WITNESS进行多产品多阶段加工仿真系统设计与分析
1 z6 }. w- K* ?10.1 加工系统描述
0 @' f/ o8 q" H0 }有一个制造车间由5组机器组，加工三种产品。每种产品分别要求完成4，3和5道工序，而每道工序必须在指定的机器组上，按照事先规定好的工艺顺序进行。 ! i6 v2 g) h, y2 C. X" h" {
+ Z# `0 _; [" G# ]# L, a
% C- L* F% v9 R7 H$ }" D仿真目的：
2 U' B% w @, `* G6 d% ?4 e4 M5 X' y6 {1 K" G$ s8 h( J
6 j4 S( n/ E; q8 {6 Q8 Gl 熟悉系统元素ROUTE的用法。
# I$ Q9 K6 g6 {+ i: e& b e# [
' S/ k }+ j% V5 M$ j
% j6 _6 R6 F/ ^* S; U3 E+ D } Cl 了解工艺视图process views的用法。 , y+ C! u, s/ Q3 }' o
8 b- O: q, D" ?5 T6 {. Z
$ H# `8 ]6 G& [/ {$ \l 了解多产品多阶段加工仿真系统设计
# [" v: A- y8 c" v( B
5 ^8 o- `9 X0 d1 F% i) Y5 r0 q
4 _" R! y+ [/ V, D假定在保持车间逐日连续工作的条件下，来仿真365个8小时工作日的工作，计算每种产品在队列中的平均总等待时间和作业总平均等待时间，以及每组机器队队列中的平均作业数、平均利用率以及平均等待时间。并试图进行改善。 . L* P& i( m6 R+ }5 P6 w7 L: z
' s- C5 J# ?+ \! M' n, ^+ S
6 I7 @, i; e+ z3 s
该模型可以参看随书光盘models目录下的MulStageMulProduct.mod文件。
, x) S; d/ \! E2 S' D
$ f0 C$ ~' r) \1 b; z& m( x b
9 i6 X6 V4 n1 r* q/ j/ u* j10.2 加工系统数据 . @; f0 `, k; ~) q
第1，2，3，4，5组机器分别有3，2，4，3，1台相同的机器，三种产品原料到达车间的间隔时间分别服从均值为50，30，75分钟的指数型随机变量。 ( s. w: j, N- }& t
- S2 C2 G* l3 q r9 W
- d! X* Y; k: F2 }
三种产品的工艺路线如表10.1所示。于是，第1种作业首先在第3组机器上加工，然后在第1组、再后来在第2组机器上加工，最后在第5组机器上完成最后工序， 8 _$ l4 z7 x. o) m6 O* a
, d8 n* \, o4 T4 S
) V. D/ U, X2 |3 V4 n6 H& w9 S表10.1 产品加工工艺路线与各工序加工时间参数
% ?% m5 h; J Y6 Y% [
! Q1 k; K+ l: f2 ~4 v; Y- t, n' i; O' w% i
产品类型 % {0 d. b: m' |) `8 g
, K- O% }! R2 X8 T机器组别
! p: E4 v- D! Z; S+ m& O
. \: z0 R' I/ S/ l3 e9 |) L6 ?相继工序平均服务时间/MIN
, R1 _. V* t8 y' x* S1 ?. Q; k- n9 k0 _4 @9 i
1 - P, y. Q' G" h1 s* E, q: |% e
8 ]4 M+ D% t% i: y3，1，2，5
+ o" s2 T& m/ k6 }
7 G8 p( n! b( U( h9 x0 T0 |1 p" }30，36，51，30
9 D1 q! k4 M+ {1 C" P
, x/ L- L, `1 {2 g( B2 I* \2
) I' w9 c; x( F
X0 N% D2 Y- F4，1，3
& k2 t4 k9 _1 u, u1 x
) m# W5 ~0 H; I( y+ }# e) ?# I66，48，45
$ j% {, O: G1 I0 U6 V1 }; y# b: I8 Y) r! t8 W o6 h( s8 d
3 , _3 r, f R# ]& g* N# G* u1 P8 u
% d. B! {5 v1 S* H, |# p q4 ~2，5，1，4，3 ) p3 y @! a7 a2 t' d
7 D4 z1 X. U1 I4 j
72，15，42，54，60 , b/ F' V, \- D( R; A3 u
1 n0 E T6 U7 D如果一项作业在特定时间到达车间，发现该组机器全都忙着，该作业就在该组机器处排入一个FIFO规则的队列，如果前一天没有完成的任务，第二天继续加工。在特定机器上完成一个工序的时间是一种按二阶爱尔朗分布的随机变量，它的平均值取决于作业的类别以及机器的组别。每种作业的每道工序的平均服务时间如表1所示，于是，一个第2类作业在第4组机器上（第一道工序）的平均服务时间要66分钟。 & o4 L* R/ R) g: z t0 \ o3 `
) b* ^* T2 v+ c6 x2 ~% M
. z# b) z8 E! P+ d3 c+ l
10.3 仿真模型的建立 p0 P7 g+ h* L
10.3.1 元素定义define 3 U: t0 j5 ~, b- R M% C$ \, A% ~
本系统的元素定义如表10.2所示。 & G' q0 Z* p& E9 l1 C& {+ N
1 W e; g5 q" v% {8 ?
?4 e2 {/ g! D表10.2 实体元素定义 ! @# X0 B0 P$ O9 z
$ ~1 w4 N$ B5 }7 u S& F& ~/ ]! y- d# O" S1 P7 m
元素名称
1 f$ W: w" a2 ]. Z; g1 L' d% I1 V5 G9 {
类型 ; Q+ T% k9 q; f
8 N7 O9 z2 [( e# z+ o' c# O' F
数量
" K$ B4 C w7 J8 o- Y8 C- q! R
0 _5 ~9 c% y. b- _( a/ |6 v9 i说明 2 w( O9 s n7 H- u) M
% l6 W% N' n5 @1 R6 ]) d4 CA 5 q0 n7 k$ [# ]$ x) ^& _5 }
/ |5 t+ J5 \* \, V
Part 0 }! A' B9 J0 T) t3 ~) w
4 W& [$ C/ j% C$ U% {- B7 h
1 % p0 D: h, y) ?$ U# e4 T
: `6 f: |/ C% s' {产品A & P8 a, W4 Z! Y6 }; i( u
' Z+ Z; g; a: c( C' s7 O/ m+ W
B , t4 N3 n" V/ |- }* l8 K2 n4 z, v
+ A' r% F6 f# Y6 U
Part . u1 C: A9 ? h* J5 Z
7 P+ C: W' z) M9 ?" p! j' x+ b0 }
1
, ^1 X! v. b% B
) \% U- c; B) M产品A
+ a% e% E( J; S: f. Z F2 j. W+ u, o5 V4 h/ u |6 b
C
. I( _/ v, K5 V4 I4 }* ~! G
0 R, B0 e1 v0 ]8 G/ vpart
. p2 | I4 {5 S' H' Z/ a9 C2 F& U: [* V- ?
1
7 y( q) L) i+ M( \/ `6 D2 A
8 {5 j! J- K" U! G产品A
2 r, c# A/ t* e) C& Y" i9 R, W7 ?3 {+ q! Y8 V" m C3 T0 S
Machine1
2 q z3 I" n* ^, |- B$ N1 V
- Y: V& Y: }3 t5 ~1 P8 rmachine T$ @- E7 D$ R
! j: s2 U, U, w3 , K2 H4 r- g0 ]" f) q! ], a5 X
% z, f+ {% r$ s- R" \6 r: }1 Y% n
机器组1
8 p/ q1 _, R6 ~/ Z' d0 s' n& q# |5 U
Machine2 ! I! Q3 G+ l" K" s, D
/ j. c1 T, }. mMachine
5 E7 ~8 V4 v2 b7 s
, | |( K' C! q6 ]& `2
6 a/ C. z a3 t: t: J+ B4 H& Y0 F7 _2 n9 p0 W/ v% O
机器组2
: D* p6 V _3 l, ]8 \) Y# p! U, M6 o7 |( T6 t @: ?6 w$ q! ]/ [
Machine3
* a0 F8 _7 G z, a* X( b! q' |2 |0 R4 j
Machine
& }& N( q! \* B
B K( k$ _; O' S4 $ m: {: q) ^8 ^6 Q% t2 b
; H2 [: I' ?& K3 Q c: N
机器组3 9 ?, i0 d! l p- t% `
4 F+ g ?2 f. a8 {4 n5 d) L
Machine4 ( M& v: E7 @; w1 I$ z9 T
0 s9 q3 g' Z R! t; p& e' u' W5 jMachine
4 T0 l& _+ m5 b" y; l& Y% {+ d7 u# a0 a% C
3 , h& p" \' R1 {. n# e
9 ]4 _& o% i. m2 s3 m1 y
机器组4 9 m- E+ o6 E4 |. j f- U
, J) W% g2 N. _% `( T/ M2 A
Machine5
5 p, [2 q8 Y2 t/ e( w0 ~8 c% X8 A. Z/ @! }5 D# g
Machine . N+ g: A/ s5 w/ V0 C# e
$ F0 r5 _8 R8 G J0 B$ R" {
1
- }& P/ \. Z* g+ e- P8 V/ T3 j+ J6 \* c6 F/ _, y
机器组5
& V3 k+ s1 ], M' {2 e: f; j7 y0 l2 i+ D+ A9 F- K3 |
Buffers1 6 }! T" l6 I! }! W# j
+ _% P$ k7 V& z
Buffer
$ p$ G! d( b9 X$ N
/ r1 E4 b0 k0 R1
6 X3 ^- U( L. h* O# B6 Y: w" p% n' C3 ^+ _4 F/ [9 H& _
机器组1的输入缓冲区 $ h8 X- D: f; r9 W$ X2 f: {5 e' P
3 J. V! @1 R* ?$ O# SBuffers2
) u: J0 ~2 j" {0 U$ X4 Z$ h! x; ?* F/ U7 @
Buffer
5 |$ _! Z5 D" {' c3 `4 H9 S. v2 E' f3 A; [7 C8 [- d O) [! r ~; S' ~
1 7 v3 t! `. B/ B
# C; p; X* H3 V+ J |4 o9 a机器组2的输入缓冲区 " q- {& v6 Y( l; Q- X; s
, J$ [# t, L- z9 a
Buffers3
9 \6 Y% V" s) S; g; X" H. _, k: |+ _4 y: u: m! W
Buffer $ f+ i4 |7 P! ?
- p* r1 `) L8 F* Q1 ( o; K1 B5 S& n; m- k- Q* I% N
4 Z4 ^- x$ v( n; g机器组3的输入缓冲区 3 h9 T- X9 |$ Z+ g" G
0 _# S( O4 X6 O4 J: r9 U- IBuffers4
0 @& G9 U/ h- c. J9 u
6 A( ?. a9 `' z k* [2 c' F* ^Buffer
6 N' u- ]8 ]: q! e# D) @, H( y0 |3 Y% ?/ u
1
+ U2 m1 H% `9 V9 W$ l
6 A, r2 `/ g) g3 U9 R |3 L" W机器组4的输入缓冲区 8 E# x0 Z, C+ [6 ]2 {
2 c2 r& v4 W: H/ K" F2 M+ f* ]. {
Buffers5 # F% U" s- A# |# j) M
4 r- W2 t5 B k, k
Buffer $ {( x- b! d: b! ]& ?
) y9 r( r2 c( Q* C9 P6 Y( i
1 2 H' o4 ~" W( @0 e! C# x2 y( ?
. L. e" @; q) u7 H& f! Q$ v机器组5的输入缓冲区 : o& k* A9 P+ W1 {5 T% F7 M$ P) O
( G" d0 t6 u2 r$ `$ N2 B10.3.2 元素显示display的设置
' a5 ?" b# \7 Z* V A各个实体元素的显示特征定义设置如图10.1所示。 2 O8 C8 R( H" I8 z' s% t
3 {3 \9 V( I6 A9 Y
# s$ @+ \$ j9 q/ _& [! z1 l$ U9 H
2 }+ `1 _) T6 d3 |" j" P
; p8 B: d+ {, C图10.1 各个实体元素的显示特征
2 B$ B* p' x& F) n- V* v9 L: z* T, D" f& h* _: j8 w
, Z; h0 i3 N4 d0 W/ T Q1 x; F7 n
10.3.3 各个元素细节（detail）设计 ( E- H* r7 I9 n, s. l4 f( R. ~
表10.3 产品的general页细节设计
1 Y8 ? t9 x2 W6 B1 l ?2 c
+ m, m. T7 R( V( B" E+ k2 d4 [6 `" f n) u& }( r
产品名称
0 W3 f5 t% o+ m F" M( I; p @1 U, L1 F0 f
Arrivals type . j! @! ^% R9 s: D
* O! o5 e% Z. J
Inter arrival
. S D8 D1 E1 _' ?. k9 T" t& ]+ \7 k! \ s
to 1 @" Y2 L( X) E, s
% x+ {$ f# C% F3 z2 J; DA & C; s6 N7 i/ e1 f3 ~; h9 ^
) M" I6 ~' F, vActive 9 w% F$ F% W0 Y, i, `( n. d
0 j8 i' E" c9 Y9 F. ?9 x# |5 gNEGEXP (50,11) " `0 n. T3 H o- `0 G* O
0 [' d$ n3 S6 l. T: x/ O1 M
Push to route
, C% w$ m9 T% Z
3 k6 s9 B8 i* F( n/ gB
% Z9 r6 S' p0 A; u _8 {5 A+ t( }( g. W2 R# D6 P. Z9 N
Active
# i1 v& _& K$ X6 Y0 l7 F3 X# t2 f8 {; S3 ?/ p/ v
NEGEXP (30,11)
G* K- V& L: B# U# j! W
& k$ B s0 k/ SPush to route
% Y) L3 _, A- ~6 R7 o
2 R1 K2 L+ ~+ ~4 H2 ~* d7 sC
7 C% v7 a( y) U2 @5 }/ Z( r; G, V4 ?% m7 x4 ?5 W
Active . W9 D! @* E- h
/ w& ~, P0 y. A, v5 i
NEGEXP (75,11) ! R$ w. r' w* y7 D* K2 |
& p5 D( P) t1 qPush to route # V1 ], B( \2 b# b( F8 M1 W u/ C
2 Q; Z1 l# ^% C" b+ X5 {
产品A、B、C的加工路径ROUTE设计：通过双击各个产品图标，在弹出式页框中选择其ROUTE页，如图10.2所示，分别进行设计。 |
发表于 2007-9-11 11:03:10
