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WITNESS仿真软件系统基础培训WITNESS仿真软件系统基础培训北京惠特尼斯科技发展有限公司¾流水生产线系统建模与仿真¾组装作业过程建模仿真¾油漆工序仿真建模¾座椅组装工序建模¾托盘生产系统建模¾物料配送系统仿真¾混流生产系统模型¾多班次车间生产模型¾车间运输模型¾流水生产线模型改善¾定期运输控制模型¾WitnessDoc的设计与使用¾WitnessOptimizer的设计与使用¾MotorolaV9Line仿真模型分析和探讨一、生产线物流系统建模案例Stage1（操作指南5.1）•某公司有一条加工一种零件的生产线，有四道工序:¾称重工序，时间为5分钟；清洗工序，时间为4.5分钟；¾加工工序，时间为4分钟；检测工序，时间为3分钟。•每道工序的每台机器上每次只能加工一个零件，工序之间零件依靠输送链运输，零件通过每条输送链的时间为10分钟。Stage2加工工序的机器每运行50分钟，进行一次预防性检修，检修时长服从均值为10分钟的负指数分布；加工工序会发生随机故障，故障间隔服从均值100分钟的负指数分布，维修时长服从30分钟的负指数分布；清洗工序每清洗完10件产品，就需要整理一下工作台，整理时长服从均值为8分钟的负指数分布；这三项作业都需要一名工人参与。假设该生产线上每道工序仅有一台机器，整条生产线由一名工人维护，零件数量足够多，建立该系统的WITNESS仿真模型。•通过本案例的学习：¾建模元素part、machine、conveyor、labor的一般应用；¾使用可视化工具栏建立输入、输出工序流程；¾输入输出Pull、Push规则的使用¾熟悉machine元素的setup、breakdown设计；¾了解负指数分布NEGEXP()的使用;¾熟悉数据统计分析；一、生产线物流系统建模案例•Exercise1•模型描述(指南上5.2装配模型)•三种类型的零件A、B、C随机到达系统，分别暂存于仓库的特定库区，有一装配机器将1个A、2个B和1个C组装一个成品D；•其中：¶A零件到达时间间隔为5分钟，批量为1，第一个零件在0时刻到达；¶B零件到达时间间隔为4分钟，批量为2，第一个零件在10时刻点到到；¶C零件到达时间间隔为6分钟，批量为1，第一个零件在0时刻到达，该零件总量为20；¶装配机器对零件的提取顺序为先取A、再取B、再取C；•使用WITNESS建立该系统模型。二、组装作业工序建模案例ABCHoldHold1Hold2ProcessL4L5L6L7L8L9D•通过本案例的学习：¾熟悉active模式的part元素相关项目的设计；¾熟悉缓冲区buffer元素的设计；¾熟悉组装类型的machine的设计；¾了解输入规则sequence¾系统属性Icon二、组装作业工序建模案例ABCHoldHold1Hold2ProcessL4L5L6L7L8L9D流程介绍：•有一个油漆工序油漆一种立方体的箱体，客户提供的箱体长宽高各不相同，油漆工序为每个箱体油漆的时间由箱体的面积决定。•根据以往的统计数据：¾客户提供箱体的时间间隔服从（10,20）小时的均匀分布，¾批量服从[8，15]的整数均匀分布，¾箱体长宽高分别服从(10,20),(15,30),(10,25)的均匀分布，¾油漆时间（分钟）是表面积的均方根,•使用WITNESS建立该油漆工序的仿真模型三、油漆分流作业仿真案例三、油漆分流作业仿真案例•通过本案例的学习：¾Function/attribute元素的使用；¾自定义part图标；¾系统属性pen的运用；¾分流输出设计；¾均匀随机分布函数uniform和整数均匀随机分布函数iuniform的使用；•Exercise2Homework1两种不同类型的零件到达工厂进行加工。零件1的到达间隔时间服从Uniform(10,20)，所有时间单位为小时，首次到达时刻点为0。到达的零件1在一个专门给零件1指定的队列中等待，直到有操作员来处理(工厂里只有一个这种操作员)，处理时间为7。零件2的到达间隔时间服从均值为15小时的负指数分布，首次到达时刻点为0。零件2在另外一个队列中等待(该队列中只有零件2)，直到工厂唯一的操作员来处理，处理时间为6。经过操作员的处理之后，所有的零件都进入一套全自动机器(无人)进行加工，加工时间服从Uniform（4，9），等待机器加工的队列遵循“先到先服务”规则，全自动机床会发生随机故障，故障间隔时间服从均值为5的负指数分布，发生故障后，需要操作员来进行维修，维修时间服从Triangle(0.5,1,2)的三角分布。零件在机器上加工完后退出系统。假设忽略所有的零件传送时间，运行仿真棋型5000小时，以确定：•零件的平均系统逗留时间及两种零件各自指定队列的平均队长，•资源（操作员和自动机床）的忙闲状况；•挖掘瓶颈并提出提高产量15%的方案四、座椅组装工序建模流程介绍见后页•加工流程1.靠背、椅腿、椅面随机到达系统，各自排入队列；2.由组装工序组装成椅子，3.椅子通过固定路径移向喷漆工序缓冲区；4.喷漆工序按照等概率将椅子喷成红、黄、蓝三种颜色；5.喷色后的椅子通过固定路径移向检测缓冲区；6.检测工段对椅子颜色喷涂效果进行检测，根据以往数据，10%的椅子需要重新喷漆；7.需要重新喷漆的椅子由搬运工按照固定路线扳回喷漆缓冲区；8.合格椅子按照固定路径移向包装缓冲区；9.包装工作站将颜色相同的四把椅子装于一起，发运出系统。四、座椅组装工序建模•学习要点：1.元素介绍：path（形状的改变，使用）2.规则：PERCENT（检验工序）3.labor在规则outputrule中的使用4.Match规则5.等概率模型的实现四、座椅组装工序建模五、托盘生产系统建模•流程描述•现有一条发动机装配线，整条线，发动机缸体按照生产计划送达装配线上线位处，由LoadMan将缸体放到输送线上的托盘上，然后由输送线运送值自动装配线AutoAss处进行组装，再送至Check工位进行检测，检测合格品将送至UnloadMach处将缸体卸下，而托盘继续循环使用，如果不合格，将送至Repairman处维修，参看后页的布局图。•其中：¶当缓存中缸体数量少于10件时，系统将从上道车间运送一批缸体，运送数量为10件，运送时间为3分钟；¶LoadMan操作一次需要0.5分钟；¶输送线的速度为10m/min¶自动装配AutoAss机械手周期时间为1min；¶Check工位检测时间服从（0.8，1.2）的均匀分布；¶不合格品率为10%¶维修时间服从均值为5分钟的负指数分布；¶卸载工位周期时间为30s；¶系统中托盘数量为30个；•建模并仿真¶一天1440分钟的产量；¶瓶颈工序¶提高20%产量的方案；五、托盘生产系统建模•学习要点：•Assembly类型机器•Production类型机器•虚拟机器的使用•设备图形动态变化的实现•某钢材配送为一个四级供应链系统，由钢铁公司、钢材配送中心、部件生产商和汽车厂构成。整个生产和配送流程如下：¾当钢材配送中心的库存小于15批时，钢铁公司开始组织生产，每生产一批原钢卷材需要的时间服从1小时到3小时的均匀分布。¾当部件生产商的库存小于6批时，钢材服务中心开始配货，每配一批货需要时间服从0.5小时到1小时的均匀分布。¾当三个汽车厂商中库存量最小的小于3时，4个部件生产商开始组织生产，每生产一批部件需要的时间服从2小时到6小时的均匀分布。¾汽车生产商每耗用一批部件的时间为2到6小时的均匀分布。¾供应链每两个环节之间的路程需要5小时。六、钢材配送系统建模仿真六、钢材配送系统建模仿真•学习要点：•熟悉timeseries的用法，即使用时间序列图表动态显示配送中心、部件生产商和汽车制造商的产品库存量；•了解JIT管理方式的建模•熟悉max和min的用法；•了解if…endif条件控制语句的使用；•Least规则•N六、钢材供应物流系统建模仿真七、混流生产系统仿真案例服务设施4服务设施5服务设施1服务设施2Routingfor:3-1–2–5Routingfor:4-1–3Routingfor:2–5-1–4-3服务设施3假设零件在工序间移动时间可以忽略建模寻找瓶颈及优化方案•Exercise3Homework2•一个计划中的生产系统包括5个串联的自动工作站。每个工作站的加工时间都是常数，分别为11，10，11，11和12(本习题所有时间单位都是分钟)。零件到达间隔时间为UNIFORM(13,15)。在每个工作站前都有一个容量无限的缓冲区，并假设所有的传输时间都是0。该生产系统比较特别的是：从工作站2一直到工作站5，零件都有可能需要被送到前一个工作站重新加工，例如，一个零件在工作站2加工完以后，零件可能返工多次。目前对所有的工作站来说，零件的返工概率是5%~10%a。创建该仿真模型，运行时间为10000分钟。运行6次，每次的返工概率分别为5%、6%、7%、8%、9%和10%。根据运行结果，绘制平均系统逗留时间与返工概率的关系图，在图形中标出每次运行的最大系统等待时间。八、多班次车间生产模型•系统描述•某PC生产企业测试段一天分为两班24小时作业，PC由组装段按照40s一件的速度进入测试段，测试段共有6个测试位，这6个测试位由一名操作工负责维护。测试结束的PC将由员工就近送上输送链运出。a)WorkTime(Shiftone):8:30---10:30;10:45---12:30;13:30---15:30;15:45—17:30;18:30---20:30b)WorkTime(Shifttwo):21:00---23:00;23:15---1:00;1:30—3:00;3:15---7:30.c)人员修息时测试自动运行系统不停.•建立模型，并进行仿真运行，要求：•用饼状图动态显示各测试位的利用率；•用频次图动态统计测试段前缓存的库存情况，要求每5分钟统计一次•分析：一名工人最合适维护几个测试位？MicrosoftExcel工作表八、多班次车间生产模型•建模目的•Shift元素•Histogram元素•Piechart元素•MultiCycle类型机器模型介绍•发动机曲轴生产工段以每小时60件的速度加工曲轴，曲轴胚件由铸造车间铸造后放在中转库，车间有一辆AGV负责从中转库运送曲轴胚件至生产工段。•其中：¾中转库距离生产工段150m¾AGV一次运送10件胚件¾AGV空载行驶速度30m/Min,满载25m/Min;¾AGV装载胚件过程需时Uniform(30,90)s,卸载过程需时Uniform(20,70)s¾AGV只有在生产工段胚件少于30件才去中转库取货，否则，停靠停车位；¾停车位距离生产工段40m，距离中转库140m；九、车间AGV运输系统仿真案例九、车间AGV运输系统仿真案•通过本案例的学习：¾使用Vehicle/track元素；¾load/unload操作的设定；¾Vehicle速度设定；¾Action的进一步理解；¾Call、vsearch命令的使用；十、生产线物流系统改善•描述•假设在生产线物流模型的基础上：1.需要根据仿真结果的分析，以最有效的手段提高生产率15%，试设计并验证改善方案；2.需要使用Excel来控制系统运作参数的设定，并将每次发生故障时间和维修结束时间写到Excel表中，以便进行进一步处理。•建模目的•讨论系统的约束/瓶颈以及改善方案•Witness与Excel数据交互•XLWRITEARRAY（）函数与XLREADARRAY（）函数11、定期运输控制模型•某企业进行单品种产品的储存和销售，库存采用实时订货点（ROP）控制，系统利用库存来满足顾客的需求。该系统的具体描述如下：1.ROP=4，当库存量小于订货点ROP时，仓库立即提出新的订货要求，订货量为ROQ=20，2.订货提前期为均匀分布IUNIFORM（25，35），所有时间单位：天。3.需求—领料单的到达时间服从泊松分布POISSON（10），订货数量为Iuiform(1,3)。4.如果库存为0，那么领料单