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。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。最后完成的模型如图5.1所示：

图5.1 流水线系统仿真系统布局图

5.1.3 构建第一阶段（Stage1.mod）模型

5.1.3.1 定义元素

打开WITNESS安装路径下Demo文件夹中的建模文档startup.mod，或者本书附带光盘文件夹models中的的建模文档startup.mod。

WITNESS的用户元素窗口（designer elements）允许快速而简易的添加WITNESS 默认的元素到所要建立的模型中。

下面建立被称为Widgets的零部件、一台称重机器（Weigh）和一条输送链（C1）。

点击designer elements窗口的机器machine图标，使其变成可选项，将光标移向系统布局窗口window 1的位置，然后单击左键，在系统布局窗口出现机器（Machine001）图标，同时在元素选择窗口element selector中的simulation页下出现Machine001：1图标；当鼠标在window 1中选中Machine001，鼠标光标成十字形时，可以在屏幕范围内拖动元素到所适当的位置，此时display edit工具栏必须打开，同时关于window1的window control中的movable display选项必须选中。现在Machine001是所要建立的模型的一部分了。

通过点击designer elements窗口的输送链conveyor图标可在模型中加入输送链。选中图标将光标移到仿真窗口再次点击创建输送链，然后将其拖到想要的位置。

通过点击designer elements窗口的输送链part图标可在模型中加入小零件widget。选中图标将光标移到仿真窗口再次点击创建小零件，然后将其拖到想要的位置。

现在第一阶段所需的三个仿真元素已经加入模型中了，由于designer elements 窗口中的建模元素都设定好了默认的显示display属性，在本例中将不加以修改，则下一步是对元素进行详细设计。

5.1.3.2 建模元素详细设计（Detailing an element）

简单方法：

改变元素细节最简单方法是在屏幕中的元素图标上双击（即机器图标和输送链图标）。

其他方法如下：

z点击建模元素图标，然后点击标准工具栏的detail elements图标；

z element selector窗口中找到所需建模元素点击鼠标右键，选择弹出菜单中的detail…。

（1）零部件明细 （Part detail information）

z双击PART001得到元素细节设计对话框。

z输入新的元素名Widget覆盖掉系统默认的名字。

z点击OK键确认。

（2）机器明细（Machine detail information）

z双击Machine001图标，输入以下信息：

名字name：Weigh

加工时间cycle time: 5

点击对话框中的OK键确认。

（3）输送带明细（Conveyor detail information）

z双击Conveyor001图标输入：

图5.2 stage1模型布局图

名字：C1

点击OK键确认。

设计完毕，窗口显示如图5.2。

此阶段需要做的是输入机器加工时间、改变元素的名字，其实建模元素的所有活动都能通过这种方式定义的。

5.1.3.3 建立元素之间的逻辑规则

接下来定义各个元素之间链接的逻辑规则，规则输入可以通过以下两种方法：一是通过工具栏和鼠标，一是通过元素细节对话框。

常用规则包含推（输出规则）、拉（输入规则）、百分率和顺序规则；非常用规则通常都是根据匹配的属性和环境而定义的复杂控制规则，比如：“if”命令来实现有复杂的选择规则。

（1）机器规则明细（Machine detail rule information）

z点击选中Weigh图标，然后单击element工具栏中的visual input rule图标，出现input rule for weigh对话框，如图5.3所示；

z规则文本框的缺省值为pull――；

z在规则文本框中输入“PULL Widget out of WORLD”，定义了机器Weigh加工完成一个Widget之后，从本系统模型的外部WORLD处拉进一个Widget进行加工。

规则定义结果显示如图5.3所示；

图5.3 机器规则定义对话框

z单击OK键确认。

z然后单击visual output rule图标；

z点击C1图标，点击OK键确认。

（2）输送带明细（Conveyor detail rule information）

z点击输送带C1的图标，选中C1；

z单击element工具栏中的visual output rule图标；

z点击output rule for C1对话框中的 SHIP按钮，为输送链C1创建输出规则PUSH SHIP，将Widget发运出去，即输送带将Widget送出本系统之外。

z点击rules action bar菜单条中的OK按钮确认

5.1.3.4 运行模型（Running the model）

首先介绍运行工具栏中按钮及其作用，运行工具栏如图5.4所示。