第7讲 Witness仿真系统1
witness生产系统建模与仿真平台教程
第一章 系统仿真简介.......................................................................................................................- 1 -1.1仿真技术的产生与发展 (1)1.1.1 仿真软件的发展.................................................................................................................- 2 -1.1.2 仿真建模方法学的发展.....................................................................................................- 3 -1.2系统、模型与仿真 (4)1.2.1 系统.....................................................................................................................................- 4 -1.2.2 模型.....................................................................................................................................- 5 -1.2.3 仿真.....................................................................................................................................- 5 -1.3离散事件系统仿真 (6)1.3.1 基本概念.............................................................................................................................- 6 -1.3.2 模拟表.................................................................................................................................- 8 -1.3.3 离散事件系统仿真的分类...............................................................................................- 10 -1.3.4 未来事件表.......................................................................................................................- 11 -1.3.5 离散事件系统仿真基本策略...........................................................................................- 13 -1.4系统仿真的一般步骤 (14)1.4.1 问题的定义.......................................................................................................................- 14 -1.4.2 制定目标和定义系统效能测度.......................................................................................- 15 -1.4.3通过合理假设描述系统....................................................................................................- 15 -1.4.4 仿真输入数据分析...........................................................................................................- 16 -1.4.5 建立计算机模型...............................................................................................................- 16 -1.4.6 验证和确认模型...............................................................................................................- 17 -1.4.7 仿真模型的运行...............................................................................................................- 17 -1.4.8 仿真输出分析...................................................................................................................- 17 -第二章 离散事件系统仿真基本方法...............................................................................................- 19 -2.1概率统计基本概念 (19)2.1.1 确定事件和随机事件.......................................................................................................- 19 -2.1.2 随机变量与概率...............................................................................................................- 19 -2.2随机数和随机变量的产生 (20)2.2.1 伪随机数...........................................................................................................................- 20 -2.2.2 伪随机数的产生方法.......................................................................................................- 21 -2.2.3 随机变量的生成...............................................................................................................- 25 -2.3W ITNESS中随机分布函数 (27)2．3．1 伪随机数流PRNS..........................................................................................................- 27 -2．3．2 随机分布函数详解.......................................................................................................- 28 -2.4仿真数据分析 (38)2．4．1 影响仿真输出结果的因素...........................................................................................- 38 -2．4．2仿真输出数据分析方法................................................................................................- 39 -第三章 WITNESS仿真系统软件综述................................................................................................- 43 -3．1W ITNESS 2003的安装与启动 (43)3.1.1 安装环境...........................................................................................................................- 43 -3.1.2 安装步骤...........................................................................................................................- 43 -3.1.3 启动Witness 2003..........................................................................................................- 47 -3．2W ITNESS 2003用户界面 (49)3.2.1 标题栏...............................................................................................................................- 50 -3.2.2 菜单栏...............................................................................................................................- 50 -3.2.3 工具栏...............................................................................................................................- 60 -3.2.4 元素选择窗口...................................................................................................................- 60 -3.2.5 状态栏...............................................................................................................................- 60 -3.2.6 用户元素窗口（Designer Elements）.........................................................................- 60 -3.2.7 系统布局区.......................................................................................................................- 64 -3．3W ITNESS 2003建模元素 (64)3.3.1离散型元素........................................................................................................................- 64 -3.3.2 连续型元素.......................................................................................................................- 65 -3.3.3 运输逻辑型元素...............................................................................................................- 65 -3.3.4 逻辑元素...........................................................................................................................- 65 -3.3.5 图形元素...........................................................................................................................- 65 -3．4W ITNESS 2003建模与仿真过程 (65)3．5W ITNESS 2003建模与仿真过程应用举例 (66)第四章 元素——模型的重要组成部分...........................................................................................- 69 -4.1离散型元素 (69)4.1.1 零部件（Part）...............................................................................................................- 69 -4.1.2 机器（Machine）.............................................................................................................- 69 -4.1.3 输送链（Conveyor）.......................................................................................................- 70 -4.1.4 缓冲区（Buffer）...........................................................................................................- 70 -4.1.5 车辆（Vehicle）.............................................................................................................- 71 -4.1.6 轨道（Track）.................................................................................................................- 71 -4.1.7 劳动者（Labor）.............................................................................................................- 71 -4.1.8 路径（Path）...................................................................................................................- 71 -4.1.9 模块（Module）...............................................................................................................- 71 -4.2连续型元素 (72)4.3运输逻辑型元素 (72)4.3.1 运输网络（Network）.....................................................................................................- 72 -4.3.2 单件运输小车（Carrier）.............................................................................................- 73 -4.3.3 路线集（Section）.........................................................................................................- 73 -4.3.4 站点（Station）.............................................................................................................- 73 -4.4逻辑元素 (74)4.4.1 属性（Attribute）.........................................................................................................- 74 -4.4.2 变量（Variable）...........................................................................................................- 74 -4.4.3 分布（Distribution）...................................................................................................- 75 -4.4.4 函数（Function）...........................................................................................................- 75 -4.4.5 文件（File）...................................................................................................................- 76 -4.4.6 零部件文件（Part File）.............................................................................................- 76 -4.4.7 班次（Shift）.................................................................................................................- 76 -4.5图形元素 (77)4.5.1 时间序列图（Time Series）.........................................................................................- 77 -4.5.2 饼状图（Pie Chart）.....................................................................................................- 77 -ii4.5.3 直方图（Histogram）.....................................................................................................- 77 -第五章 规 则...................................................................................................................................- 78 -5.1输入规则（I NPUT R ULE） (78)5.2输出规则（O UTPUT R ULE） (79)5.3劳动者规则（L ABOR R ULE） (80)5.3.1 劳动者规则概述...............................................................................................................- 80 -5.3.2 三种劳动者规则...............................................................................................................- 80 -5.3.3 劳动者规则的例子...........................................................................................................- 84 -第六章 常用的系统函数...................................................................................................................- 85 -6.1数学函数 (85)6.2转换函数 (87)6.3模型交互对话函数 (89)6.4数据库函数 (91)6.5E XCEL函数 (93)6.6常用元素函数 (94)6.7用户自定义函数 (96)第七章 WITNESS程序设计基础........................................................................................................- 98 -7．1变量类型 (98)7.1.1 整型（Integer）.............................................................................................................- 98 -7.1.2 实型（Real）...................................................................................................................- 98 -7.1.3 名型（Name）...................................................................................................................- 98 -7.1.4 字符串型（String）.......................................................................................................- 98 -7．2运算符及表达式 (99)7．2．1 算术运算符...................................................................................................................- 99 -7．2．2 关系运算符...................................................................................................................- 99 -7．2．3 逻辑运算符...................................................................................................................- 99 -7．2．4 转换运算符...................................................................................................................- 99 -7．3程序三种基本结构 (100)7．3．1 顺序结构.....................................................................................................................- 100 -7．3．2 分支结构.....................................................................................................................- 100 -7．3．3 循环结构.....................................................................................................................- 101 -第八章 可视化仿真项目的设计及运行实例.................................................................................- 103 -8.1流水线仿真系统 (103)8.1.1 引言.................................................................................................................................- 103 -8.1.2 模型概述.........................................................................................................................- 103 -8.1.3 构建第一阶段（Stage1）模型.....................................................................................- 104 -8.1.4 构建第二阶段（Stage2）模型.....................................................................................- 109 -8.1.5 构建第三阶段（Stage3）模型.....................................................................................- 112 -8.1.6 构建第四阶段（Stage4）模型.....................................................................................- 114 -8.1.7 构建第五阶段（Stage5）模型.....................................................................................- 117 -8.1.8 构建第六阶段（Stage6）模型.....................................................................................- 118 -iii8.2.1 模型流程概述...............................................................................................................- 119 -8.2.2 定义元素.......................................................................................................................- 120 -8.2.3 可视化元素...................................................................................................................- 120 -8.2.4 详细定义元素...............................................................................................................- 122 -8.2.5 仿真运行.......................................................................................................................- 124 -8.2.6 小结.................................................................................................................................- 124 -8.3属性模型 (124)8.3.1 模型概述.........................................................................................................................- 124 -8.3.2 元素定义.........................................................................................................................- 124 -8.3.3 可视化元素.....................................................................................................................- 125 -8.3.4 详细定义.........................................................................................................................- 125 -8.3.5 运行模型.........................................................................................................................- 126 -8.3.6 小结.................................................................................................................................- 126 -8.4输送链模型 (127)8.4.1 模型概述.........................................................................................................................- 127 -8.4.2 元素定义.........................................................................................................................- 127 -8.4.3 可视化元素.....................................................................................................................- 127 -8.4.4 Conveyor详细对话框介绍............................................................................................- 128 -8.4.5 详细定义.........................................................................................................................- 128 -8.4.6 运行模型及分析.............................................................................................................- 129 -8.4.7 输送链类型不同的差异.................................................................................................- 130 -8.4.8 小结.................................................................................................................................- 131 -8.5函数模型 (131)8.5.1 模型概述.........................................................................................................................- 131 -8.5.2 定义元素.........................................................................................................................- 131 -8.5.3 可视化元素.....................................................................................................................- 132 -8.5.4 详细定义.........................................................................................................................- 132 -8.5.5 运行模型.........................................................................................................................- 132 -8.5.6 小结.................................................................................................................................- 133 -8.6随机分布模型 (133)8.6.1 模型概述.........................................................................................................................- 133 -8.6.2添加属性元素及处理函数分布的步骤..........................................................................- 133 -8.6.3 详细定义.........................................................................................................................- 133 -8.6.4 运行模型.........................................................................................................................- 135 -8.7路径模型 (136)8.7.1 模型概述.........................................................................................................................- 136 -8.7.2 定义元素.........................................................................................................................- 136 -8.7.3 可视化元素.....................................................................................................................- 137 -8.7.4 详细定义.........................................................................................................................- 139 -8.7.5 运行模型.........................................................................................................................- 142 -8.8EXCEL数据交互模型 (143)8.8.1 模型概述.........................................................................................................................- 143 -8.8.2 预备知识.........................................................................................................................- 144 -iv8.8.4 可视化元素.....................................................................................................................- 145 -8.8.5 详细定义.........................................................................................................................- 145 -8.8.6 仿真运行及结果分析.....................................................................................................- 148 -第九章 文档器及其应用.................................................................................................................- 149 -9.1文档器对话框介绍 (149)9.2选择形成报告的数据 (150)9.2.1 添加仿真对象数据.........................................................................................................- 150 -9.2.2 删除所选定的对象.........................................................................................................- 150 -9.2.3 重排report列表中对象的次序...................................................................................- 150 -9.3生成报告 (150)9.4文档器报告 (151)第十章 优化器简介和应用.............................................................................................................- 160 -10.1示例模型流程介绍 (160)10.2优化变量 (161)10.3相关时间值 (161)10.4员工选择规则 (162)10.4.1 订单记录处理...............................................................................................................- 162 -10.4.2 订单确认处理...............................................................................................................- 162 -10.4.3 电脑组装处理...............................................................................................................- 162 -10.4.4 检测处理.......................................................................................................................- 162 -10.5目标函数 (162)10.6优化 (163)10.6.1 优化步骤.......................................................................................................................- 163 -10.6.2 Model Optimization 4.0设置窗口介绍..................................................................- 163 -10.6.3 进行优化设置...............................................................................................................- 165 -10.6.4 运行优化与结果分析...................................................................................................- 165 -第十一章 多原料多阶段加工仿真系统设计.................................................................................- 166 -11.1加工系统描述 (166)11.2加工系统数据 (166)11.3仿真模型的建立 (166)11.3.1 元素定义（Define）...................................................................................................- 166 -11.3.2 元素显示（Display）的设置.....................................................................................- 167 -11.3.3 各个元素细节（Detail）设计...................................................................................- 167 -11.3.4 工艺流程图的显示.......................................................................................................- 169 -11.4模型运行和数据分析 (171)11.5模型的进一步完善 (171)第十二章 垃圾回收物流仿真系统.................................................................................................- 173 -12.1垃圾回收物流系统介绍 (173)12.2数据信息 (173)12.2.1 地理位置及需求信息...................................................................................................- 173 -v12.2.2 与运输车辆有关的信息...............................................................................................- 174 -12.2.3 与垃圾相关的信息.......................................................................................................- 174 -12.3系统逻辑结构 (175)12.4仿真模型的建立 (175)12.4.1 元素定义（Define）...................................................................................................- 175 -12.4.2 元素显示（Display）.................................................................................................- 177 -12.4.3 元素详细设计...............................................................................................................- 178 -12.4.4 数据处理子模块...........................................................................................................- 183 -12.4.5 目标函数Objfun()中的程序......................................................................................- 184 -12.5仿真运行与结果分析 (184)vi第一章 系统仿真简介在现实世界中，事物并不是孤立存在的。
第7章 witness简介
7.2.1.4 缓冲区（Buffer） 缓冲区是存放部件的离散元素。例如存放即将循环焊接的电路板，
即将用于旅行的真空包装食品的储藏区，位于加工区的盛放产品部件的 漏斗形容器等等物体都称为缓冲区。
缓冲区是一种被动型元素，既不能像机器元素一样主动获取部件， 也不能主动将自身存放的部件运送给其他元素；它的部件存取依靠系统 中其他元素主动的推或拉。我们可利用缓冲区规则，使用另一个元素把 部件送进缓冲区或者从缓冲区中取出来。部件在缓冲区内还按一定的顺 序整齐排列（例如，先进先出，后进先出）。
7.2.1.5 车辆（Vehicle ） 我们用它来建立的装置模型可以将一个或多个部件从一个地点运载到另一个 地点。（例如，卡车，起重机，铲车）。车辆沿着轨道（track ）运动。
7.2.1.6 轨道（Track） 轨道是一种代表车辆运输部件时所遵循的路径的离散元素。它们也定义了车 辆装载、卸载或停靠的地点。 车辆所走的路径是由一系列轨道组成的。每条轨道都是单向的；假如你需要 一条双向的轨道，只需定义两条沿相同线路但方向相反的轨道就可以了。车 辆在“尾部”（rear ）进入轨道并向“前部”（front）运动。一旦到达前部， 该车辆可以进行装载、卸载或其它的操作。然后它将移动到下一条路线的尾 部并开始向那条路线的前面运动。
第7讲 WITNESS仿真系统软件
综述
zhaoyuexia@
7.1 witness 综述
Witness 是由英国lanner 公司推出的功能强大的仿真软件系统。 它可以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液 压、化工、水力）系统的仿真。 目前已被成功运用于国际3000 多家 知名企业的解决方案项目，如Airbus 公司的机场设施布局优化、BAA 公司的机场物流规划、BAE SYSTEMS 电气公司的流程改善、 Exxon 化学公司的供应链物流系统规划、Ford 汽车公司的工厂布局 优化和发动机生产线优化、Trebor Bassett 公司的分销物流系统规划 等。Lanner 公司已经在包括澳大 利亚、巴西、法国、德国、中国、 意大利、日本、韩国、南非、美国、英国等25 个国家和地区设立的代 理，负责软件的推广和技术支持等工作。
WITNESS基础教程(2024)
模型无法加载或运行出错
检查模型文件是否完整且未损坏，或尝试使用其他版本的WITNESS软件打开模 型。
2024/1/28
12
03
WITNESS软件界面与操 作
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界面介绍
01
主窗口
显示模型的主要界面，包括模型视 图、属性视图和结果视图。
03
WITNESS社区提供了大量的学习资源和案例分享，
要善于利用这些资源提高自己的技能水平。
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THANKS
感谢观看
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4
WITNESS软件功能
灵活的建模能力
WITNESS软件提供了丰富的建模元素 和工具，支持用户快速构建复杂系统的
仿真模型。
可视化界面与交互性
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WITNESS软件具有直观的可视化界 面和丰富的交互功能，使得用户能够
方便地操作和修改模型。
强大的数据分析功能
软件内置了多种数据分析工具，可以 对仿真结果进行深入挖掘和分析，帮 助用户更好地理解系统性能。
与其他软件的集成能力
WITNESS软件支持与多种CAD、 CAE等软件的集成，方便用户进行数 据交换和协同工作。
5
WITNESS软件应用领域
生产制造
在制造业中，WITNESS软件 可用于生产线规划、设备布 局、产能分析等方面的仿真 建模与优化。
物流运输
在物流领域，软件可应用于 仓库规划、配送路线优化、 运输效率提升等方面的仿真 研究。
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建模基本概念
01
02
第二章witness仿真系统
2 、菜单栏 • 菜单栏位于屏幕的第二行，它包含： File（文件）、Edit（编辑）、View（显 示）、Model（模型）、Elements（元素）、 Reports（报表）、Run（运行）、Window （窗口）、Help（帮助）九个菜单选项。
3、 工具栏 • Witness 系统提供了不同环境下的八种 常用的工具栏，它们是：Standard、Model、 Element、Views、Run、Reporting、 Assistant、Display Edit。激活其中一个 工具栏，即在屏幕上显示出一行相应的工 具栏，用鼠标将它拖放到合适的位置，就 可以使用这个工具栏提供的相应的工具进 行某些操作。
• 三种元素：
1. 实物元素:代表实际系统中看得见的实体，如原 材料part/fluid、加工设备 machine/processor 、作业员labor、运输工具 conveyer/track/pipe、仓库buffer/tank
• （1）离散型元素 表示所要研究的现实系统中可以看得见的、可以计量个数 的物体，一般用来构建制造系统和服务系统等。主要包括： 零部件或实体（Part or Entitle）；机器（Machine）； 输送链（Conveyor）；缓冲区或仓库（Buffer）；车辆 （Vehicle）；轨道（Track）；劳动者（Labor）；路径 （Path）；模块（Module） • （2）连续型元素 同离散型元素相对应，这种类型的元素用来表示加工或服 务对象是流体的系统，比如化工、饮料等。主要包括：流 体（Fluid）；管道（Pipe）；处理器（Processor）；容 器（Tank） • （3）运输逻辑型元素 用于构建物料运输系统。主要包括：运输网络 （Network）；单件运输小车（Carriers）；路线集 （Section）；车辆站点（Station）
维特尼斯(Witness)智能仿真建模软件
维特尼斯（Witness）智能仿真建模软件目录：一、Witness 软件简介1、系统仿真技术2、Witness应用领域3、Witness主要功能4．使用Witness的收益二、Witness 提供的模块三、Witness应用案例举例1、Witness各种领域的应用实例1-1、Witness在“公共服务”领域的应用1-2、Witness在“生产制造”领域的应用1-3、Witness在“能源工业”领域的应用1-4、Witness在“航空航天”领域的应用1-5、Witness在“医药化工”领域的应用1-6、Witness在“国防科技”领域的应用1-7、Witness在“呼叫中心”领域的应用2、应用模型举例（图）2-1、工厂规划模型2-2、呼叫/访问中心模型2-3、制造维护模型2-4、订货/储运模型2-5、飞机备件供应模型2-6、库存模型2-7、港口模型2-8、供应链模型2-9、公交车站模型3、如何建立模型举例3-1、交通控制仿真案例3-2、机场仿真模型案例3-3、家电维修部人力资源配置仿真模型3-4、医院病床数与服务水平优化仿真模型3-5、混流生产系统建模与仿真模型3-6、钢材配送供应链模型4、典型项目应用实例4-1、社区的警力配备和犯罪的预防控制4-2、Witness帮助改进Heathrow机场4-3、在银行、保险、金融中的应用4-4、在金融部门的业务咨询3-5、在日本尼桑汽车中的仿真生产的改进4-6、Witness在零售业的应用4-7、在Exxon航运分配的改善4-8、“空中客车”大型客机设计四、Witness中国部分用户1、Witness中国部分用户2、Witness国外部分用户附：生产系统场景虚拟现实软件简介L维特尼斯（Witness）智能仿真软件简介一、Witness 软件简介Witness是由英国 lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。
它可以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。
witness仿真系统
示例： ♦ INPUTDLG ("Number of Machine","Please input the number of machine!","2",5,2) 会 弹出下列可编辑的交互窗口，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、数据库函数 DBOpen（）；用来根据ODBC数据源及SQL语句对数据库 进行查询。 DBClose（）；用来关闭用DBOpen（）打开的数据库。 DBAdd（）；用来向打开的数据库添加记录，并使记录 指针指向当前记录。
title 字符串型，用来产生交互窗口的标题； dialog_text 字符串型，用来产生交互窗口的要进行编 辑的提示信息； field_default 字符串型，在交互窗口要输入的默认值； field_width 整数型，交互窗口要输入的文本的宽度； type_id 整数型；交互窗口要输入的类型，若 type_id =1，则应该输入字符串型；若 type_id =2，则应该输入 整数型；若 type_id =3，则应该输入实数型；
分支结构有单向分支和多向分支语法结构，分别如下： （1） 单向分支，也叫简单分支结构 IF <条件表达式> <命令行序列> ENDIF （2） 多向分支，也叫复杂分支结构 IF <条件表达式1> <命令行序列1> ELSE <命令行序列2> ENDIF
（3）使用分支语句应注意的几点: a IF… … ENDIF 必须配对使用； b〈条件表达式〉可以是各种表达式或函数的组合，其 值必须是逻辑值； c〈命令行序列〉可以由一个或多个命令组成，也可以 是条件控制语句组成的嵌套结构。 示例 IF (water_level >= 0) AND (water_level <= 5) PRINT "The level in the water tank is low" ELSEIF (water_level > 5) AND (water_level <= 10) PRINT "The level in the water tank is normal" ELSE PRINT "The level in the water tank is high" ENDIF
Witness仿真系统基础教程
高级建模技术
子模型与模块化
使用子模型和模块化技术，提高模型的复用 性和可维护性。
并发处理
利用Witness的并发处理功能，提高仿真效 率。
复杂逻辑实现
运用高级编程技巧实现复杂的逻辑和控制流 程。
优化算法与应用
线性规划
使用线性规划方法解决资源分配问题，提高 系统效率。
构建实体
在Witness中创建代表实际物体的实体，如 机器、传送带、仓库等。
定义属性
为实体设置相关属性，如处理时间、容量、 故障率等。
连接实体
使用路径和连接器将实体连接起来，形成完 整的系统流程。
数据输入与参数设置
数据输入
通过Excel或其他数据文件导入数据，为模型提供运 行所需的基础数据。
参数设置
02 在菜单栏中选择“运行”->“开始”命令；
03
系统将开始运行仿真，并在输出窗口中显 示运行信息和提示；
04
运行完成后，可以在仿真区域中查看运行 结果和数据。
PART 03
建模与仿真过程
REPORTING
模型构建方法与步骤
确定系统边界
明确要研究的系统范围，包括系统的输入、 输出和主要组成部分。
度和忠诚度。
PART 05
总结与展望
REPORTING
学习成果回顾
掌握了Witness仿真系统的基础知识和操作方法，包括建模、仿真运行、 数据分析等。
了解了Witness仿真系统在各个领域的应用案例，如物流、制造、服务等。
通过实践练习，熟悉了Witness仿真系统的常用功能和工具，提高了解决 实际问题的能力。
流水线生产系统WITNESS建模与仿真2024新版
目录
• WITNESS仿真软件介绍 • 流水线生产系统概述 • WITNESS建模方法 • 流水线生产系统WITNESS仿真实现 • WITNESS仿真结果分析 • 案例：某流水线生产系统WITNESS建模
与仿真
01
WITNESS仿真软件介绍
WITNESS软件概述
04
灵敏度分析
分析不同参数变化对生产线性能 的影响程度，为企业决策提供支
持。
THANKS
感谢观看
04
流水线生产系统WITNESS仿真 实现
仿真目标设定
确定生产系统的性能指标
包括生产率、设备利用率、在制品库存等关键 指标。
设定仿真目标
根据实际需求，设定优化目标，如提高生产率 、减少在制品库存等。
制定仿真计划
明确仿真实验的设计、运行和结果分析等环节的具体计划和步骤。
数据输入与参数设置
收集实际生产数据
01 02 03
提高生产效率
流水线生产系统通过连续、均衡、有节奏的生产方式，可 以显著提高生产效率。相比传统的间断式生产方式，流水 线生产能够减少等待时间、运输时间和加工时间的浪费， 提高设备的利用率和劳动生产率。
降低生产成本
流水线生产系统通过合理的设备布局和工艺调整，可以减 少设备的数量和占地面积，降低固定资产投资。同时，流 水线生产能够减少在制品的数量和库存量，降低流动资金 的占用和库存成本。
仿真结果分析与讨论
01
生产效率分析
通过仿真结果，分析生产线的生 产效率，包括设备利用率、产品
产出率等指标。
03
生产计划调整
根据仿真结果，评估不同生产计 划对生产效率的影响，为企业制 定更合理的生产计划提供参考。
witness仿真软件培训教程
WITNESS 仿真软件系统基础培训北京惠特尼斯科技发展有限公司Outline¾流水生产线系统建模与仿真¾组装作业过程建模仿真¾油漆工序仿真建模¾座椅组装工序建模¾托盘生产系统建模¾物料配送系统仿真¾混流生产系统模型¾多班次车间生产模型¾车间运输模型¾流水生产线模型改善¾定期运输控制模型¾Witness Doc的设计与使用¾Witness Optimizer的设计与使用¾Motorola V9 Line仿真模型分析和探讨一、生产线物流系统建模案例一、生产线物流系统建模案例•Exercise1二、组装作业工序建模案例C Hold 2L 6二、组装作业工序建模案例流程介绍：•有一个油漆工序油漆一种立方体的箱体，客户提供的箱体长宽高各不相同，油漆工序为每个箱体油漆的时间由箱体的面积决定。
•根据以往的统计数据：¾客户提供箱体的时间间隔服从（10,20）小时的均匀分布，¾批量服从[8，15]的整数均匀分布，¾箱体长宽高分别服从(10,20),(15,30),(10,25)的均匀分布，¾油漆时间（分钟）是表面积的均方根,•使用WITNESS 建立该油漆工序的仿真模型三、油漆分流作业仿真案例三、油漆分流作业仿真案例•通过本案例的学习：¾Function/attribute元素的使用；¾自定义part图标；¾系统属性pen的运用；¾分流输出设计；¾均匀随机分布函数uniform和整数均匀随机分布函数iuniform的使用；•Exercise 2Homework 1两种不同类型的零件到达工厂进行加工。
零件1的到达间隔时间服从Uniform(10,20)，所有时间单位为小时，首次到达时刻点为0。
管理建模与仿真实验指导书（Witness仿真软件认识）
实验一Witness仿真软件认识一实验目的熟悉Witness的安装与启动;熟悉Witness2004用户界面（如下图）;熟悉Witness建模元素;熟悉Witness建模与仿真过程.二实验设备与仪器1. 微机;2. Witness仿真软件三实验计划与安排计划学时4学时,每次两个班50人左右;四实验步骤1. 了解Witness2004的硬件和软件必备环境;2. 启动Witness2004;3. 熟悉标题栏,菜单栏,工具栏,元素选择窗口,状态栏,用户元素窗口,以及系统布局区;4. 学习建模元素:离散型元素,连续型元素,运输逻辑型元素,逻辑元素,图形元素.5. 学习建模与仿真过程.五实验报告要求1. 写出Witness系统界面的各个构成;以及系统布局区的组成;以及每一部分的功能;2. 分析Witness完成仿真模型所必须的五类元素;3. 仿真过程应用举例..实验二流水线仿真实验一、实验目的1、学习、掌握Witness仿真软件的使用与主要功能；2、熟悉流水生产线的特点；3、了解影响流水线生产效率的因素和基本的改善方法。
二、实验内容流水生产是现代工业企业很重要的一种生产组织形式。
它是按照产品（零部件）的工艺顺序排列工作地，使产品（零部件）按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工作地依次加工，直到生产出成品。
流水生产线能够满足合理组织生产过程的要求，使企业生产的许多技术经济指标得到改善。
本实验运用WITNESS软件系统建立一个流水线的仿真模型，在模型中，零部件（widget ）要经过称重（weigh ）、冲洗（wash ）、加工（produce ）和检测（inspect ）四个工序的操作。
执行完每一步操作后零部件通过充当运输器和缓存器的输送链传送至下一步操作；经过检测以后零部件脱离模型；同时需要一个操作人员控制加工机器的各种加工活动。
模型的建立及其仿真运行分成六个阶段来进行，每一个阶段运行后都记录下相应的统计数据，以便前后对比分析。
Witness仿真软件基础教程
04
案例实战：生产线仿真 优化
案例背景描述及目标设定
案例背景
某制造企业生产线存在效率低下、资源浪费 等问题，需通过仿真优化提升生产效益。
目标设定
通过Witness仿真软件对生产线进行建模与仿 真，找出瓶颈环节，提出优化方案，提高生 产效率和资源利用率。
建模过程详解
数据收集与处理
收集生产线相关数据，如设备参数、工艺流程、物料清单等，并进行 处理以符合仿真要求。
THANK YOU
生产线布局建模
在Witness中建立生产线布局模型，包括设备、缓冲区、物料流等元 素的设置。
设备与工艺参数设置
根据收集的数据，设置各设备的生产能力、故障率、维修时间等参数， 以及工艺流程中的时间延迟、合格率等。
仿真运行与数据记录
运行仿真模型，记录关键指标如生产周期、设备利用率、在制品数量 等。
结果分析与改进建议
结果分析
对仿真结果进行分析，识别出生产线的瓶颈环 节和浪费现象，如设备空闲时间过长、物料堆 积等。
改进建议
根据分析结果，提出针对性的优化建议，如调整设备 布局、改进工艺流程、提高设备维护水平等。
方案实施与效果评估
将优化建议付诸实施，再次运行仿真模型进行 效果评估，确保优化方案的有效性。
05
高级功能探索
要点一
统计分析
提供丰富的统计和分析功能，帮助用户深入了解系统性能。
要点二
可视化展示
支持多种图表和动画效果展示仿真结果，增强直观感受。
02
建模基础
实体类型及其属性设置
实体类型
Witness仿真软件支持多种实体类型，包 括零件（Part）、机器（Machine）、缓 冲区（Buffer）、传送带（Conveyor）等。
单一品种生产系统WITNESS建模与仿真
• 系统分析
输送 输送
输入
称重
加工
检测
输出
元素定义:
名称 零件 称重 加工 检测 输送链c1 输送链c2 产量输出 类型 PART
Machine Machine Machine Conveyor Conveyor Variable
的part 零件 machine 4个机器 transport conveyer variables 里integer）
2.元素定义——元素的基本参数（改名称 定 3.元素可视化设计（略） 4.元素细节设计——确定输入、输出规则 5.系统运行 6.参数分析
义时间 检测机器finish cycle for machine 里 定义产量=产量+1 最后检测还要push ship）
二、实验任务(见教材P334)
• 某种零件要经过剪切、加工、喷漆和检测四个工序的 操作，时间分别为：5分钟；4.5分钟；4分钟和3分钟 。每道工序在每台机器上每次只能加工一个零件，工 序之间零件依靠输送链运输，输送链长度等于在输送 链上的10个零部件长度，也就是输送带可以连续排列 10个零部件，链度为0.5。 实验要求:
四、 Witness仿真实例讲解
某零件要经过三个工序的操作：称重工序，时间为5分钟；加工工 序，时间为4分钟；检测工序，时间为3分钟。每道工序的每台机 器上每次只能加工一个零件，工序之间零件依靠输送链运输，输 送链长度等于在输送链上的10个零部件长度，链度为0.5。 试建立该生产系统的WITNESS仿真模型
试建立该生产系统的WITNESS仿真模型，并显示系统运行 500分钟时的产量；分析四台机器、输送链的有关参数。找出 该生产系统的瓶颈环节。
Witness仿真软件培训教程
•软件介绍与安装•基本操作与建模流程•高级功能与应用技巧•案例分析与实战演练目录•故障排查与常见问题解决方案•总结回顾与拓展学习资源Witness仿真软件概述Witness仿真软件是一款功能强大的系统仿真软件，广泛应用于制造、物流、服务等领域。
该软件支持多种仿真方法，包括离散事件仿真、系统动力学仿真等，可满足不同需求。
Witness仿真软件具有可视化界面和丰富的数据分析工具，方便用户进行建模、分析和优化。
安装步骤下载Witness仿真软件安装包；双击安装包，按照提示进行安装；01020304菜单栏工具栏模型窗口属性窗口输出窗口030201建模功能仿真功能界面布局与功能介绍数据分析功能优化功能支持多种优化方法，可帮助用户找到最优解决方案。
在项目浏览器中，右键点击“模型”，选择“导入”，支持导入的模型格式包括.stl、.step、.iges等。
设置模型单位、坐标系和精度等参数，完成模型导入。
打开Witness软件，选择“新建项目”，输入项目名称和保存路径。
创建新项目与导入模型010204绘制流程图及设置参数在项目浏览器中，右键点击“流程图”，选择“新建流程图”。
从左侧工具箱中选择合适的图形元素，拖拽至流程图中，构建仿真逻辑。
双击图形元素，设置其属性参数，如时间、概率、资源等。
使用连接线将图形元素连接起来，表示事件之间的逻辑关系。
03运行仿真并查看结果自定义函数与变量设置自定义函数变量设置函数与变量调试数据分析与可视化呈现可视化呈现数据导出与处理借助图表、图像等可视化手段，直观展示仿真结果和数据分析成果。
结果解读与优化优化算法在仿真中的应用优化算法介绍简要介绍遗传算法、粒子群算法、模拟退火等常用优化算法的原理和特点。
优化算法在仿真中的实施阐述如何将优化算法与Witness仿真软件相结合，实现仿真优化。
优化案例分析通过具体案例，展示优化算法在Witness仿真中的应用效果和价值。
生产线平衡优化案例生产线现状分析01平衡优化方案制定02方案实施与效果评估031 2 3配送中心现状分析规划方案制定方案实施与效果评估物流配送中心规划案例医院排队系统改进案例排队系统现状分析改进方案制定方案实施与效果评估原因分析：可能是软件安装问题、系统兼容性问题、硬件故障等。
Witness仿真软件培训教程(精品PDF)(2024)
模拟城市交通流的运行情况，分析交通拥 堵和瓶颈环节，提出改进措施并进行优化 。
公共交通系统仿真
仿真结果评估与应用
通过仿真软件对公共交通系统进行模拟， 分析公共交通的运行效率和服务质量。
对仿真结果进行评估，为城市交通规划和交 通管理提供决策支持和应用参考。
2024/1/30
26
能源系统仿真案例
2024/1/30
01
02
03
04
如何解决模型运行错误 或崩溃问题
2024/1/30
提高仿真效率的实用技 巧
如何选择合适的优化算 法
数据可视化与结果分析 技巧
30
行业应用前景展望
智能制造与数字化工 厂建设中的应用
医疗健康、城市规划 等领域的拓展应用
2024/1/30
物流与供应链优化领 域的前景
31
学习资源推荐和获取途径
2024/1/30
仓储管理与调度
通过仿真软件对仓储管理进行模拟， 实现仓储资源的合理利用和调度。
仿真结果分析与优化
对仿真结果进行深入分析，找出物流 配送过程中的问题和不足，提出优化 措施并进行改进。
25
城市规划交通仿真案例
城市交通网络构建
交通流模拟与分析
通过Witness软件构建城市交通网络，实现 交通资源的合理配置和优化。
ERA
2024/1/30
3
Witness仿真软件概述
Witness仿真软件是一款功能强大的系统仿真软件，广泛应用于制造、物流、服务 等领域。
该软件支持多种仿真方法，包括离散事件仿真、连续仿真和混合仿真等。
2024/1/30
Witness提供了丰富的建模库和可视化工具，使用户能够快速构建和调试仿真模型 。
witness流水线仿真系统
第五章 可视化仿真项目的设计及运行示例5.1 流水线仿真系统下面描述如何通过WITNESS系统提供的Designer Elements模板，快速的建立WITNESS模型。
这个过程仅仅展示了采用WITNESS建模的思想，它并不代表真正的工业系统。
通过本节的学习，要能够掌握：part、machine、conveyor、labor实体元素、variable逻辑元素的使用；掌握可视化输入、输出关系的建立；掌握report工具栏的使用和分析，并根据分析，进行系统优化设计。
5.1.1 引言 （Introduction）模型的建立采用一种循序渐进的方法，这种建模方法可以在确保本阶段正确无误的基础上继续进行下一阶段的建模，而且能够清楚地看到在做任何改变产生的效果。
第一阶段（stage1.mod）和第二阶段(stage2.mod)，可以建立一个包含机器和传送装置的简单模型，可以从这一模型计算出此模型系统的输出和性能。
第三阶段（stage3.mod）和第四阶段(stage4.mod)，可以加入更多的功能元素（例如机器故障、劳动者、设备调整等）使模型更符合实际。
即使对模型增加一点点复杂性，人工计算生产量和设备利用率也将变的很困难，而使用WITNESS的仿真技术可以很轻松的解决这一问题。
第五阶段（stage5.mod）和第六阶段(stage6.mod)为了增加产量和更有效的利用资源可以调整模型的运行方式和参数。
如果并不想建立模型而只是想了解逐步建模的方法，那么只需运行WITNESS安装路径下Demo\Tutorial中的stage1.mod～stage6.mod六个模型文件；如果希望自行建立模型，那么建立的模型文件将会与stage1.mod～stage6.mod模型相对应。
5.1.2 模型概述在模型中，零部件（widget）要经过称重（weigh）、冲洗（wash）、加工（produce）和检测（inspect）四个工序的操作。
Witness流水线仿真系统
通过Witness系统建模与仿真，分析生产线瓶颈，提高设备利用率，减少在制品库存，实现生产流程的优 化和效率提升。
Witness系统应用过程
数据收集与处理
收集生产线历史数据，包括设备故障记录、生产节拍、在制品数量等， 对数据进行清洗和处理，为仿真建模提供准确输入。
仿真建模
利用Witness软件构建生产线仿真模型，包括设备、物料流、人员等 要素，根据实际生产情况设定仿真参数和运行规则。
性能测试
运行仿真模型，收集关键性能指标的数据，如吞吐量、 等待时间、资源利用率等，以评估系统性能。
结果分析
对仿真结果进行深入分析，识别系统瓶颈和问 题所在，为改进和优化提供决策支持。
04
仿真运行与结果分析
仿真运行过程描述
初始化阶段
设置仿真参数，加载模型和数据，初始化仿 真环境。
运行阶段
按照设定的时间步长和仿真逻辑，推进仿真 运行，记录关键事件和数据。
仿真模型构建
详细阐述如何在Witness系统中构建生产流水线的仿真模 型，包括设备布局、工艺流程、物料流动等方面的设置。
仿真运行与结果分析
展示如何在Witness系统中进行仿真运行，并对仿真结果 进行深入分析，包括生产效率、设备利用率、在制品库存 等方面的评估。
优化策略探讨
基于仿真结果，探讨生产流水线的优化策略，如改进工 艺流程、调整设备布局、优化物料配送等。
Witness流水线 仿真系统
目录
• 引言 • Witness流水线仿真系统概述 • 流水线仿真建模 • 仿真运行与结果分析 • 系统应用案例展示 • 系统优势与不足分析 • 未来发展趋势预测与建议
01
引言
目的和背景
目的
witness仿真系统基础教程
WITNESS 工业物流仿真平台基础教程LANNER北京代表处北京威特尼斯科技中心北京威特尼斯科技中心2目 录第一章 离散事件系统仿真简介21.1 仿真技术的产生与发展 (9)1.1.1 仿真软件的发展 (10)1.1.2 仿真建模方法学的发展 (12)1.2 系统、模型与仿真 (13)1.2.1 系统 (13)1.2.2 模型 (14)1.2.3 仿真 (14)1.3 离散事件系统仿真 (16)1.3.1 基本概念 (16)1.3.2 离散事件系统仿真方法 (18)1.3.3 仿真策略 (19)1.4 系统仿真的一般步骤 (19)1.4.1 问题的定义 (20)1.4.2 制定目标和定义系统效能测度 (21)1.4.3 描述系统和列出假设 (21)1.4.4 列举可能的替代方案 (22)1.4.5 收集数据和信息 (22)1.4.6 构造计算机模型 (22)1.4.7 验证和确认模型 (22)1.4.8 运行可替代实验 (24)1.4.9 输出分析 (24)第二章 随机分布252.1 概率统计基本概念 (25)2.1.1 确定事件和随机事件 (25)2.1.2 随机变量与概率 (25)2.2 离散事件系统仿真中常见的概率分布 (26)2.2.1 排队系统 (26)2.2.2 库存系统 (27)2.2.3 可靠性与维修性 (27)2.3 随机数和随机变量的产生 (28)2.3.1 伪随机数 (29)北京威特尼斯科技中心32.3.2 伪随机数产生方法 (30)2.4 WITNESS 系统标准随机分布函数 (34)2．4．1 伪随机数流（PRNS ：pseudo-random number stream ） (34)2．4．2 随机分布函数详解 (35)第三章 WITNESS 仿真系统软件综述463．1 WITNESS 的安装与启动 (46)3.1.1 安装环境 (46)3.1.2 安装步骤 (46)3.1.3 启动WITNESS 2003 (48)3.1.4 退出系统............................................................................错误！未定义书签。
Witness仿真软件简介
Witness仿真软件简介Witness仿真软件是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。
它可以用于离散事件系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。
目前已成功运用于国际数千家知名企业的解决方案项目，有机场设施布局优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。
◆Witness的安装与启动：➢安装环境：推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存，Windows98、Windows2000、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。
➢安装步骤：⑴将Witness2003系统光盘放入CD-ROM中，启动安装程序；⑵选择语言（English）；⑶选择Manufacturing或Service；⑷选择授权方式（如加密狗方式）。
➢启动：按一般程序启动方式就可启动Witness2003，启动过程中需要输入许可证号。
◆Witness2003的用户界面：➢系统主界面：正常启动Witness系统后，进入的主界面如下图所示：主界面中的标题栏、菜单栏、工具栏状态栏等的基本操作与一般可视化界面操作大体上一致。
这里重点提示元素选择窗口、用户元素窗口以及系统布局区。
➢元素列表窗口：共有五项内容，分类显示模型中已经建立和可以定义的模型元素。
Simulation中显示当前建立的模型中的所有元素列表；Designer中显示当前Designer Elements中的所有元素列表；System中显示系默认的特殊地点；Type中显示Witness系统中可定义的所有元素类型；System Function中显示Witness系统中可以定义的所有函数类型。
➢用户元素窗口：系统提供的默认用户元素窗口中提供了各种元素的可视化效果的定义，不过在建模过程中，当这些缺省的设置不能很好的表示实际系统时，用户可以在该窗口定义自己的相关元素的名称、可视效果等，保存以便日后使用。
JIT看板生产系统与WITNESS仿真程序(doc 32页)
JIT看板生产系统与WITNESS仿真程序(doc 32页)JIT看板生产系统WITNESS仿真建模和优化实现1.1 生产流程描述实例系统生产制造单一类型的产品——振动轮，其生产原材料为各种类型的钢板，通过机械加工，然后组装成一个空轮（没有安装轴承座、轴承和轴）。
组成振动轮的部件主要为5类，分别为外圈、内圈、加强筋、内隔板和封口板，以数字1，2，3，4，5表示；其生产过程包括12个主要加工单元，分别为剪板切割（WS1）、打坡口（WS2）、卷圆（WS3）、轮圈焊接（WS4）、找圆（WS5）、车断面（WS6）、数控切割（WS7）、调平（WS8）、油漆（WS9）、钻孔（WS10）、内轮焊接（分装工作站）和轮子焊接（总装工作站）。
其生产流程如图5.1所示。
物看WS：工作图 5.1 实例生产/库存外圈原材料为特定型号的钢板，加工过程依次为两块外圈钢板通过卷板切割机切割成适合大小，通过坡口机将钢板两端结合处内外打出坡度，通过卷圆机将钢板卷成轮圈，经过轮圈焊接工段将轮圈接口处焊接起来，通过找圆机将轮圈找圆，然后进入轮子焊接工段，与内轮和封口板焊接成轮子。
内圈原材料也为特定型号的钢板，加工过程为每次三块钢板通过卷板切割机切割成适合大小的板材，然后打坡口、卷圆、焊接、找圆，同外圈加工过程一样。
在经过找圆工段之后，内轮圈再经过数控车床，进行端面对车，经过钻孔工段钻出工艺孔，到内轮焊接工段与加强筋和内隔板焊接成内轮。
在仿真模型中，该统计任务由订单队列DMD.b_order的“action on input…”和函数UF.tput来实现，具体程序参看附录B部分。
（2）在制品库存（WIP）：用来统计某一时点上，生产/库存系统中所拥有的原材料、半成品或成品的量，一般用价值来衡量。
由于生产线上具有多种物料，如外圈、内圈、加强筋、封口板、内隔板，每种类型物料所具有的价值不一样，需要统计各种物料的实际价值。
由于本实例并不是对实际的问题进行研究，仅仅是提供一种研究方法，所以为了便于对各种方案进行经济性比较，根据每件产品或部件的价值，给予它们附上对应的价值权重，然后进行统计计算。