生产系统建模与仿真WITNESS上机报告

生产系统建模与仿真WITNESS上机报告一、某港口只有一个岸桥为到达的船舶提供卸货服务。当船舶到达港口时，停入泊位等待服务。如果岸桥空闲，则立即对其进行货物卸载作业；如果岸桥为其他船舶卸载，则船舶在泊位等待；岸桥为船舶提供服务的规则为FIFO。假设船舶到达时间间隔服从均值为10小时的负指数分布，岸桥为每艘船的卸载时间服从[6,14]小时的均匀分布。建立仿真模型，运行100天=2400小时，统计：1.岸桥的利用率；2.船舶的平均等待时间；3.港口船舶等待队列的最大长度；4.仿真结束时服务船舶的数量。进一步考虑以下几种情况1.船舶到达时发现港口中已经有4艘船舶在等待，则选择离开；统计系统100天流失的船舶数量；（通过控制Buffer元素的Capacity实现）2.船舶等待时间超出30小时，则选择进行服务投诉（；统计系统100天中接受到的投诉数量；（通过控制Buffer元素的Delay项实现）3.港口增加了一台岸桥对船舶进行服务；仿真比较此时系统与原系统（只有一个岸桥）在绩效指标上的变化（通过设置Machine元素的Quantity项目实现）统计1.岸桥的利用率；2.船舶的平均等待时间；3.港口船舶等待队列的最大长度；4.仿真结束时服务船舶的数量解:（1）系统分析用零件仿真船，PUSHto泊位、buffer仿真泊位和投诉的船，机器仿真岸桥。（2）详细建模设施布置图：Report：ELEMENTNAME:岸桥ElementType:MachineQuantity:1Priority:LowestType:SingleCycleTime:UNIFORM(4,16,1)Input/OutputRulesInput:PULLfrom泊位Output:PUSHtoSHIP_____________________________________________________________ELEMENTNAME:泊位ElementType:BufferQuantity:1Capacity:1000InputOption:RearOutputOption:FirstSearchFrom:Front_____________________________________________________________ELEMENTNAME:船ElementType:PartType:VariableattributesGroupnumber:1InterArrivalTime:NEGEXP(10,1)FirstArrivalat:0.0MaximumArrivals:UnlimitedInput/OutputRulesOutput:PUSHto泊位_____________________________________________________________（3）运行模型（4）结果分析仿真次数12345岸桥利用率96.71%96.45%100%92.41%99.95%船舶的平均等待时间104.31108.12123.7243.35134.91港口船舶等待队列的最大长度2435231220仿真结束时服务船舶的数量（原）234222233212235样本均值样本标准差抽样平均误差t分布的双侧分位数允许误差置信下限置信上限0.971040.0312660.0098872.2621570.0223670.9486730.993407102.88235.4737611.217792.26215725.376477.5056128.258422.88.2885462.6210682.2621575.92926916.8707328.72927227.29.9849893.1575312.2621577.142831220.0572234.3428（5）进一步分析1.将Buffer泊位的Capacity设为4实现。2.添加一个投诉的buffer用于储存投诉的人数，岸桥优先从“投诉”取“船”（pullfrom投诉，泊位)：3.增加一个岸桥，将Machine元素（岸桥）的数量设为2：结果分析：仿真次数12345离开数3431391624投诉数194174248117228仿真结束时服务船舶的数量（后）222244261236256样本均值样本标准差抽样平均误差t分布的双侧分位数允许误差置信下限置信上限28.88.9833182.8407752.2621576.42627822.3737235.22628192.250.9529216.112732.26215736.44952155.7505228.6495243.815.658864.9517672.26215711.20168232.5983255.0017二、某公司有一条生产线加工一种零件，需要四道工序为称重工序（称重时间为均值为5分钟的负指数分布）、清洗工序（清洗时间为均值为4.5分钟的负指数分布）、加工工序（加工时间为均值为4分钟的负指数分布）、检测工序（检测时间为均值为3分钟的负指数分布），每道工序上只有一台机器，每台机器上每次只能加工一个零件，工序之间零件依靠滚轴输送链运输，单条输送链最多可以容纳20个零件，零件通过每条输送链的时间为10分钟（Indextime设为0.5，传送带类型设为IndexQueuing）。建立该系统的WITNESS仿真模型。模拟一周的时间（5*480=2400分钟），统计分析各个机器的利用率，零件从进入到离开系统的总的平均时间。进一步，如果加工工序的机器每运行50分钟，进行一次预防性检修，检修时间服从均值为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，维修时间服从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，整理时间服从均值为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。模拟一周（5*480=2400分钟）的时间。统计分析零件从进入到离开系统的总的平均时间、各个机器的利用率，零件在各个传送带上的平均停留时间，找出系统的瓶颈工序，解：（1）系统分析用四个machine仿真四道加工程序，每个工序间用传送链连接。零件被动等待称重（pullfrom零件outofworld）。称重向传送1输出零件，PUSHto传送1atRear，清洗从传送1提取零件，PULLfrom传送2atFront，其它工序类似。（2）详细建模设施布置图：Report：ELEMENTNAME:称重ElementType:MachineQuantity:1Priority:LowestType:SingleCycleTime:NEGEXP(5,1)Input/OutputRulesInput:PULLfrom零件outofWORLDOutput:PUSHto传送1atRear_____________________________________________________________ELEMENTNAME:传送1ElementType:ConveyorQuantity:1Priority:LowestType:QueuingLength:20MaximumCapacity:20IndexTime:0.5_____________________________________________________________ELEMENTNAME:传送2ElementType:ConveyorQuantity:1Priority:LowestType:QueuingLength:20MaximumCapacity:20IndexTime:0.5_____________________________________________________________ELEMENTNAME:传送3ElementType:ConveyorQuantity:1Priority:LowestType:QueuingLength:20MaximumCapacity:20IndexTime:0.5_____________________________________________________________ELEMENTNAME:加工ElementType:MachineQuantity:1Priority:LowestType:SingleCycleTime:NEGEXP(4,1)Input/OutputRulesInput:PULLfrom传送2atFrontOutput:PUSHto传送3atRear_____________________________________________________________ELEMENTNAME:检测ElementType:MachineQuantity:1Priority:LowestType:SingleCycleTime:NEGEXP(3,1)Input/OutputRulesInput:PULLfrom传送3atFrontOutput:PUSHtoSHIP_____________________________________________________________ELEMENTNAME:零件ElementType:PartType:VariableattributesGroupnumber:1MaximumArrivals:0_____________________________________________________________ELEMENTNAME:清洗ElementType:MachineQuantity:1Priority:LowestType:SingleCycleTime:NEGEXP(4.5,1)Input/OutputRulesInput:PULLfrom传送1atFrontOutput:PUSHto传送2atRear_____________________________________________________________（3）运行模型（4）结果分析仿真次数12345称重机器利用率97.38%97.77%94.06%96.46%99.77%清洗机器利用率88.21%87.43%92.50%91.11%91.60%加工机器利用率80.36%70.50%78.09%76.80%76.81%检测机器利用率59.36%58.30%57.95%57.63%63.14%总平均时间86.4289.9115.5698.6986.51样本均值样本标准差抽样平均误差t分布的双侧分位数允许误差置信下限置信上限0.970880.0208010.0065782.2621570.014880.9560.985760.90170.0221960.0070192.2621570.0158780.8858220.9175780.765120.036610.0115772.2621570.026190.738930.791310.592760.022560.0071342.2621570.0161380.5766220.60889895.41612.320423.8960592.2621578.81349786.6025104.2295由于称重工序的利用率最高，所以有其它工序等待称重，即称重是瓶颈工序。进一步分析：添加劳动者“工人”，并设置“清洗”的setup与“加工”“检修”的breakdown，添加劳动者规则。Report：ELEMENTNAME:清洗ElementType:MachineQuantity:1Priority:LowestType:SingleCycleTime:NEGEXP(4.5,1)Input/OutputRulesInput:PULLfrom传送1atFrontOutput:PUSHt