基于Flexsim的仿真实验报告.

基于Flexsim的仿真实验报告
专业班级：工业工程一班
姓名：石洋洋
学号：20100770223
4 基于Flexsim的仿真实验
1.实验报告
2.提交Flexsim的仿真图
基于Flexsim的仿真实验报告
一、实验目的与要求
1.1实验目的
Flexsim是一个基于Windows的，面向对象的仿真环境，用于建立离散事件流程过程。

Flexsim是工程师、管理者和决策人对提出的“关于操作、流程、动态系统的方案”进行试验、评估、视觉化的有效工具。

Flexsim 能一次进行多套方案的仿真实验。

这些方案能自动进行，其结果存放在报告、图表里，这样我们可以非常方便地利用丰富的预定义和自定义的行为指示器，像用处、生产量、研制周期、费用等来分析每一个情节。

同时很容易的把结果输出到象微软的Word、Excel等大众应用软件里。

另外，Flexsim具有强力的商务图表功能，海图(Charts)、饼图、直线图表和3D文书能尽情地表现模型的信息，需要的结果可以随时取得。

本实验的目的是学习flexsim软件的以下相关内容：
●如何建立一个简单布局
●如何连接端口来安排临时实体的路径
●如何在Flexsim实体中输入数据和细节
●如何编译模型
●如何操纵动画演示
●如何查看每个Flexsim实体的简单统计数据
我们通过学习了解flexsim软件，并使用flexsim软件对实际的生产物流建立模型进行仿真运行。

从而对其物流过程，加工工序流程进行分析，改进，从而得出合理的运营管理生产。

1.2实验要求
（1）认识Flexsim 仿真软件的基本概念； （2）根据示例建立简单的物流系统的仿真模型；
（3）通过Flexsim 仿真模型理解物流系统仿真的目的和意义 1.2.1实验2．多产品单阶段制造系统仿真与分析
某工厂加工三种类型产品的过程。

这三类产品分别从工厂其它车间到达该车间。

这个车间有三台机床，每台机床可以加工一种特定的产品类型。

一旦产品在相应的机床上完成加工，所有产品都必须送到一个公用的检验台进行质量检测。

质量合格的产品就会被送到下一个车间。

质量不合格的产品则必须送回相应的机床进行再加工。

我们希望通过仿真实验找到这个车间的瓶颈所在，以回答如下问题：检验台能否及时检测加工好的产品？或者检验台是否会空闲？缓存区的大小重要吗？
该仿真模型的概念模型如下：
机台1
检验台
机台3
机台2
1类产品
3类产品
2类产品
80%不合格产品
20%不合格产品
1.2.2实验3．产品测试工艺仿真与分析
某工厂车间对两类产品进行检验。

这两种类型的产品按照一定的时间间隔方式到达。

随后，不同类型的产品被分别送往两台不同的检测机进行检测，每台检测机只检测一种特定的产品类型。

其中，类型 1的产品到第一台检测机检测，类型 2 的产品到第二台检测机检测。

产品检测完毕后，由传送带送往货架区，再由叉车送
到相应的货架上存放。

类型 1的产品存放在第 2个货架上，类型 2 的产品存放在第 1个货架上。

我们希望通过仿真运行来回答如下问题：这个检测流程的效率如何？是否存在瓶颈？如果存在，怎样才能改善整个系统的绩效呢？这些问题都是我们希望通过仿真分析得以解决的。

机台1传送带机台2
产品1
产品2
传送带货架2
货架1
二、实验过程
1.建立概念模型
2.建立Flexsim6的模型：
（1）确立概念模型中各元素的模型实体； （2）在新建模型中加入模型实体；
（3）根据各个模型实体之间的关系建立连接；
（4）根据题目要求的系统数据为不同的模型实体设置相应的参数，已达到对各工序实施控制的目的；
3.模型建立之后，模型的运行与分析；
4.运行完成后输出报表，查看每个模型实体的简单统计数据；
5.根据输出数据对生产工艺流程进行分析，找出瓶颈工序，并合理规划工序流程，合理的进行运营管理。

仿真周期设为1小时，使用复演法做多次独立的仿真试验，然后通过观察、统计、分析实时状态图和导出的仿真实验数据，得到最终的仿真结果。

三、实验心得
系统功能相对简单，实现也很容易，且方法多样。

为使系统运行达到最优，可分析调整各设备参数及系统配置，以达到系统运行连贯顺畅，无积压无间断的目的。

通过这次试验，加强了对物流系统的理解，也多了解了一个仿真软件，这个软件有三维功能，能够从不同的角度看出系统存在的问题，并且模型的连接分了不同的种类，A连接和S连接，我觉得这一点仅仅是本软件的优点，因为他将单向物流和双向物流区别对待，这样做更加条例清晰。

建模过程中每个参数的调整都是很容易实现的。

但在实际中，任何一个参数的调整都可能会极大的影响着成本和收益，因此模型中达到的最优未必能完全应用到实际中去。

另外，建模方案可能有很多个，而且最优方案也可能有很多，最终的方案选取，仍需要管理者综合考虑各方面因素进行决策。

但系统建模和仿真对实际决策有着重要的参考价值。

随着科技的发展，系统建模和方针必将日益显现出其重要的作用。

四、附上实验2中多产品单阶段制造系统仿真的结果
4.1实验2的模型图
输出的实验2多产品单阶段制造系统仿真的截图，如下图所示：
4.2模拟仿真运行时的运行状态及模拟仿真结果
4.2.1输出的模拟仿真运行时的运行状态截图，如下图所示：
在描述系统中我们提到希望能找出系统的瓶颈，有几种途径可以做到这点：第一种方法是，你可以从视觉上观察每个暂存区的容量。

如果一个暂存区始终堆积着大量的产品，这就表明从该暂存区取货的一台或几台加工机床形成了系统的瓶颈。

在该模型仿真运行时，由上图可以注意到第二个暂存区堆积很多待加工的产品，而第一个暂存区的待加工产品较少，很显然是由于检查台，也就是processer4的工作能力较低造成的，说明processer4即检查台就是该模型中的瓶颈工序。

需要对该工序进行改进，以减少瓶颈带来的损失。

4.2.2模拟运行后的输出数据表:
Flexsim State Report
Time: 48301.85
Object Class idle proce
ssing busy blocke
d
genera
ting
empty colle
cting
releas
ing
Queue1 Queue 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 3.49% 0.00% 96.51%
Proces sor1 Processor 11.41% 88.59
%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Proces sor2 Processor 15.96% 84.04
%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Proces sor3 Processor 23.05% 76.95
%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Queue6 Queue 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 5.14% 0.00% 94.86%
Proces sor4 Processor 1.83% 98.17
%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Sink8 Sink 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 100.0
0%
0.00%
Source 1 Source 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 100.00
%
0.00% 0.00% 0.00%
4.2.3根据输出数据，以各个加工工位的加工和空闲时间进行对比，做出圆饼图进行观察各工序的工作状态：
第一个机台Process1：
第二个机台Process2：
第三个机台Process3：
检查台Process4：
4.2.4输出结果分析
在描述系统中我们提到希望能找出系统的瓶颈，第二种途径：从主要工序的空闲与工作的比例元饼图分析，工作的比重最大且接近于100%的即是瓶颈工序。

从以上几个主要工序的空闲与工作的比例元饼图中可以看出，检验台工作的时间占总仿真时间的比例是最大的。

通过这些圆饼图，我们可以很容易的发现检验台是瓶颈所在，而非那三台加工机床。

现在已经找出了瓶颈，接下来将考虑瓶颈的改善。

这取决于与成本收益相关的多个因素，以及这个车间的长期规划目标。

在将来，是否需要以更快的速率加工产品呢？在这个模型中，Source 平均每5 秒生成一个产品，而检测台也是平均每5 秒将一个成品送到Sink。

检验台的5 秒平均值是由其4 秒的检测时间和80/20 的路径策略计算得出的。

因此随着时间的推移，这个模型的总生产能力下降。

如果这个工厂想加工更多的产品，Source 必须有更高的产品到达率（也就是说更短的到达间隔时间）。

如果不对检验台进行修改，模型中就会不断积累越来越多的待加工品，而暂存区的容量也会不断增加直到无法再加。

为了解决这个问题，我们不得不添加一个检验台，因为检验台是整个系统的瓶颈所在。

如果检验台处暂存区的容量很关键，那么同样需要我们添加一个检验台。

当检验台暂存区存货过高而导致过高成本时，添加一个检验台是很明智的，这样使得暂存区的容量不会过高，而该暂存区内待检验产品的等待时间也不会过长。

让我们来看看该暂存区的统计值。

继续运行此模型，你将会注意到这些数值随着仿真运行而改变。

查看平均容量和平均逗留时间值。

逗留时间指流动实体在暂存区中停留的时间。

在仿真运行的前期，暂存区的平均容量较小，但随着仿真的继续，增大到几百，如果暂存区的容量不是很大或造成成本很高是，那么就有必要增加一个检验台，来缓解瓶颈。

五、附上实验3中产品测试工艺仿真与分析结果
5.1实验3的模型图
输出的实验3产品测试工艺仿真的截图，如下图所示：
5.2模拟仿真运行时的运行状态及模拟仿真结果
5.2.1输出的模拟仿真运行时的运行状态截图，如下图所示：运行状态:
由图可以看出暂存区1的堆积的待加工产品非常多，而缓存区2的容量就几
乎没有堆积，说明两台机床的加工效率较低，造成待加工产品堆积。

说明加工机床的加工工序就是该模型中的瓶颈所在。

5.2.2模拟运行后的输出数据表:
5.2.3输出每个模型实体的简单统计数据：
Flexsim State Report
Time: 6628.26
Objec t Class idle proce ssing block ed gener ating empty relea sing waiti ng
for trans porte r
conve ying
trave l empty Trave l loade
d
offse t trave l empty
offs et trav el load ed Sourc e1 Sourc e 0.00% 0.00% 1.43% 98.57%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Queue 2 Queue 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 4.68% 95.32% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Proce ssor3 Proce ssor 4.46% 73.75% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Proce ssor4 Proce ssor 7.31% 69.30% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Conve yor5 Conve yor 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 73.94% 0.00% 0.00% 26.06%
0.00% 0.00% 0.00%
0.00% Conve yor6 Conve yor 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 72.13%
0.00% 0.00% 27.87%
0.00% 0.00% 0.00%
0.00% Queue 7 Queue 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 28.51% 0.00% 71.49% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Rack8 Rack 100.00%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Rack9 Rack 100.00%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Trans porte r11 Trans porte r
16.44% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 35.11% 15.07%
4.45%
28.92%
Source1
Queue1:
Processer1:
Processer2:
\
Queue2:
Transporter:
5.2.4输出结果分析
该检测流程的效率较低，很明显通过source1的生产时间与停滞时间比例关系，以及queue1的出现堆积的比例和空闲的比例，就可以看出两个工作台的工作效率较低，才会造成在第一个暂存区的大量的出现堆积现象，使其在非常少的情况下会出现空闲，而第二个暂存区的堆积比例就较第一个暂存区低很多，有将近十分之三的一部分时间都处于空闲状态，说明后面叉车的处理还是比较及时的，效率也较高。

那么总的来说，该检测流程的效率还是较低，因为在这个流程中，存在瓶颈工序，即是检测机台这一工序，造成了整体的效率降低。

对于检测流程的改善，这取决于这个车间的长期规划目标，需要解决瓶颈工序的问题。

因此随着时间的推移，这个模型的总生产能力下降。

如果这个工厂想加工更多的产品，就需要提高检测机台的工作效率。

如果不对检测机台进行修改，模型中就会不断积累越来越多的待加工品，而暂存区的容量也会不断增加直到无法再加。

为了解决这个问题，我们不得不添加一个检测机台台，因为检测机台是整个系统的瓶颈所在。