第3章 Flexsim仿真软件

第3章Flexsim仿真软件Flexsim的基本概念•本章介绍Flexsim的一些基本概念，包括实体库和实体库中的一些重要实体类型，并逐一介绍各种类型实体的参数和实体的属性。基本概念主要包括初学者必须掌握的实体、临时实体、端口、标签、实体库、视图、3D形状与动画、树与结点、样条线等基础性概念。Flexsim软件主窗口布局•Flexsim软件主窗口4Flexsim仿真模型的基本组成•对象（Objects）–Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模•连接（Connections）–Flexsim中通过对象之间的连接定义模型的流程•方法（Methods）–对象中的方法定义了模型中各对象所需要完成的作业5Flexsim的对象库6对象分类•固定资源类（FixedResources）–Source,Queue,Processor,Sink,Combiner,Separator,MultiProcessor,Conveyor,MergeSort,FlowNode,Rack,andReservoir•执行类（TaskExecuter）－可移动资源类–Dispatcher,Operator,Transporter,Elevator,Robot,Crane,ASRSvehicle•网络类（Node）–NetworkNode,TrafficControl•图示类（VisualObject）–VisualTool,Recorder7连接与端口•Flexsim模型中的对象之间是通过端口来连接的•三种类型的端口–输入端口（inputports）•FixedResource之间的连接–输出端口（outputports）•FixedResource之间的连接–中心端口（centerports）•连接TaskExecuter和FixedResource8“a”连接•按下“a”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者•“a”连接用于除中心端口之外的所有其他的连接（固定实体之间的连接）•“a”连接用“q”取消9“s”连接•按下“s”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者•“s”连接仅用于中心端口之间的连接（即连接TaskExecuter和FixedResource固定-移动）•“s”连接用“w”取消（按下“w”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者）应用Flexsim建模的基本步骤1构建模型布局2定义物流流程3编辑对象参数4编译运行仿真5分析仿真结果•1）构建模型布局：将仿真所需要的对象模型从对象库中拖拽到仿真视图窗口中的适当位置。2）定义物流流程：根据连接类型，按下“a”或“s”键的同时，用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者。连接两个对象端口所需按键：“a”键：用来将对象1的输出端口连接到对象2的输入端口上。“q”键：用来取消对象1的输出端口与对象2的输入端口之间的连接。“s”键：用来连接对象1与对象2的中心端口。“w”键：用来取消对象1与对象2的中心端口的连接各类端口连接的显示位置：输出端口显示在对象的右上角、输入端口显示在对象的左上角、中心端口显示在对象底部中心察看对象的端口连接：对象属性窗口General选项卡、可调整端口的编号顺序编辑对象参数：双击对象可以打开对象的参数对话框点击对象窗口左下角“Properties”按钮可调出对象属性对话框，对象属性对话框中包括：图形（Visual）、常规（General）、标签（Labels）、统计（Statistics）4）编译运行仿真：编译模型重置模型控制动画速度运行仿真5）分析仿真结果：•①仿真时在对象属性对话框Statistics选项卡中可实时察看相应对象的统计数据和图表。•②点击Stats下的StandardReport或StateReport可生成标准统计报告和状态统计报告。建模步骤示例•某工厂加工三种类型产品，这三类产品分别从工厂其它车间到达该车间。这个车间有三台机床，每台机床可以加工一种特定的产品类型。一旦产品在相应的机床上完成加工，所有产品都必须送到一个公用的检验台进行质量检测。质量合格的产品就会被送到下一个车间。质量不合格的产品则必须送回相应的机床进行再加工。•产品到达：平均每5秒到达一个产品，到达间隔时间服从指数分布；•产品加工：平均加工时间10秒，加工时间服从指数分布；•产品检测：固定时间4秒；•产品合格率：80%；•暂存区容量：10000.00；•仿真时间：50000.00秒。1：构建模型布局•从根据题意要求，从实体库里拖出一个发生器，两个暂存区，四个处理器，一条传送带和一个吸收器放到正投影视图中：2：定义物流流程•根据临时实体的路径连接端口，固定实体之间的连接用a，移动实体与固定实体的连接用s。本实验都是a连接，连接过程是：按住“A”键，然后用鼠标左键点击发生器并拖曳到处理器，再释放鼠标键。拖曳时你将看到一条黄线，释放时变为黑线。•连接发生器到对应的暂存区，连接暂存区到每个处理器，连接每个处理器到暂存区，连接暂存区到对应的处理器，连接处理器到传送带和吸收器，连接传送带到第1个暂存区，这样就完成了连接过程。3：编辑对象参数•发生器的参数设置•暂存区Queue2的参数设置•处理器Processor3、Processor4和Processor5作同样的设置：暂存区Queue6的参数设置处理器Processor7的参数设置传送带设置仿真时间编译运行仿真点击编译运行栏中的按钮进行编译，完成编译过程后就可以运行模型了。为了在运行模型前设置系统和模型参数的初始状态，总是要先点击主视窗底部的键。按按钮使模型运行起来。仿真结果如图所示观察仿真结果并优化由上述结果可以看出，处理器Processor7（产品检验设备）处于高负荷运转状态，一刻不停的在运转，利用率接近100%。由此，我们可以想到增加一个同样设置处理器，分担产品检验作业优化后的利用率如图所示：思考题1）如何让返修产品颜色与原来不同？2）分析系统瓶颈在哪里？3）暂存区容量重要么？手工仿真与计算机仿真•目的：通过分析手工仿真和计算机仿真的结果验证计算机仿真和手工仿真的一致性。•案例一：理发店系统仿真•问题：计算顾客的平均等待时间，服务员空闲的概率，平均服务时间？•（1）模型基本介绍•仿真初始条件：系统中没有顾客，即：排队的队列中没有顾客等待，服务台无服务对象。•仿真开始：以第一个顾客到达时刻为仿真的起始点。•模型：实体：顾客、服务员；状态：系统中的顾客数、服务员忙闲事件：到达事件、离开事件（完成服务）；活动：服务。•（2）确定输入数据的特征•1）假定：到达事件－顾客到达间隔时间为1-8分钟的均匀分布到达，如表3-1所示。（参照课本）到达时间间隔；服务时间分布；服务时间确定，及仿真表都为已知，具体数值参考课本。•仿真结果计算：•1）全部顾客的平均等待时间为9/10=0.9（min）•服务员空闲的概率：18/53=0.34•平均服务时间：35/10=3.5(min)计算机仿真•（1）模型基本介绍•仿真工具：FlexSim•仿真初始条件：系统中没有顾客，即：排队的队列中没有顾客等待，服务台无服务对象。•仿真开始：以第一个顾客到达时刻为仿真的起始点•模型：实体：顾客、服务员；状态：系统中的顾客数、服务员忙闲事件：到达事件、离开事件（完成服务）；活动：服务。•（2）确定案例数据•1）假定：到达事件－顾客到达间隔时间为1-8分钟的均匀分布到达，如表3-1所示。•2）到达事件的产生如表3-2所示。•3）服务事件如表3-3所示。•4）服务事件的产生如表3-4所示。模型建立总布局参数设置运行仿真•运行完成后，仿真自动停止，时刻为53（min),如下图所示统计数据•顾客的平均等待时间顾客的平均等待时间=0.9（min）平均服务时间服务员空闲的概率:服务员空闲的概率=0.34平均服务时间=3.5(min)结论顾客的平均等待时间服务员空闲的概率平均服务时间手工仿真0.9(min)0.343.5(min)计算机仿真0.9(min)0.343.5(min)通过对手工仿真与计算机仿真的结果比较，发现两者的仿真结果一致，计算机仿真具有可行性。课后练习•根据本文对理发店系统仿真分析，则自行分析汽车加油站系统的手工仿真和计算机仿真的一致性。