生产系统建模与仿真课程设计说明书

目录

1．课程设计题目 (2)

2．任务分析 (2)

3．解题分析过程 (3)

3.1顺序移动方式 (3)

3.2平行移动方式 (6)

3.3平行顺序移动方式 (9)

4．三种移动方式的综合分析与评价 (12)

4.1零件的三种移动方式的比较 (12)

4.2三种移动方式的综合分析 (12)

5．设计最优方案 (13)

5.1设计移动方式 (13)

5.2设计小结 (16)

6．课程设计总结 (16)

生产系统建模与仿真课程设计 1．课程设计题目

现要加工n 个相同零件，n=8+学号个位数，共8道工序，工序如下：

请设计一种你认为好的方案，说明设计方法、过程、理由、结果，并输出该方案的总加工时间、总设备等待时间、总设备闲置时间，flexsim 仿真结果，工序图、以及方案分析报告。

设计要求：提交设计说明书。

2．任务分析

本题要加工的是17个（n=8+学号个位数=8+9=17）相同的零件，共经过8道加工工序。其中，工序一、工序二分别有两台可用设备，工序七有三台可用设备。同时，工序二与工序三之间、工序四至六之间、以及工序八与其他工序之间无先后之分。设计过程中，如果只考虑总生产时间最短，整个工艺过程管理起来将会很复杂。我设定了一个最优方案的标准，即在总生产时间尽可能小的前提下，将工艺过程优化，使组织管理更加方便，而且，还要考虑到设备的闲置时间、设备的等待时间以及任务的等待时间。

工序一12分钟，两台可用设备

工序二12分钟，两台可用设备

工序三10分钟，一台可用设备

工序四17分钟，一台可用设备

工序五15分钟，一台可用设备

工序六8分钟，一台可用设备

工序七22分钟，三台可用设备

工序八5分钟，一台可用设备，与以上工序无先后之分

以上两工序之间无先后之分

以下三工序之间无先后之分

607

862

1151

1283

471

301

193

8工序

工序时间10121254563217

1715822

100800

700

600

500

400

300

200

900

1300

1200

1100

1000

85

在设计过程中，我考虑到了不分先后顺序的工序中设备可以同时启用，零件采用交叉往复的加工顺序，一定能缩短总生产时间，但是，零件在加工过程中受物流的影响将很严重，导致整个车间的物流混乱，使其效率下降。

综上所述，我认为题目的重点在于如何处理好能够同时加工的工艺之间的关系，以及对于多个机床加工如何合理分配。

零件在加工过程中可以采用三种典型的移动方式，即顺序移动方式，平行移动方式和平行顺序移动方式。如果零件在加工过程中采取的移动方式不同，就会造成零件的总加工时间，任务等待时间，总设备等待时间，总设备闲置时间的不同。我主要考虑先通过以上三种移动方式得出不同的方案，再对这些方案进行比较，取每种方案的优点，尽量克服其确定，以此作为参考，最终设计一个符合题目与所设定标准的最优方案。

3．解题过程

分别用顺序移动方式、平行移动方式、平行顺序移动方式对生产过程进行仿真。

3.1顺序移动方式

顺序移动方式特点是每批零件在前道工序全部完工后，才整批的送到后道工序加工，即零件在工序间是整批地移动。由于一批零件在各道工序上的加工是连续进行的，而且在工序之间的衔接上也是连续进行的，因此又称这种方式为连续移动方式。

画出其工序图如图所示：

利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下：

仿真可得标准报告和状态报告，如下所示：

标准报告表：

Flexsim summary report

Model Clock: 1283.000

Content Throughput Staytime

now min avg max min avg max Queue1: 0 0 8.5 16 17 0 40 80 Processo8: 0 0 1 1 17 5 5 5 Queue2: 0 0 8 17 17 75 85.18 96 Processor11: 0 0 0.56 1 9 12 12 12 Queue3: 0 0 5.65 17 17 96 96 96 Processor21: 0 0 0.36 1 9 12 12 12 Queue4: 0 0 4.82 17 17 96 130.82 162 Processor12: 0 0 0.53 1 8 12 12 12 Processor22: 0 0 0.33 1 8 12 12 12 Processor3: 0 0 0.36 1 17 10 10 10 Queue5: 0 0 4.09 17 17 128 144 160 Processor6: 0 0 0.22 1 17 8 8 8 Queue6: 0 0 3.69 17 17 128 184 240 Processor5: 0 0 0.3 1 17 15 15 15

Queue7: 0 0 3.84 17 17 240 256 272 Processor71: 0 0 0.1 1 6 22 22 22 Processor72: 0 0 0.1 1 6 22 22 22 Processor73: 0 0 0.09 1 5 22 22 22 Queue9: 0 0 0.77 17 17 0 58.24 110 Queue8: 0 0 2.53 17 17 110 187.76 272 Processor4: 0 0 0.25 1 17 17 17 17

状态报告表：

Flexsim summary report

Model Clock: 1283.000

idle processing busy blocked empty releasing setup utilize Queue1: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% Processo8: 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue2: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 2.80% 0.00% 0.00% 0.00% Processor11: 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue3: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 33.60% 0.00% 0.00% 0.00% Processor21: 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue4: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 44.50% 0.00% 0.00% 0.00% Processor12: 0.00% 53.00% 0.00% 47.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Processor22: 0.00% 33.20% 0.00% 66.80% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Processor3: 0.00% 36.10% 0.00% 63.90% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue5: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 51.90% 0.00% 0.00% 0.00% Processor6: 0.00% 22.40% 0.00% 77.60% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue6: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 56.60% 0.00% 0.00% 0.00% Processor5: 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue7: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 54.90% 0.00% 0.00% 0.00% Processor71: 89.70% 10.30% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Processor72: 89.70% 10.30% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Processor73: 91.30% 8.70% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue9: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 91.40% 0.00% 0.00% 0.00% Queue8: 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 69.70% 0.00% 0.00% 0.00% Processor4: 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

从上表我们得到，总生产时间是1283分钟。

设备等待时间为0。

设备闲置时间为：85+193+301+471+607+862+1151=3670分钟。

其中状态报告表中部分为零的项被省去。

从上表我们可以看出，大部分设备的processing时间较低，说明设备的利用率很低，