。检验后的临时实体放到输送机上。在输送机终端再被送到吸收器中，从而推出模型。数据：发生器到达速率：正态分布normal(20,2)s;暂存区最大容量：25个临时实体；检验时间：指数分布exponential(0,30)s;输送机速度：1m/s；实验二模型二中将采用一组操作员来为模型中临时实体的检验流程进行预置操作。检验工作需要两个操作员之一进行预置。预置完成后就可以进行检验了，无需操作员在场操作。操作员还必须在预置开始前将临时实体12搬运到检验地点。检验完成后，临时实体转移到输送机上，无需操作员协助。数据：检测器的预置时间：为常数值，10s;产品搬运:操作员从暂存区到检测器，叉车从输送机到末端的暂存区到吸收器。输送机暂存区：容量为10。实验二提高内容本教程指导建模人员如何添加一些额外的东西在模型运行中显示数据和信息；学习如何添加3D图标和图形，如何显示在基础教程2中完成的模型中的3D文本。学习内容如下：如何添加一个三维曲线图来显示暂存区的当前数量；如何添加一个三维柱状图来显示暂存区的等待时间；如何添加一个三维饼状图来显示每个操作员的状态分布；如何添加一个三维可视化文本来显示输送机暂存区的平均等待时间；如何安排曲线图、图表、文本的位置以取得最好的视觉效果。实验三在模型三中将用三个货架代替吸收器，用来存储装运前的临时实体，需要改变输送机1和3的物理布局，使他们的末端弯曲以接近暂存区。采用一个全局表作为参考，所有实体类型1的临时实体都送到货架2，所有试题类型2的临时实体都送到货架3，所有实体类型3的临时实体都送到货架1。采用网络节点实体，可以为一个叉车建立一个路径网络，当它从输送机暂存区往货架运输临时实体时用此路径网络。还要用实验控制器设定多次运行仿真来显示统计差异，并计算关键绩效指标的置信区间。考试内容一自动化立体仓库存放两种货物，货物到达的时间间隔服从exponential(0,60,1)，对于入库的货物需要对产品进行检测，检测器的预置时刻需要配置操作员，预置时间为20s，三种产品的检测时间是介于160~180s之间的均匀分布，检测合格的货物分类入库存放，检测不合格的货物退回供应商，A产品的合格率为95%，B产品的合格率为96%，不合格货物每10个进行打包后退回。仿真系统一天8小时的运行状况。（三）操作方法与实验步骤实验一步骤1：从库里拖出一个发生器放到正投影视图中。步骤2：把其余的实体拖到正投影视图视窗中。步骤3：连接端口下一步是根据临时实体的路径连接端口。步骤4：指定到达速率双击发生器键打开其参数视窗，设定到达时间间隔为normal(10，2）。选择模板按钮可以使用模板改变数值来调整分布，甚至可以插入一个表达式。在本模型中改变10为1320。按确定键返回到参数视窗。步骤