系統(tǒng)仿真課程設(shè)計報告

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仿真課程設(shè)計

——柔性制造系統(tǒng)仿真與優(yōu)化

學院：機械工程學院專業(yè)：物流工程班級：物流081班姓名：黃維學號：40840220指導老師：趙寧時間：2023年3月

北京科技大學08級物流工程課程設(shè)計柔性制造系統(tǒng)仿真與優(yōu)化黃維40840220

目錄

1、設(shè)計內(nèi)容與目的22、課程設(shè)計組織形式23、課程設(shè)計內(nèi)容2

3.1所需設(shè)計資料23.2柔性制造系統(tǒng)仿真建模步驟33.3仿真優(yōu)化步驟33.4課程設(shè)計內(nèi)容要求33.5最終提交內(nèi)容43.6課程設(shè)計具體要求44、課程設(shè)計基本目標45、課程設(shè)計基本材料5

5.1柔性制造系統(tǒng)狀況55.2產(chǎn)品工藝狀況75.3訂單狀況86、主要技術(shù)9

6.1傳感器（sensor）96.2隊列任務(wù)106.3沖突化解116.4注意問題127、柔性制造系統(tǒng)建模13

7.1建模元素137.2系統(tǒng)模型搭建137.3Entity的屬性設(shè)置147.4AGV小車——Transporter167.5Track與sensor的設(shè)計167.6隊列任務(wù)與沖突化解177.7模型中的各種方法18

7.7.1Megettask方法187.7.2控制小車方向的方法197.7.3控制小車當前位置改變的方法197.7.4控制工件從緩沖到小車的方法197.7.5控制工件從小車到緩沖的方法207.7.6控制設(shè)備加工時間的方法207.8Chart218、模型分析與優(yōu)化22

8.1基本模型的運行分析228.2訂單按時間分批投入238.3訂單按順序循環(huán)投入238.4多小車模型的優(yōu)化248.5提高小車速度288.6改變設(shè)備緩沖容量289、優(yōu)化方案28

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1、設(shè)計內(nèi)容與目的

本課程設(shè)計是與物流工程專業(yè)教學配套的實踐環(huán)節(jié)之一，結(jié)合《現(xiàn)代生產(chǎn)管理》、《設(shè)施布置與規(guī)劃》、《離散系統(tǒng)建模與仿真》等課程的具體教學知識點開展。在完成以上課堂教學的基礎(chǔ)上，進行一次全面的實操性鍛煉。設(shè)計采用企業(yè)的實際案例數(shù)據(jù)，要求學生完成兩大方面的實際設(shè)計內(nèi)容：

?生產(chǎn)線物流仿真建模；?生產(chǎn)線物流優(yōu)化方案設(shè)計；

通過本環(huán)節(jié)的設(shè)計鍛煉，讓學生加深對本課程理論與方法的把握，同時具備分析和解決生產(chǎn)運作系統(tǒng)問題的能力，改變傳統(tǒng)的理論教學與生產(chǎn)實際脫節(jié)的現(xiàn)象。

2、課程設(shè)計組織形式

課程設(shè)計過程以個人方式進行，由指導教師向?qū)W生發(fā)放有關(guān)的課程設(shè)計背景資料，并向?qū)W生陳述課程設(shè)計的方法、步驟和要求，設(shè)計過程采取課堂集中輔導，分散設(shè)計的方式進行。課程設(shè)計要求每個同學獨立完成，課程設(shè)計終止要求提交一份課程設(shè)計報告書，并進行課程設(shè)計方案演示和辯論，評出若干優(yōu)秀設(shè)計成果。

3、課程設(shè)計內(nèi)容

以某企業(yè)柔性制造系統(tǒng)（FMS）為對象(見附件資料)，按該企業(yè)的生產(chǎn)實際資料為設(shè)計依據(jù)。對該柔性制造系統(tǒng)進行建模和仿真，通過模擬該制造系統(tǒng)的物流狀況，尋覓優(yōu)化的物流方案進行產(chǎn)能平衡，并針對優(yōu)化后的方案再次進行仿真，對比兩個仿真結(jié)果在交貨期要求，設(shè)備利用率等方面的不同，并制定該柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)計劃。

3.1所需設(shè)計資料

1)某企業(yè)柔性制造系統(tǒng)現(xiàn)有布置草圖；

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2)生產(chǎn)訂單；包括：產(chǎn)品品種、數(shù)量、交貨期要求；3)各訂單產(chǎn)品的工藝流程、各工序的工時定額；

4)該柔性制造系統(tǒng)的詳細設(shè)施狀況；包括：設(shè)備、緩沖容量、AGV速度、容量和數(shù)量、工人裝卸時間等。

3.2柔性制造系統(tǒng)仿真建模步驟

1)了解和分析某企業(yè)柔性制造系統(tǒng)原有設(shè)施布置圖和詳細設(shè)施狀況，分析各設(shè)施對應Em-Plant中的仿真元素；

2)根據(jù)手頭把握的訂單生產(chǎn)任務(wù)量，確定用來表達定單狀況的的Em-Plant元素，設(shè)計仿真方案；

3)理順各設(shè)備和AGV小車的工作規(guī)律；

4)采用sensor元素控制AGV小車實現(xiàn)簡單的搬運；5)設(shè)計AGV運輸工件的規(guī)則；

6)設(shè)計工件進入生產(chǎn)線的投產(chǎn)時間和數(shù)量；7)采用任務(wù)隊列技術(shù)控制AGV小車；

8)對可能出現(xiàn)的沖突進行化解，并調(diào)試仿真模型直至運行良好。

3.3仿真優(yōu)化步驟

1)仿真不同的投產(chǎn)方式和生產(chǎn)模式的組合，通過屢屢仿真對生產(chǎn)周期和設(shè)備利用率兩個指標對不同的組合方式進行評價，找出最優(yōu)的方式；

2)仿真多輛AGV小車協(xié)同工作，尋覓評價指標最優(yōu)的小車數(shù)量；3)自定義一組訂單，仿真得出生產(chǎn)周期和設(shè)備利用率。

3.4課程設(shè)計內(nèi)容要求

基本要求：

1)要求在現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)單輛AGV小車的自動運行，可對題目給出的訂單進行仿真；

2)要求可用圖表等方式直觀顯示仿真結(jié)果；

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3)不要求對工人的仿真，既默認工人資源隨時可用；

附加要求：

1)構(gòu)建柔性生產(chǎn)線的三維仿真模型，并可模擬生產(chǎn)線運行過程。2)可對自定義數(shù)量的多輛AGV小車進行仿真。

3)要求使用dialog對象實現(xiàn)定單參數(shù)、AGV小車數(shù)量、工件工藝路線、加工時間、投產(chǎn)方式和AGV工作模式等數(shù)據(jù)的參數(shù)化，并可通過修改參數(shù)完成仿真模型的修改。4)有余力的同學可嘗試工人資源的仿真。

5)有余力的同學可使用設(shè)施布置和規(guī)劃中的知識分析該該柔性制造系統(tǒng)的設(shè)備布局狀況，并針對新的設(shè)備布局進行仿真。

3.5最終提交內(nèi)容

1)最終結(jié)果要求提供詳細的仿真報告。解釋設(shè)計過程的每一步，說明仿真過程和步驟，統(tǒng)計仿真結(jié)果；2)最終仿真模型；

3)最終優(yōu)化后的投產(chǎn)方式和生產(chǎn)模式。

3.6課程設(shè)計具體要求

1)設(shè)計過程個人進行，完成設(shè)計方案；

2)設(shè)計過程必需獨立完成，不得抄襲，避免方案出現(xiàn)雷同；3)課程設(shè)計原則上在3周內(nèi)