9第七章生產(chǎn)物流系統(tǒng)可視化建模與仿真ppt課件

1、 第7章 消費(fèi)物流系統(tǒng)可視化建模與仿真.引言在工業(yè)消費(fèi)中，物流配備系統(tǒng)和商業(yè)流程系統(tǒng)多種多樣，如何快速有效建立起準(zhǔn)確描畫(huà)行為和運(yùn)轉(zhuǎn)邏輯是系統(tǒng)仿真的重要目的。.Witness提供了大量描畫(huà)工業(yè)系統(tǒng)和商業(yè)流程的可視化模型元素，入消費(fèi)線(xiàn)上的加工中心、傳送設(shè)備、緩沖存儲(chǔ)安裝等，以及邏輯控制元素，如流程的倒班機(jī)制、時(shí)間發(fā)生的時(shí)間序列、統(tǒng)計(jì)分析等，用戶(hù)可方便地將這些可視化的模型元素托拉到屏幕中，快速建立起物流系統(tǒng)或商業(yè)流程的規(guī)劃設(shè)計(jì)。任務(wù)循環(huán)時(shí)間、缺點(diǎn)措施等來(lái)完成我們所研討的物流系統(tǒng)和商業(yè)流程的規(guī)劃設(shè)計(jì)。然后，經(jīng)過(guò)定義模型元素之間的輸入輸出關(guān)系，完成對(duì)物流系統(tǒng)和商業(yè)流程的邏輯行為建模，從而建立起物流系統(tǒng)和

2、商業(yè)流程仿真模型。經(jīng)過(guò)其內(nèi)置的仿真引擎，可快速地進(jìn)展模型的運(yùn)轉(zhuǎn)仿真，展現(xiàn)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律。在整個(gè)建模與仿真過(guò)程中，用戶(hù)可根據(jù)不同階段的仿真結(jié)果，隨時(shí)地修正系統(tǒng)模型，如添加和刪除必要的模型元素，動(dòng)態(tài)地提高模型的精度。可方便地設(shè)計(jì)與測(cè)試新設(shè)計(jì)的工廠(chǎng)和流程方案，平衡效力與破費(fèi)，簡(jiǎn)化換班模式，評(píng)測(cè)可選的設(shè)計(jì)方案。. WITNESS界面一覽菜單、工具欄、窗口一覽.運(yùn)用Witness軟件包進(jìn)展物流與供應(yīng)鏈系統(tǒng)的建模與仿真，同樣要遵照建模與仿真的普通步驟。在運(yùn)用它進(jìn)展計(jì)算機(jī)模型的建立時(shí)，有其特定的步驟：7.1 Witness建模與仿真過(guò)程. 元素定義Define.元素可視化Display的設(shè)置.細(xì)節(jié)Detai

3、l設(shè)計(jì).運(yùn)轉(zhuǎn)Run.報(bào)告Report.歸檔Documentor.優(yōu)化Optimizer.可以經(jīng)過(guò)在布置窗口中點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選定快捷菜單中的“define菜單項(xiàng)，跳出Define對(duì)話(huà)框，在該對(duì)話(huà)框中Name下輸入模型根本元素的稱(chēng)號(hào)，在Element Type下拉菜單中選定根本元素的類(lèi)型，在Quantity下輸入模型根本元素的數(shù)量，然后點(diǎn)擊Create完成一個(gè)模型根本元素的定義。用同樣的方法定義模型的其他根本，一切模型根本元素定義終了后點(diǎn)擊Close回到布置窗口。 1定義系統(tǒng)元素.witness 軟件是一套優(yōu)秀的可視化建模與仿真工具，它可以將被仿真系統(tǒng)的可視實(shí)體以二維或三維的圖形顯示出來(lái)；在仿真運(yùn)轉(zhuǎn)

4、時(shí)，它可以顯示原資料、零部件、人員、運(yùn)輸車(chē)輛在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)情況。所以在定義了元素的根底上，要定義元素在各種形狀下的現(xiàn)實(shí)圖形。本步驟可以經(jīng)過(guò)右擊要定義顯示特征的元素，經(jīng)過(guò)選定彈出式菜單中的“display菜單項(xiàng)，來(lái)進(jìn)展設(shè)定。2元素可視化Display的設(shè)置.元素顯示工具欄中一共有九個(gè)對(duì)象，下面從左到右，分別引見(jiàn)這九個(gè)對(duì)象如下：1顯示設(shè)計(jì)方式下拉列表框：有兩個(gè)選項(xiàng)Draw和Updata，第一次設(shè)計(jì)建模元素的某一顯示屬性時(shí)，選擇Draw項(xiàng)；對(duì)曾經(jīng)設(shè)計(jì)了的顯示屬性進(jìn)展修正設(shè)計(jì)時(shí)，選擇Updata項(xiàng)。.2屬性下拉列表框：選擇用于Draw或Updata的元素的屬性項(xiàng)，該列表框中的屬性工程隨著元素類(lèi)型的不同

5、而有所不同?？梢越?jīng)過(guò)更改屬性項(xiàng)的“Lable來(lái)更改屬性項(xiàng)的稱(chēng)號(hào)，當(dāng)我們多次運(yùn)用同一類(lèi)型的顯示屬性項(xiàng)時(shí)，經(jīng)過(guò)改動(dòng)它們的稱(chēng)號(hào)以便于識(shí)別。例如，一個(gè)元素能夠有多個(gè)Icon顯示屬性項(xiàng)，可以經(jīng)過(guò)改動(dòng)其稱(chēng)號(hào)來(lái)加以識(shí)別。.3Draw按鈕，用于激活顯示設(shè)計(jì)對(duì)話(huà)框來(lái)進(jìn)展顯示屬性的繪制和更改。4Erase按鈕，用于激活刪除顯示屬性項(xiàng)對(duì)話(huà)框來(lái)進(jìn)展屬性項(xiàng)的刪除。5Layers是按鈕，用于激活層設(shè)計(jì)對(duì)話(huà)框來(lái)進(jìn)展層的可挪動(dòng)性和可視性設(shè)計(jì)。6Lock是按鈕，用于設(shè)定元素顯示屬性項(xiàng)的鎖定形狀，該按鈕將在三種形狀之間切換Lock、Unlock和Superlock。.Unlock:在此形狀下,元素的可視性顯示屬性項(xiàng)可以在系統(tǒng)規(guī)劃

6、區(qū)單獨(dú)挪動(dòng).Lock: 在此形狀下,元素的可視顯示屬性項(xiàng)將作為一個(gè)整體在系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)挪動(dòng);只需顯示屬性項(xiàng)在同一層時(shí),才可以鎖定.Super Lock:當(dāng)設(shè)計(jì)的元素類(lèi)型為模塊Module時(shí),在此形狀下,該模塊內(nèi)的多有的元素的顯示屬性項(xiàng)將作為一個(gè)整體在系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)挪動(dòng).7)Grid按鈕:用于設(shè)定顯示對(duì)象的位置能否捕捉屏幕上的風(fēng)格,以便進(jìn)展準(zhǔn)確的定位.8)Help按鈕:激活Witness協(xié)助文件.9)OK按鈕:當(dāng)對(duì)一個(gè)元素的顯示屬性設(shè)置終了,點(diǎn)擊該按鈕封鎖顯示工具欄.在進(jìn)展元素顯示屬性設(shè)計(jì)的時(shí)候,普通步驟如下:1)從顯示設(shè)計(jì)方式下拉列表框中選擇Draw或Updata.2)在屬性下拉列表框中選擇所要設(shè)計(jì)的

7、屬性項(xiàng),如及其的Name、“Icon、“Part Queue等。3點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入顯示工程的細(xì)節(jié)設(shè)定對(duì)話(huà)框，進(jìn)展設(shè)定即可。.元素圖標(biāo)的挪動(dòng)和刪除可以運(yùn)用鼠標(biāo)來(lái)完成。用鼠標(biāo)左鍵選中要?jiǎng)h除的圖標(biāo)，在圖標(biāo)上點(diǎn)擊右鍵進(jìn)入彈出式菜單，選擇Delete Graphics選項(xiàng)，圖標(biāo)被刪除。元素圖標(biāo)尺寸消除的改動(dòng)經(jīng)過(guò)鼠標(biāo)+Ctrl鍵來(lái)完成。用左鍵選中圖標(biāo)，按住Ctrl鍵，拖動(dòng)圖標(biāo)周?chē)筛膭?dòng)大小的小方框，小方框只出如今可以改動(dòng)大小的圖標(biāo)上，也可以用View/Graphical Editing菜單項(xiàng)編輯圖標(biāo)。.本步驟詳細(xì)定義模型根本元素任務(wù)參數(shù)以及各元素之間的邏輯關(guān)系，如系統(tǒng)構(gòu)造、被加工對(duì)象在各臺(tái)及其上的加工時(shí)間分

8、布、加工對(duì)象的工藝道路，以及其他規(guī)那么等。可以雙擊鼠標(biāo)左鍵，經(jīng)過(guò)彈出的Detail對(duì)話(huà)框來(lái)設(shè)定。3細(xì)節(jié)Detail設(shè)計(jì).經(jīng)過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)和修正模型，反復(fù)前三步得到正確的仿真模型之后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展一定時(shí)間范圍的運(yùn)轉(zhuǎn)，并在屏幕上動(dòng)畫(huà)顯示系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程，運(yùn)轉(zhuǎn)方式可以是單步的、延續(xù)的和設(shè)定時(shí)間的。本步驟經(jīng)過(guò)Witness提供的“Run工具欄 來(lái)進(jìn)展操作。Witness內(nèi)置平安系統(tǒng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)模型時(shí)，假設(shè)短少重要數(shù)據(jù)，將彈出提示和數(shù)據(jù)輸入對(duì)話(huà)框，從而維護(hù)模型。4運(yùn)轉(zhuǎn)Run.系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，經(jīng)過(guò)Reporting工具欄 顯示系統(tǒng)中元素的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀統(tǒng)計(jì)報(bào)告 。經(jīng)過(guò)該報(bào)告，可以分析系統(tǒng)中能夠村雜ude各種問(wèn)題；或經(jīng)過(guò)某

9、項(xiàng)目的來(lái)比較可選方案的優(yōu)缺陷。如機(jī)器的利用率、產(chǎn)品的經(jīng)過(guò)時(shí)間、在制品庫(kù)存等。5報(bào)告Report.Witness還提供了“Documentor模塊，經(jīng)過(guò)Model工具欄 ，顯示系統(tǒng)中選中Documentor ，可以讓我們提取計(jì)算機(jī)模型的各種信息，生成Word文檔或直接打印出來(lái)。主要包括消費(fèi)報(bào)告模塊沒(méi)有包含的有關(guān)元素的闡明型文字、規(guī)那么、活動(dòng)、中斷和根本信息。6歸檔Documentor.Witness還提供了系統(tǒng)優(yōu)化“Optimizer。假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)的績(jī)效將因其構(gòu)成元素的配置不同，而得到不同的結(jié)果，并不需求建立多種配置的計(jì)算機(jī)模型。我們可以直接運(yùn)用同一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，然后經(jīng)過(guò)“Optimizer模塊

10、來(lái)設(shè)定每一元素的可變屬性值的取值范圍，得到一個(gè)取值范圍集合，并設(shè)定表示績(jī)效的目的函數(shù)是最大值還是最小值進(jìn)展優(yōu)化仿真運(yùn)轉(zhuǎn)，就可以得到前n個(gè)最優(yōu)績(jī)效的系統(tǒng)配置n可自行設(shè)定。7優(yōu)化Optimizer.7.2 Witness建模與仿真過(guò)程運(yùn)用舉例下面經(jīng)過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)描畫(huà)運(yùn)用Witness進(jìn)展計(jì)算機(jī)模型建立的步驟。在該實(shí)例中，小部件Widget要經(jīng)過(guò)稱(chēng)重Weigh、沖洗Wash、加工Produce和檢測(cè)Inspect等操作。執(zhí)行完每一步操作后小部件經(jīng)過(guò)充任運(yùn)輸工具和緩存器的傳送帶conveyer傳送至下一個(gè)操作單元。小部件在經(jīng)過(guò)最后一道工序“檢測(cè)以后，脫離本模型系統(tǒng)。.本模型系統(tǒng)的流程圖如圖7-12所示模

11、型元素定義闡明：Widget為加工的小部件稱(chēng)號(hào)；Weigh、Wash、Produce和Inspect為四種加工機(jī)器，每種機(jī)器只需一臺(tái)；C1、C2和C3為三條保送鏈；SHIP是系統(tǒng)提供的特殊區(qū)域，表示本仿真系統(tǒng)之外的某個(gè)地方。圖7-12 加工系統(tǒng)模型流程圖 .經(jīng)過(guò)Define菜單，分別定義各個(gè)元素稱(chēng)號(hào)、類(lèi)型、數(shù)量，如表7-1表示。表7-1 元素稱(chēng)號(hào)、類(lèi)型、數(shù)量信息表.7.2.2 元素可視化Display的設(shè)置由于是動(dòng)畫(huà)仿真系統(tǒng)，因此對(duì)系統(tǒng)的每一個(gè)對(duì)象要進(jìn)展可視化定義。系統(tǒng)提供了圖形庫(kù)和顏色集，用戶(hù)可以根據(jù)本人的想象選擇適宜的圖形和顏色；同時(shí)，用戶(hù)還可以本人繪制系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象的圖形。本步驟需求選定

12、各個(gè)對(duì)象，然后可視化對(duì)象并進(jìn)展定位。.1、Part元素可視化的設(shè)置在元素選擇窗口選擇“Widget元素，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊Display，跳出Display對(duì)話(huà)框。在Display對(duì)話(huà)框顯示設(shè)計(jì)方式下拉列表框有兩個(gè)選項(xiàng)Draw和Update，選擇Draw項(xiàng)，在屬性下拉列表框中選擇“Name， 點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Name對(duì)話(huà)框。在Display Name對(duì)話(huà)框中分別設(shè)置顏色和字體，點(diǎn)擊 Draw鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。 .在屬性下拉列表框中選擇“Style，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Style對(duì)話(huà)框 。在Display Style對(duì)話(huà)框中分別設(shè)置Style和選

13、擇適宜的圖標(biāo)，點(diǎn)擊Apply即可。 .2、Machine元素可視化的設(shè)置在元素選擇窗口選擇Weigh元素，鼠標(biāo)右鍵單機(jī)Display，跳出Display對(duì)話(huà)框。在Display對(duì)話(huà)框顯示設(shè)計(jì)方式下拉列表框中選擇Draw項(xiàng)，在屬性下拉列表框中選擇“Name，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Name對(duì)話(huà)框。在Display Name對(duì)話(huà)框分別設(shè)置顏色和字體，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.在屬性下拉列表框中選擇“ICON，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Icon對(duì)話(huà)框。在Display Icon對(duì)話(huà)框中選擇適宜的圖標(biāo)，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊

14、左鍵即可。在屬性下拉列表框中選擇“Icon，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Icon對(duì)話(huà)框。在Display Icon對(duì)話(huà)框中選擇白色的圖標(biāo)，選中Color下的Show Status，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.在屬性下拉列表框中選擇“part Queue,點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Part Queue對(duì)話(huà)框。在Queue Type對(duì)話(huà)框中選擇Queue，在Queue Direction對(duì)話(huà)框中選擇Right，在Display Size對(duì)話(huà)框中設(shè)置為8，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.在屬性下拉列表框中選擇“Labor Qu

15、eue，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Part Queue對(duì)話(huà)框。在Queue Type對(duì)話(huà)框中選擇Queue，在Queue Direction對(duì)話(huà)框中選擇Right，在Display Size對(duì)話(huà)框中設(shè)置為8，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。其他的Machine元素Wash、Produce、Inspect可視化設(shè)置與Weigh的可視化設(shè)置一樣。.3、Conveyor元素可視化的設(shè)置在元素選擇窗口選擇C1元素，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊Display，跳出Display對(duì)話(huà)框，在Display對(duì)話(huà)框顯示設(shè)計(jì)方式下拉列表框中選擇Drew項(xiàng)，在屬性下拉列表框中選擇“Name，點(diǎn)擊

16、按鈕進(jìn)入Display Name對(duì)話(huà)框，在Display Name對(duì)話(huà)框分別設(shè)置顏色和字體，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.在屬性下拉列表框中選擇“Parts On，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Part On對(duì)話(huà)框。在Queue Type對(duì)話(huà)框中選擇Queue，在Queue Direction對(duì)話(huà)框中選擇Right，在Display Size對(duì)話(huà)框中設(shè)置1，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。在屬性下拉列表框中選擇“Icon，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Icon對(duì)話(huà)框。在Display Icon對(duì)話(huà)框中選擇適宜的圖標(biāo)，點(diǎn)擊Drew鼠

17、標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.4、Variable元素的可視化的設(shè)置在元素選擇窗口選擇Output元素，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊Display，跳出Display對(duì)話(huà)框。在Display對(duì)話(huà)框顯示設(shè)計(jì)方式下拉列表框中選擇Draw項(xiàng)，在屬性下拉列表框中選擇“Name，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Name對(duì)話(huà)框。在Display Name對(duì)話(huà)框中分別設(shè)置顏色和字體，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.在屬性下拉列表框中選擇“Value，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Value對(duì)話(huà)框。在Display Value對(duì)話(huà)框中分別設(shè)置顏色和字體及變量寬度，點(diǎn)擊Drew

18、鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。在屬性下拉列表框中選擇“Icon，點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入Display Icon對(duì)話(huà)框。在Display Icon對(duì)話(huà)框中選擇適宜的圖標(biāo)，點(diǎn)擊Drew鼠標(biāo)呈現(xiàn)“+形，把鼠標(biāo)挪動(dòng)到適當(dāng)位置點(diǎn)擊左鍵即可。.5、模型的標(biāo)志鍵圖標(biāo)Displaying Status Keys For The Model通常為了用不同顏色顯示元素的不同形狀，在模型規(guī)劃的邊緣區(qū)域設(shè)置標(biāo)志鍵，可以起到提示作用。設(shè)置步驟如下：1選擇View/Keys選項(xiàng)。2選擇Machine圖標(biāo)，改動(dòng)背景顏色使之與窗口顏色相匹配，然后點(diǎn)擊Draw按鈕，當(dāng)光標(biāo)變成十字尖頭的外形，將光標(biāo)挪動(dòng)到屏幕左上角要

19、設(shè)置鍵key位置處，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵創(chuàng)建出所需求的標(biāo)志鍵。.7.2.3 元素細(xì)節(jié)Detail設(shè)計(jì)本步驟要分別定義每個(gè)元素Detail對(duì)話(huà)框中的參數(shù)。機(jī)器的細(xì)節(jié)定義：本模型中對(duì)機(jī)器主要定義它們的機(jī)器類(lèi)型、加工周期、進(jìn)入規(guī)那么和送出規(guī)那么。.Witness提供了機(jī)器的類(lèi)型有：Single單流程、Batch批處置、Assembly組裝、Production消費(fèi)、General通用、Multicycle多周期和Multistation多站點(diǎn)這七種。經(jīng)過(guò)它們，可以很容易地對(duì)實(shí)踐運(yùn)用的機(jī)器建立模型。本例中四種機(jī)器類(lèi)型都是單流程的。.加工周期Cycle Time：加工周期可以是固定的時(shí)間值，也可以是隨機(jī)分布函數(shù)或

20、表達(dá)式。本例中四種機(jī)器的加工周期都采用固定時(shí)間值。進(jìn)入規(guī)那么input Rule:進(jìn)入規(guī)那么有自動(dòng)PUSH和被動(dòng)PULL兩種方式。對(duì)零件的進(jìn)入采用拉進(jìn)規(guī)那么。送出規(guī)那么Output Rule：也有自動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。當(dāng)零件加工完成后，采取自動(dòng)送出規(guī)那么。.各機(jī)器的加工周期、進(jìn)入規(guī)那么、送出規(guī)那么如表所示。.變量Output用來(lái)計(jì)算從Inspect中輸出的Widgets的量，將計(jì)數(shù)結(jié)果顯示在屏幕上。可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)Inspect機(jī)器的Detail來(lái)實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)步驟如下：1選中Inspect機(jī)器，雙擊其圖標(biāo)。2點(diǎn)擊細(xì)節(jié)對(duì)話(huà)框中的Actions On Finish按鈕。3在規(guī)那么編輯框中輸入語(yǔ)句：Output=Output+14點(diǎn)擊OK確認(rèn)。.Conveyor的細(xì)節(jié)定義：1選中c1保送帶，雙擊其圖標(biāo)。2在保送帶的挪動(dòng)速度Index Time保送帶將小零件向前挪動(dòng)一個(gè)零件按的長(zhǎng)度所需求的時(shí)間下輸入語(yǔ)句：0.5。3點(diǎn)擊OK確認(rèn)。其他Co