系统建模与仿真课程设计报告

生产系统建模与仿真

课程设计报告

姓 名:李东钦

学 号:104814060

班 级:10工业A1

指导教师：王小刚

2013年 11 月 27 日

上海第二工业大学

目录

一、课程设计的基本要求 (3)

二、课程设计的硬件需求 (3)

三、课题选择 (3)

四、系统描述 (3)

五、系统分析 (4)

六、系统仿真数据分析 (5)

1. 设置General Information (5)

2. 设置Locations (5)

3. 设置Entities (6)

4. 设置Arrivals (6)

5. 设置Variables (7)

6. 设置Processing (7)

第1步 (7)

第2步 (7)

第3步 (7)

第4步： (8)

第5步： (9)

第6步： (9)

第7步： (9)

第8步 (9)

第9步： (9)

第10步 (10)

七、仿真运行及结果分析 (11)

1. 仿真运行设置 (11)

2. 仿真结果分析 (12)

八、修改模型以及优化方案 (13)

制造系统仿真与建模

一、课程设计的基本要求

通过课程设计的训练，了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理，并熟悉和掌握生产系统仿真软件的基本操作和主要功能。通过课程设计，使学生能够初步运用仿真技术发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产系统的生产能力和生产效率。

二、课程设计的硬件需求

课程设计地点安排在14号楼305教室，每台计算机客户端部署ProModel4.2和ProModel 6.0学生版进行建模与仿真。

三、课题选择

课程设计共设计了两个课题，分别是：

课题1自动变速箱换档机构10万套轮番装配车间生产线仿真；

课题2生产系统改善仿真；

每个学生选择一个课题，在两周时间内，学习使用ProModel仿真软件对实际生产系统进行分析建模，能够利用软件系统发现生产系统中的关键问题或瓶颈问题，并通过分析产生这些问题的原因，给出合理的解决方案或者改进措施，提高生产系统的生产能力和生产效率。

我选择课题2生产系统改善仿真；

四、系统描述

A公司是中国南方一家专为外商做贴牌生产（OEM）的工厂，生意非常好，但今年公司遇到了麻烦。由于外商对工厂生产的要求越来越严格并要求该工厂工人每周工作时间由60

小时减少至48小时（且每周至少休息1天），不希望加班时间过长，但交货期不变。

按工厂原有生产效率是无法在交货期内完成订单的。因此提高工厂的产能是生产管理者火烧燃眉的，若工厂不能找到原有资源配置的情况下提高产能的方法，则会面临3种选择：1)取消订单。这样可以减少订单无法完成需支付违约金的损失，但工厂取消订单会导致工厂资源闲置以及惨重的损失。

2)雇佣更多工人，轮流生产。由于现在雇佣训练有素的技术工人很难，只能雇佣一部分，其他的大部分只能是普通工人。这样由于一部分工人操作不熟练，会使机器受损、产品质量下降、工厂生产停顿的现象发生的频率增大。同时，多雇佣已被的工人，将会使工厂的运营成本增加约87%，使工厂净利润大大降低，甚至亏损。而且现在工人难招，同时工资也上涨了不少。

3)更新机器。更新工厂老旧的机器以提高产能是比较好的想法，但因去年就买了一台性能非常好的机器，并没对产能提高生产多大作用，而且由于安装及调试等前期准备工作耽误了进度，为此赶工了很长时间，且更新一台设备，投资非常大，同时还要对新机器操作进行培训、安装、维护等，费用会增加，加上外商订单的产品更新非常快，工艺也常有变化。

虽与外商谈判，得到了两个月的过渡期，让工人加班，但现在急需除上述3中选择外的第4中方案来解决当前及以后的问题，要求工作时间从每周60小时减少到48小时，也就是说在不增加其它资源的情况下，工厂每周提高25%的产能才能完成订单任务。

从上得知，如果该工厂的生产率能在不到两个月的时间，提高25%以上，并且所增加的运营费用不超过全年利润的25%，则是工厂所能接受的底线。因为这样不仅能保证企业的利润不比去年低外，还能保证工厂急需接受外商的订单，让企业生存发展下去。

五、系统分析

产品生产由7道工序组成（只生产一种类型的产品），具体流程如图所示：

该工厂用两种原材料来生产产品。每天早上8点前，这两种原材料分别由两家供应商运送到工厂生产线的原料区1、原料区2，运送量各位60个，并且在下午上班也会运来一批。原材料1、原材料2分别在工序1、工序2完成加工操作，被分别送到缓冲1和缓冲2，所需时间（包括取材、加工、卸料时间）都是服从正态分布，分别为N（3，2）、N（5.5，0.5）。工序3把缓冲1的一个原材料1和缓冲2的一个原材料2组装成一个“组件”，并把它放到缓冲区3，所需时间服从一个正态分布N（5，0.5）。组件再经过工序4、工序5、工序6的加工处理，被送到各自的后续缓冲，各自的加工时间分别服从U（3，1.20）、U（3.2，1）、U（5.5，3）三个均匀分布。最后一道工序是检测，检测工序把由缓冲区6送来的组件进行检测，所需时间是服从一个U（4，1）的均匀分布。

六、系统仿真数据分析

1.设置General Information

打开ProModel7.0，在菜单“File”－“New”，创建新的仿真模型.

2.设置Locations

其工厂布局如图所示：

打开“Build”菜单中的“Locations”，根据“Graphics”中相应图标，定义并设置17个地点。其中定义4个接收区（原料区1、原料区2、废品区、成品区）、6个工序、1个检

测设备以及6个缓冲区，并根据需求，在“Cap”中设置相应的容量，如图所示：

3.设置Entities

打开“Build”菜单中的“Entities”，根据“Graphics”中相应图标,设置3个实体分

别为：原材料1、原材料2、组件，如图所示：

打开“Build”菜单中的“Arrivals”,定义并设置原材料1和原材料2两个实体到达，

如图所示：