装配线生产系统WITNESS建模与仿真

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生产系统建模与仿真实验报告

一、实验名称Witness仿真软件认识（一）——排队系统二、实验目的1、认识熟悉软件；2、掌握排队系统仿真，了解排队系统的设计；3、熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的用法；4、深入研究系统Part的用法；5、研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响。

三、实验设备仪器及材料计算机、Witness仿真软件四、实验内容单服务台排队系统仿真（M/M/1）五、实验原理1、排队系统是离散事件系统中典型的问题。

排队系统的要素是顾客和服务台。

“顾客”一词可以是人、机器、飞机、零件和信息等任何一个到达系统并需要服务的实体。

“服务台”指售货员、出纳柜台、机器、生产线、防空系统和通讯设备等提供顾客所需服务的一切实体。

影响排队系统的主要因素有：到达模式、服务模式、服务台数、系统容量和排队规则。

2、排队系统指标：服务台利用率：ρ=λ/μ平均对长：L=ρ*ρ/(1-ρ)系统中平均顾客数：L=ρ/(1-ρ) 顾客停留时间:W=L/λ=1/(μ-λ) 平均等待时间：WQ=λ/[μ*(μ-λ)]六、实验过程及步骤1、元素定义（Define）本排队系统共有6个元素，具体定义如下表：仿真模型图2、元素可视化（Display）设置（1）、Part元素可视化设置：在元素选择窗口guke元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“顾客”，Icon选择图片。

（2）、Buffer元素可视化设置：在元素选择窗口paidui元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“排队队列”，Icon选择图片，Rectangle 和PartQueue。

（3）、Machine 元素可视化设置：在元素选择窗口fuwuyuan元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“服务员”，Icon选择图片，PartQueue。

生产系统建模与及仿真实验报告

生产系统建模与及仿真实验报告实验一Witness仿真软件认识一、实验目的1、学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法；2、学习生产系统的建模与仿真方法。

二、实验内容学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法三、实验报告要求1、写出实验目的:2、写出简要实验步骤；四、主要仪器、设备1、计算机（满足Witness仿真软件的配置要求）2、Witness工业物流仿真软件。

五、实验计划与安排计划学时4学时六、实验方法及步骤实验目的：1、对Witness的简单操作进行了解、熟悉，能够做到基本的操作，并能够进行简单的基础建模。

2、进一步了解Witness的建模与仿真过程。

实验步骤：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Witness2004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Witness2004，启动过程中需要输入许可证号。

◆Witness2004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。

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。

WITNESS仿真培训实验题

WITNESS仿真培训实验题实验一、生产线物流系统建模与仿真实验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，时间为服从均值为5分钟的负指数分布、清洗工序，时间服从均值为4.5分钟的负指数分布、加工工序，时间服从均值为4分钟的负指数分布，检测工序，时间服从均值为3分钟的负指数分布。

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，零件通过每条输送链的时间为10分钟。

其中加工工序的机器每运行50分钟，就需要一个工人来进行一次检修，检修时间长短服从均值为10分钟的负指数分布；同时该工序每加工完10件产品，就需要调整一次刀具，调整刀具同样需要一名工人工作，调整刀具时间长短服从均值为8分钟的负指数分布。

假设零件数量足够多，建立该系统的仿真模型，模拟在一天时间，并解决下列问题：（1）获取每台机器的利用率、输送链的物流量、生产线的产量（2）对上述数据进行分析，发现生产或物流运输瓶颈，提出改善方案（注：可以采取添加机器、工人、输送链等方法）；然后根据改善方案，对原模型进行修改，仿真运行同样的时间长度，获得统计数据。

（3）比较分析原系统和改善后的系统运行结果。

实验二、供应链物流系统建模仿真实验某钢材配送系统为一个四级供应链系统，由钢铁公司、钢材配送中心、部件生产商和汽车厂构成。

整个生产和配送流程如下：1.当钢材配送中心的库存小于15批时，钢铁公司开始组织生产，每生产一批原钢卷材需要的时间服从1小时到3小时的均匀分布。

2.当部件生产商的库存小于6批时，钢材服务中心开始配货，每配一批货需要时间服从0.5小时到1小时的均匀分布。

3.当三个汽车厂商中库存量最小的小于3时，4个部件生产商开始组织生产，每生产一批部件需要的时间服从2小时到6小时的均匀分布。

4.汽车生产商每耗用一批部件的时间为2到6小时的均匀分布。

5.供应链每两个环节之间的路程需要5小时。

建立该系统的仿真模型，运行一个月，分析供应链各个节点的库存量、物流量、加工能力等，发现瓶颈节点，并提出改善意见，以提高整个供应链系统绩效。

WITNESS生产系统仿真实验报告

实验报告实验名称： witness生产管理系统仿真姓名：学号：指导老师：实验（一）一、实验名称：witness基本操作二、实验日期：2013年10月7-10月25日三、实验地点：微机室s6-c408四、实验目的：1、掌握witness软件的基本操作2、掌握元素的显示设置（display）3、掌握machine、labor元素的基本设置4、掌握输送链conveyor元素的详细设置5、掌握pull、push规则五、实验环境：winxp/win7六、实验内容输送链上运行时间为10分钟称重工序：时间服从均值为5分钟的负指数分布清洗工序：分 10件清理一次时间为8分钟加工工序：4分钟 50分钟检修飞时间服从均值10分钟的负指数分布检测工序：3分钟七、实验步骤1、根据题目选择part、conveyor、machine、labor等各种元素布置生产线2、修改各种元素名字及各个元素的详细设置。

1)各个工序机器设置以及necexp()函数的应用2)输送链conveyor的设置3）机器抛锚方式及时间设置4）工人labor元素设置3、元素间pull、push的设置及流程路线试运行效果1）part元素的导入2）运行效果实验（二）一、实验名称：椅子装配工序仿真二、实验日期：2013年10月7-10月25日三、实验地点：微机室s6-c408四、实验目的：1、掌握pen、percent、match/attribute的使用规则2、掌握元素的显示设置（display）3、了解part元素被动模式和主动模式的区别和使用场合4、掌握buffers元素的基本设置5、掌握元素可视化效果的制作6、掌握pull、push对相同元素的分类规则五、实验环境：winxp/win7六、实验内容椅子由椅背、椅面、椅腿组成，物料每2分钟一套进入流水线。

组装工序：6分钟/件喷漆工序：随机喷为红黄绿三色 10分钟/件检验工序：10%不合格返回重新喷漆 3分钟/件包装工序：每4个合格品包装到一起 4分钟/件七、实验步骤1、根据题目选择part、buffers、machine等各种元素，因场地问题布置为U形生产线。

(完整版)系统建模与仿真实验报告

实验1 Witness仿真软件认识一、实验目的熟悉Witness 的启动；熟悉Witness2006用户界面；熟悉Witness 建模元素；熟悉Witness 建模与仿真过程。

二、实验内容1、运行witness软件，了解软件界面及组成；2、以一个简单流水线实例进行操作。

小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。

执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。

小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。

三、实验步骤仿真实例操作:模型元素说明：widget 为加工的小部件名称；weigh、wash、produce、inspect 为四种加工机器，每种机器只有一台；C1、C2、C3 为三条输送链；ship 是系统提供的特殊区域，表示本仿真系统之外的某个地方；操作步骤：1：将所需元素布置在界面：2：更改各元素名称：如;3:编辑各个元素的输入输出规则：4:运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。

5:仿真结果及分析：Widget：各机器工作状态统计表：分析：第一台机器效率最高位100%，第二台机器效率次之为79%，第三台和第四台机器效率低下，且空闲时间较多，可考虑加快传送带C2、C3的传送速度以及提高第二台机器的工作效率，以此来提高第三台和第四台机器的工作效率。

6：实验小结：通过本次实验，我对Witness的操作界面及基本操作有了一个初步的掌握，同学会了对于一个简单的流水线生产线进行建模仿真，总体而言，实验非常成功。

实验2 单品种流水线生产计划设计一、实验目的1.理解系统元素route的用法。

2.了解优化器optimization的用法。

3.了解单品种流水线生产计划的设计。

4.找出高生产效率、低临时库存的方案。

二、实验内容某一个车间有5台不同机器，加工一种产品。

该种产品都要求完成7道工序，而每道工序必须在指定的机器上按照事先规定好的工艺顺序进行。

witness建模及仿真实验指导书

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！建模与仿真实验指导书Modelling and Simulation Experiment Instruction Book编者：李美玲教务处2011 年 9月目录建模与仿真实验要求.................................................................... 错误！未定义书签。

实验一流水线仿真系统............................................................ 错误！未定义书签。

实验二单服务台排队系统仿真................................................ 错误！未定义书签。

实验三库存系统仿真................................................................ 错误！未定义书签。

实验四生产线物流路径系统及物流成本分析 ........................ 错误！未定义书签。

实验五配送中心系统仿真设计................................................ 错误！未定义书签。

实验六连续系统仿真—液体灌装线仿真设计 ........................ 错误！未定义书签。

实验七供应链系统的仿真设计与改善.................................... 错误！未定义书签。

实验八装卸服务中心人员调度仿真系统设计 ........................ 错误！未定义书签。

实验九混合流水线系统仿真设计............................................ 错误！未定义书签。

建模与仿真实验要求一、实验目的本实验是与《建模与仿真》课程相配合的实践教学环节。

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。

02Witness仿真系统建模基础

• 如果模拟的是工具，该工具可能在多台设备或多项操作中都需要使用，也存在共享冲突的可能。
二、WITNESS建模元素-离散型元素
• • • • • 路径（Path）路径是设定部件和劳动者（或者其他资源）从一个地点到达另一个地点的移动路程的离散型元素。路径元素同输送链元素既有相同点，也有不同点。相同之处是：两类都可以将零部件从一个地点运送到另一个地点，而且这个运送过程需要一定的时间。不同之处是：路径可以实现控制作业人员从一个地点走到另一个地点所需要的时间；同时还可以实现由劳动者搬运零部件从一个地点移动到另一个地点。输送链元素只能够运送零部件元素，而不能运送劳动者元素；输送链上的零部件可以实现零部件是移位式的运送，还是队列式的运输；输送链上的零部件还可以在其任意的放置位离开。总之，只有在必要时才使用路径。假如模型中的元素有很长的作业周期时间而它们之间的行程距离很短，那就没有必要添加路径元素而增加模型的复杂性了。路径的选用应基于建模对象的特征或需要实现的功能，合理选用建模元素
二、WITNESS建模元素-离散型元素
• 机器（Machine）
• 用于模拟实际系统中获取、处理零部件对象并将其送往特定地点的对象或过程的离散型元素。
• Witness中的机器也是一个广义的概念，可以模拟实际生产制造系统中的特定机器设备，也可以模拟提供相关服务的柜台。例如，机器可以代表有装载、旋转、卸载、空闲和保养这五个状态的一台车床，也可以代表有空闲、工作、关闭三个状态的一个机场登记服务台（将旅客与他们的行李分开，并发放登机卡），还可以代表有焊接、空闲和保养三个状态的一个机器人焊接工，等等 • 实际系统对零部件对象进行处理的过程和方式多种多样，Witness 提供了7种类型的机器来建立不同类型处理过程的仿真对象.

生产系统建模与仿真实验报告

（一）基于witness的单服务台排队系统仿真实验一、实验目的：1.了解排队系统的设计。

2.熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的用法。

3.深入研究系统元素Part的用法。

4.研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响。

二、实验设备：计算机、witness仿真软件三、实验过程：1、元素定义（Define）本排队系统共有6个元素，具体定义如下表：2、Part元素可视化设置；Buffer元素可视化设置；Machine元素可视化设置；Variable元素可视化设置；Timeseries元素可视化设置；3、根据实验要求，分别对Part、Buffer、Machine、Timeseries类型的元素进行细节设置四、实验结果：队列积分（jifen0）：25388Guke：Fuwuyuan:Paidui:五、实验过程中遇到的问题及实验总结：通过数据报告可以发现，不同顾客的服务时间和顾客的到达特性，对应的仿真结果有所不同。

顾客的到达特性以及顾客的服务时间都影响着排队系统的最大队长、最小队长和平均队长以及平均每位顾客的等待时间。

（二）基于witness的库存系统仿真设计实验一、实验目的：1.熟悉系统元素Track、Vehicle的用法。

2.深入研究系统元素Part的用法。

3.了解库存系统的设计。

4.寻找最佳库存策略。

二、实验设备：计算机、witness仿真软件三、实验过程：1、对元素Part：p、kucun；Buffer：kucun1；Machine：xuqiu；Track：load1、unload1；Vechicle：car；Variable：c、c1、c2、c3；Distribution：ra和Timeseries：kucunliang进行定义和可视化设置；2、对各个元素进行细节设计：（1）对kucun细节设计，如type、interarrival、actions on create等；（2）对kucun1细节设计，capacity和input；（3）对xuqiu细节设计，如type、input、output等；（4）对load1、unload1细节设计（5）对car细节设计，如capacity、speed等；（6）对ra细节设计（7）对Timeseries元素kucunliang细节设计；设计结果如图所示：对仿真钟进行设置，运行100仿真时间单位，进行运行；四、实验结果：五、实验过程中遇到的问题及实验总结：由实验结果可以看出，方案（L=20，S=40）的总费用最少，所以该方案最优。

第七章 WITNESS采购过程建模与仿真

第七章WITNESS采购过程建模与仿真在车辆生产物流系统中，需要通过供应商采购的产品或物料有轮胎和钢板，假设这两类产品的采购过程分别使用两种采购模式：定期定量的（Q，T）模式和定期不定量的（s，S，T）模式，本章对这两类物料的采购过程进行建模和仿真。

1采购过程系统描述（1）轮胎采购过程描述在本案例VPLS中，总装线的节拍为2分钟，则一天480钟内总装线装配计划为240台，每台车辆需要一套轮胎，一套轮胎为4只，在案例中以套数计量。

采购部门对轮胎的采购采用定期定量模型进行采购，其中订货周期T为3天，每次订货量Q为720套，从发出订单到轮胎入库的采购提前期服从uniform （480,960）均匀随机分布，在模型初始时刻假设车间有轮胎500套。

（2）钢板采购过程描述虽然案例中的总装节拍是固定的，理论上说所需的板材件数量也是固定的，但是由于钢板切割时具有多种下料组合，使得实际使用的钢板数量具有一定随机性，因此系统对钢板的采购模式使用（s，S，T）模型。

在模型中，设定s为100，S为300，T为480，即每天（480分钟）开始时进行库存量统计，如果当前库存低于s，则进行采购，采购数量Q=S-当前库存量，采购提前期服从uniform （240,720）的均匀随机分布，在模型初始时刻假设车间有150张钢板。

系统进行如下假设：（1）不论是轮胎还是钢板，在途的订单最多只能有一个；（2）钢板消耗时间间隔服从均值为8分钟的负指数分布；（3）轮胎消耗间隔为2分钟一套。

通过WITNESS仿真，运行10天（10天×8小时/天×60分钟/小时=4800分钟），统计如下数据：（1）车间两类产品的平均存放量、最大存放量；（2）车间两类产品的缺货数量；（3）钢板订货次数、订货总量；在学习过程中，主要关注如下功能的实现：（1）两种采购模式的实现；（2）采购提前期的实现；（3）缺货的统计；2 模型设计2.1 建模元素定义该模型中所用到的元素以及元素在模型中所起的作用如表1所示。

流水线生产系统WITNESS建模与仿真2024新版

流水线生产系统WITNESS建模与仿真
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。

第6章 WITNESS建模与仿真(本)

第6章 WITNESS 建模与仿真过程6.1 WITNESS 建模与仿真过程（1）定义系统元素：可以通过在布置窗口中点鼠标右键，选定快捷菜单中的“define ”菜单项，来定义模型基本元素的名称、类型、数量；（2）显示系统元素：在定义了元素的基础上，要定义元素在各种状态下的现实图形。

本步骤可以通过右击要定义显示特征的元素，通过选定弹出式菜单中的“display ”菜单项，来进行设定。

各种元素的平面布置可以在witness 的布置窗口中设定，也可以通过导入被仿真系统设施布置图的.dwg 文件来设定。

（3）详细定义：本步骤详细定义模型基本元素工作参数以及各元素之间的逻辑关系，如系统结构、被加工对象在各台机器上的加工时间分布、加工对象的工艺路线、以及其他规则等。

可以双击鼠标左键，通过弹出的“detail ”对话框来设定。

（4）运行：通过试运行和修改模型，重复前三步得到正确的计算机仿真模型之后，对系统进行一定时间范围的运行，并在屏幕上动画显示系统运行的过程，运行方式可以是单步的、连续的和设定时间的。

本步骤通过witness 提供的“run ”工具栏来进行操作。

（5）报告：系统运行一段时间后，显示系统中各元素的运行状态统计报告。

通过该报告，可以分析系统中可能存在的各种问题；或通过某项指标，来比较可选方案的优缺点。

如机器的利用率、产品的通过时间、在制品库存等。

该操作通过使用“reporting ”工具栏来实现。

（6）归档：witness 还提供了归档“documentor ”模块，可以让我们提取计算机模型的各种信息，生成word 文档或直接打印出来。

主要是生产报告模块没有包含的有关元素的说明型文字、规则、活动、中断和基本信息。

（7 ）优化： witness 还提供了系统优化“optimizer ”模块。

如果一个系统的绩效将因为其构成元素的配置不同，而得到不同的结果，并不需要建立多种配置的计算机模型。

我们可以直接使用同一个计算机模型，然后通过“optimizer ”模块来设定每一元素的可变属性值的取值范围，得到一个取值范围集合，并设定表示绩效的目标函数是取最大值还是最小值，进行优化仿真运行，就可以得到前n 个最优绩效的系统配置（n 可自行设定）。

装配线生产系统WITNESS建模与仿真

装配机器
成品数
Machine
Variables
1
1
时间8
整数变量(Vinteger)
4、元素细节设计
• 零件PART细节设计：
• 包括PART的进入类型、数量限制、到达时间、输出规则
• 机器Machine细节设计：
• Machine的类型、装配所需零件数量、装配时间、输入与输出规则、结束事项
• 缓存区Buffer细节设计
实验五、装配线生产系统 WITNESS建模与仿真
一、实验目的
理解混合装配线的基本原理；熟悉WITNESS中缓冲区buffer、组装类型 machine元素的设计；掌握WITNESS中sequence的运用到达系统后，分别暂存于仓库的特定库区。有一装配线将1个A、2个B和1个C组装一个成品D，装配时间为8分钟，装配线对零件的提取顺序为先取A、再取B、再取C，产品装配完成后放入缓存区；其中： A零件到达时间间隔为5分钟，批量为1，第一个零件在0时刻到达；B零件到达时间间隔为4分钟，批量为2，第一个零件在10时刻点到达； C零件到达时间间隔为6分钟，批量为1，第一个零件在0时刻到达； • 试使用WITNESS建立该系统模型.并进行如下分析： 1. 显示系统运行600分钟的成品数. 2. 缓存区的平均库存、平均时间； 3. 改变零件到达时间，分析结果有何变化？
三、WITNESS元素运用介绍
零件Part：了解其到达方式的选择缓冲区buffer：组装机器Machine：了解其类型的选择顺序语句sequence的运用
四、实验举例
实验步骤： 1. 系统分析——要用到哪些元素 2. 元素定义——元素的基本参数 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

系统建模与仿真第05讲-生产物流系统可视化建模与仿真WITNESS

元素详解
• Part • Machine • Conveyor
Part
• 到达模式：
➢ 被动式（Passive） ➢ 主动式（Active） ➢ 特殊规则的主动式（Active with profile）
• 主动式细节设计项目
➢ Maximum： ➢ First Arrival： ➢ Shift： ➢ Inter Arrival： ➢ Lot Size： ➢ To...： ➢ Actions on Create...： ➢ Actions on Leave...：
• 模拟一天12小时的时间，以上四种情况下，完成取款的人数、取款顾客平均等待时间、最大队列长度、没有完成取款的人数，对第3和4种情况下，进入超市购物的人数等。
练习题
2. 在发动机装配线上，缸体P从点A上线，上线时间为20s，然后通过输送链运行到组装工位B，花费[17，23]s装配，然后再通过输送链运行到组装工位C，花费[16，24]s时间装配，然后送出下道工序，每两个工位间滚轴输送链上可以放置10个托盘，移位时间为5s，试对该系统进行8小时的仿真，统计各工位的忙闲比率、缸体等待情况。
• 语法： • PULL {from} location1 {, location2 ...} • 其中，每个location的详细格式如下： • {part_name {from}} location_name {(index_exp)} {at position_exp}
{with labor_name {#labor_qty}} {using PATH}
被拉出。 • index_exp：整型，当输出Part的Location元素的对象数量多于1时，可以指定Pull规则具体
的从该Location的第几个对象中提取Part，例如：如果Location的名称为Buffer001，那么 Buffer001（2）表示Buffer001中的第二个对象。如果不指定Index_exp,Pull规则将从该 Location元素的所有对象中提取适当的Part，顺序为Location（1），Location （2），......，Location(n). • position_exp:整型，当输出Part的Location为输送链时，可以指定Part从输送链的具体位置上被取出，如果不指定该数值，则Part将从输送链的尾部Rear被取出。 • with labor_name：名型，指定输入规则是否需要Labor元素协助。 • #labor_qty：整型，需要Labor元素协助时，需要的Labor元素的数量。 • using PATH：名型，指定从一个Location中提取Part进入本元素，是否需要使用特定的路径，让part沿着该路径搬运至本元素。

基于witness的系统建模与仿真实验报告

多路径生产仿真模型S11085240007 物流工程一、实验名称：多路径生产仿真模型二、实验目的1）了解结合路径path的系统设计。

2）熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Labor、Attribute的用法。

3）深入研究系统元素Machine的用法。

4）研究机器、缓冲区结合路径以及劳动者之间协作所形成系统的运行效率。

三、实验设备仪器计算机、Witness仿真软件四、实验内容1、元素定义（Define）本系统的元素定义如表1所示。

表1 实体元素定义元素名称类型数量说明Back Part 1 部件Seat Part 1 部件Legs Part 1 部件B1buffer 1 缓冲区B2buffer 1 缓冲区B3buffer 1 缓冲区Paint_Q buffer 1 缓冲区Inspection_Q buffer 1 缓冲区Packing_Q buffer 1 缓冲区path1Path 1 路径Path2Path 1 路径Path3Path 1 路径Path4Path 1 路径Path5Path 1 路径Assembly machine 1 组装机器Painting machine 1 染色机器Inspection machine 1 检验机器Packing machine 1 包装机器Inspector labor 1 质检员x variable 1 变量attribute c 1 属性2、元素可视化（Display）设置各个实体元素的显示特征定义设置如下图所示3、元素细节（Detail）设计1对Part各元素细节设计●可视化效果设定●属性定义：seat.Arrival Type＝Activeseat.inter Arrival=2.0back.Arrival Type＝Activeback.inter Arrival=2.0legs.Arrival Type＝Activelegs.inter Arrival=2.0●规则定义：seat’s output Rules：PUSH to B1back’s output Rules：PUSH to B2legs’ output Rules：PUSH to B32对Buffer各元素细节设计display 选项中对话框对buffer icon 、name、part queue属性进行设置；3对Machine各元素的细节设计属性定义：Assembly.Type=AssemblyAssembly.Cycle Time=6.0Assembly. Input Quantity=3；！机器Assembly的输入零部件数量为3个；规则定义：Assembly.Input Rules（From）:MATCH/ANY B1 #(1)B2 #(1)B3 #(1) ！匹配缓冲区B1、B2、B3中的任意类型的part各一个；Assembly.Output Rules（To）:PUSH to Paint_Q Using Path ！通过路径将成品送至缓冲区Paint_Q；活动定义：Assembly.actions on finish：3.1）对machine元素Assembly的详细定义：属性定义：♦Assembly.Type=Assembly♦Assembly.Cycle Time=6.0♦Assembly. Input Quantity=3；！机器Assembly的输入零部件数量为3个；规则定义：Assembly.Input Rules（From）:♦MATCH/ANY B1 #(1)B2 #(1)B3 #(1) ！匹配缓冲区B1、B2、B3中的任意类型的part各一个；Assembly.Output Rules（To）:♦PUSH to Paint_Q Using Path ！通过路径将成品送至缓冲区Paint_Q；活动定义：Assembly.actions on finish：♦ICON = 115！通过变换图标，表示seat、back、legs组装成了一把白色椅子；3.2）对machine元素inspection的详细定义：属性定义：♦inspection.Type=Single♦inspection.Cycle Time=3.0♦bor＝Inspector规则定义：inspection.Input Rules（From）:♦PULL from Inspection_Q ！从缓冲区Inspection_Q中提取零件加工；inspection.Output Rules（To）:♦PERCENT /189 Packing_Q Using Path 90.00 ,Paint_Q With Inspector Using Path 10.00 ！产生随机概率，以90％的概率通过检测，使用路径移向Packing_Q，进行打包；以10％的概率检测出油漆有质量问题，需要人工搬运，通过路径送回缓冲区Paint_Q，排队重新油漆。

基于WITNESS的生产系统仿真实验”实验报告

“基于WITNESS的生产系统仿真实验”实验报告一、实验名称求某小部件生产系统的产出量和设备利用率二、实验介绍小部件（widget）要经过称重（widget）、冲洗（wash）、加工（produce）和检测（inspect）等操作。

执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。

小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。

仿真100分钟，利用WITNESS软件试求该系统的产出量和各设备的利用率。

加工系统模型流程图三、实验目的1.通过WITNESS系统提供的Designer Elements模板，快速的建立WITNESS模型。

2.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；3.掌握可视化输入、输出关系的建立。

4.掌握report工具栏的使用和分析。

5.熟悉小部件的生产线流程特点。

6.会求该系统的产出量和各设备的利用率。

四、实验设备仪器及材料计算机、WITNESS仿真软件五、实验内容小部件某生产系统仿真，称重机器取零件，称重后，上输送链，流向下一道工序进行清洗；再由输送链送至下道工序进行加工，再由输送链运至下道工序进行检测，然后出本模型系统。

六、实验原理WITNESS软件的仿真技术七、实验过程及步骤1.元素定义如表一所示表1-1元素名称、类型、数量信息表在WITNESS 软件中创建machine,conveyer,part,拖动到想要的位置上。

2.显示元素由于是动画仿真系统，因此对系统的每一个对象要进行可视化定义。

选元素名称类型数量说明widget part 1小部件weigh machine 1对小部件称重的机器Wash machine 1对小部件冲洗的机器Produce machine 1对小部件加工的机器inpect machine 1对小部件检测的机器C1conveyor 1输送链C2conveyor 1输送链C3conveyor1输送链定各个对象，然后对其定位。

基于witness的系统建模与仿真实验报告

基于witness的系统建模与仿真实验报告本文主要介绍了基于witness的系统建模与仿真实验报告。

首先，对witness进行了简单介绍，witness是一款用于模拟连续流程和离散事件仿真软件。

其次，介绍了系统建模的步骤，包括确定模拟对象、建立流程模型、构建事件模型、设置实验参数等。

最后，对一个实际案例进行了模拟仿真实验，展示了witness在系统建模与仿真方面的应用。

一、witness简介witness是一款全球领先的、面向工业制造领域的仿真软件，是英国Lanner公司开发的产品。

witness软件提供了连续流程仿真和离散事件仿真两种模拟方式，支持多种仿真方法和数学模型，可以为用户提供高质量的仿真分析服务。

witness的用户涵盖了各行各业，包括制造业、物流业、金融业、航空航天业等。

二、系统建模步骤1. 确定模拟对象在进行系统建模和仿真实验之前，需要确定所要模拟的对象，例如某个工厂的生产线、某个物流中心的物流过程等。

确定模拟对象后，需要收集足够的数据和信息，包括生产能力、生产工艺、规模等方面的数据，以及原材料、半成品、成品、设备等物资的数量、规格等详细信息。

2. 建立流程模型在witness软件中，可以通过图形化界面来建立流程模型。

首先需要定义流程中的各个部分，例如生产线的各个工位、物流中心的各个处理环节等。

然后需要建立这些部分之间的联系和依赖关系，例如生产线上的各个工位之间的输送关系、物流中心中不同处理环节之间的物流传递关系等。

3. 构建事件模型在witness软件中，事件模型是指各种随机或固定的事件，包括人员进出场、设备故障、运输工具到达、货物装卸等。

建立事件模型需要考虑到各种可能出现的情况，例如人员疲劳、设备老化、交通堵塞等，同时需要有合理的处理方式。

在witness软件中可以为各种事件赋予不同的概率分布，以便于模拟真实情况。

4. 设置实验参数在建立模型的基础上，需要设置一系列实验参数，包括模拟时间、模拟人数、随机数种子等。

witness生产系统建模与仿真平台教程

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 -
2.3 WITNESS 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 -

wintess建模与仿真基本步骤

建模步骤
• 1.定义元素：通过define菜单，分别定义各个元素名称、类型、数量，如表所示：
名称类型
数量
Widget Part 1 Weigh Machine 1 Wash Machine 1 Produce Machine 1 Inspect Machine 1 C1 Conveyor 1 C2 Conveyor 1 C3 Conveyor 1
建模步骤
• 加工周期（Cycle Time）：加工周期可以是固定的时间值，也可以是随机分布函数或表达式。本例中四种机器的加工周期都采用固定时间值。 • 进入规则(Input Rule)：进入规则有主动（push）和被动(pull)两种方式。对零件的进入采用拉进规则。 • 送出规则(Output Rule)：也有主动和被动两种方式。当零件加工完后，采取主动送出规则。 • 各机器的加工周期、进入规则、送出规则如表1.2 所示。
PUSH to C3
PUSH to SHIP
建模步骤
• 4.仿真运行：运行一周（5天*8小时*60分钟 =2400分钟），得到统计结果如表1.3和表1.4 所示：
表1.3 机器统计信息报ce Inspect
空闲率%
0 20.33 40.46 40.62
忙率%
• 5.图形元素——可以将模型的运行绩效指标在仿真窗口动态的表现出来。主要包括：时间序列图（Timeseries）；饼状图（Pie chart）；直方图（Histogram）。
Witness建模规则
• 1.输入规则（Input Ruie） • 2.输出规则（Output Ruie）
仿真运行
各机器的加工周期、进入规则、送出规则表
机器名 Weigh 项目 Wash Produce Inspect