基于eM-plant仿真的领料排队系统研究

基于em-plant仿真领料排队系统对的研究一、对于仿真及仿真软件的解释仿真有时也被称为系统仿真，它针对系统建立相关模型，用模型代替真实系统进行各种实验，从而研究系统的性能。随着计算机技术的迅速发展，系统建模与仿真技术在物流系统的规划与管理中将发挥更加重要作用。运用系统仿真技术，可以对物流系统的规划、设计和管理进行分析与决策，特别是对存在众多随机变量及复杂逻辑管理的离散事件系统，具有十分重要的意义。目前已经发布的各种物流仿真软件有几十种，比较流行的有flexsim、em-plant、witness等。二、关于em-plant软件工具eM-Plant，又称为SiMPLE++，是用C++实现的关于生产、物流和工程的仿真软件，它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具，系统结构和实施都满足面向对象的要求。eM-Plant可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业，建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等。一款好的仿真软件能够处理好软件的易用性、灵活性以及开放性之间的相关关系。而em-plant就很好的平衡了这3个方面之间的关系。em-plant为建模、仿真运行和显示提供了一种完全面向对象的、图形化的、集成的工作环境。其使用各类控件来表示工位，及物流转运设备和道路。使用“方法”控制物料转运逻辑。并通过“单元”或者时间触发器触发“方法”，达到对物流进行仿真的效果。排队论就是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究，得到相关数量指标的统计规律，然后根据这些规律来改进服务系统的结构或者重新组织被服务的对象，使得服务系统既能满足服务对象的需要，又能使机构的费用最经济或某些指标最优。三、关于排队问题排队问题的仿真目的是寻找服务对象与服务设置之间的最佳配置。基于em-plant软件平台，对单服务台有限队长的排队系统进行仿真过程，可以协助设计人员分析顾客的需求，从而合理规划出符合实际条件的服务设施。尽可能的缩短工人在领料过程的时间，对于企业的运作效率有很大的效果。而对此问题的研究，就是用排队论的仿真解决。而对于一个排队系统，运行状况的好坏既涉及顾客的利益，又涉及服务机构的利益，还有社会效果好坏的问题。为了研究排队系统运行的效率、估计服务质量和设计改进措施，必须确定一些基本指标，用以判断系统运行状况的优劣。四、实例有一工厂仓库，工人按需到仓库仓管员领取物资，工人到来的时间服从负指数分布，间隔时间期望为5min,仓管员的领货时间服从三角分布，平均时间为4min，最快2min，最慢5min，领取急需物资的工人具有优先领取的权利，但不能中断正在领取工人的服务，急需物资工人站总共人数的10%。仿真运行半个工作日（4h）,从排队长的角度分析这个领料排队系统。领料过程是一个由领料工人排队，仓管员作为服务台的典型的排队系统，在这个排队系统中，各功能要素如下：实体属性事件活动进程普通工人到来时间到来、开始排队接受服务、离开排队、接受服务领料领急料工人到来时间，优先接受服务到来、开始排队、接受服务、离开排队、接受服务领料仓管员服务时间服务开始、服务结束忙、闲——在领料排队系统中，顾客的到达时随机的且间隔时间服从负指数分布，属于个体到达，顾客源无线且排队系统没有容量限制；排队系统规则采用的是带有优先权的先来先服务规则；服务机构数位1，属于典型的单线排队系统。由于领取急需物资的工人具有优先权，故采取以下策略：普通工人排成一队（记为队1），领取急需屋子的工人排成另一队（记为队2），仓管员优先给队2服务，当队2队长为0时方给队1的工人服务。以上过程的流程图如下：Em-plant的软件库拥有现成的处理哦快对排队系统进行仿真，因此，这里排队系统的仿真用em-plant来实现。然后再em-plant界面中放入一下对象：1个source，一个buffer，2个singleproc，（命名为队列1，队列2），2个container，2个assembly，1个drain。并连接各对象就如下图所示。工人到来是否急料进入队列1进入队列2队列2排队长为0？排队等待接受服务离去否是否是（1）Source：顾客源，根据仿真要求，顾客到来服从期望为5的负指数分布，即顾客源满足指数分布且平均每个仿真时间产生顾客数为0.2。（2）Buffer：两种工人分流排成两队，buffer起到分流缓存作用。领取急需物资工人占10%。则其程序编写出为：iss:real;dos:=z_uniform(1,0,1);ifs0.9then@.matiral_type:=quick;else@.matiral_type:=slow;end;if@.matiral_type=quickthen@.move(quick);else@.move(slow);end;end;（3）singleproc：用于表示一次只能处理一个MU的设备或设施。（4）assembly：可以用于表示完成装配工作的设备或设施。其功能是将一个物体装配到另一个物体上，可以是组装、合装、部装或者总装。用它来仿真仓管员对工人的服务过程，并将“triangular(4,2,5)”。（5）drain：模型中的移动对象经过各环节的处理，最终需要从模型中移除。扶着从模型中移除移动对象的物流对象是drain对象，drain对象将销毁缩接受的MU。流程的终止，代表工人离去。五、绩效评价为了对该仿真系统进行评价加入以下对象：statistics和experimentmanager。Statistic：2个statistic对象用于统计2个队列的排队长（最小值、最大值、平均值）。对于队列2，因领取急料的工人具有优先领料的权利，排队长最大值仅达2，平均为0.058，可满足需求。队列1的排队长从仿真开始到100min左右排队长几乎为0，但从100min以后逐渐增大，在240min时达到20左右。队列1的排队长最大值为20，平均5.496，虽然平均队长只有5左右，在可接受的范围内，但后期排队队长明显过大。因此，可考虑在开始领料一个班时候左右增加仓管员来缓解排队系统压力。六、结论本文结合实例，通过分析领料排队系统的内容，工作流程和相关参数，对系统的概念模型进行了描述，并在此基础上运用em-plant仿真软件建立了领料排队系统的仿真模型，该模型具有面向对象的特点，认为目前状况下该工厂现有的仓管员服务能力还是比较低，从而为进一步的仓管员分配改进方案提供有效的参考依据。