混合流水线仿真案例..

仿真案例：
混合流水线生产系统
概念定义
多对象流水线生产有两种基本形式。

一种是可变流水线，其特点是：在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品；在间隔期内，只生产一种产品，在完成规定的批量后，转生产另一种产品。

另一种是混合流水线，其特点是：在同一时间内，流水线上混合生产多种产品。

按固定的混合产品组组织生产，即将不同的产品按固定的比例和生产顺序编成产品组。

一个组一个组地在流水线上进行生产。

模型描述
一个工厂有5个不同的车间（普通车间，钻床车间，铣床车间，磨床车间，检测车间），加工3种类型产品。

每种产品都要按工艺顺序在5个不同的车间完成5道工序。

假定在保持车间逐日连续工作的条件下，仿真在多对象平准化中生产采用不同投产顺序来生产给定数量的3种产品。

通过改变投产顺序使产量、品种、工时和负荷趋于均衡，来减少时间损失。

如果一项作业在特定时间到达车间，发现该组机器全都忙着，该作业就在该组机器处排入一个FIFO规则的队列的暂存区，如果有前一天没有完成的任务，第二天继续加工。

系统数据
表1：车间配备（单位：台）
表2：加工时间（单位：min）
产品 3 4 5 3 4 1
表3：产品数量
总数（个） 每批量（个） 时间间隔（min ）
产品1 1000 10 3 产品2 500 5 3 产品3
200
2
3
概念模型
模型建立：
打开Flexsim ，界面如图1所示：
图1
普通机床 钻床 铣床
磨床
检测 成品
毛坯
第1步：布局
按照要求，从左边的实体库中依次拖出相关实体放在右边模型视图中，并调整至适当的位置，如图2所示：
图2
第2步：修改实体名称
双击发生器，在弹出对话框中将原名称改为发生器（如图3），其他实体做同样操作。

图3
第3步：建立端口连接
从发生器开始，按下“A”键，依次连接所有实体，直到吸收器为止。

在连接时，注意输入输出方向。

所有端口连接如图4所示：
图4
第4步：设置发生器参数
根据所给数据，设置发生器参数。

双击发生器，在弹出的窗口里，将“到达方式”下拉菜单选择“到达时间表”，把“到达次数”改成4，点击“刷新到达”后，下面会出现四行数据。

把arrivaltime、itemtype、quantity的值做相应改动，设定换类型生产间隔时间是12min，即一个类型生产12min后，生产下一种类型。

所以，arrivaltime下的4个值依次是0、12、24、36；itemtype下4个值是1、2、3、1；quantity下的值是10、5、2、0。

最后在“重复时间表”前方框中打钩。

如图5：
图5
打开“触发器”选项卡，在“创建触发”中点击，选择“根据临时实体类型设置颜色”选项。

在“离开触发”中选择“关闭和打开端口”选项，然后点击右边的按钮，在弹出的窗口里将1改成getoutput(current)==1699，将closeinput改成closeoutput以结束发生器生产，如图6所示：
图6
第5步：设置暂存区参数
因为三种产品总共1700个，所以设所有的暂存区的容量都为2000个，这样暂存区的容量就够了，不影响整个系统正常工作。

双击暂存区1，最大容量填2000。

对其他暂存区做同样设置。

如图7：
图7
第6步：设置机床处理器组参数
双击机床1，在弹出窗口里的“加工时间”下拉菜单栏里选择“按照临时实体类型指定不同的Case值”选项，然后点击右边的，在弹出窗口中设置不同产品的加工时间，即产品1加工时间为5min，产品2为4min，产品3为4min。

点击“确定”按钮完成设置。

对机床2和机床3进行同样的设置。

如图8：
图8
第7步：设置钻床处理器组参数
双击钻床1，在弹出窗口里的“加工时间”下拉菜单栏里选择“按照临时实体类型指定不同的Case值”选项，然后点击右边的，在弹出窗口中设置不同产品的加工时间，即产品1加工时间为5min，产品2为4min，产品3为5min。

点击“确定”按钮完成设置。

对钻床2和钻床3进行同样的设置。

如图9：
图9
第8步：设置铣床处理器组参数
双击铣床1，在弹出窗口里的“加工时间”下拉菜单栏里选择“按照临时实体类型指定不同的Case值”选项，然后点击右边的，在弹出窗口中设置不同产品的加工时间，即产品1加工时间为4min，产品2为3min，产品3为3min。

点击“确定”按钮完成设置。

对铣床2进行同样的设置。

如图10：
图10
第9步：设置磨床处理器组参数
双击磨床1，在弹出窗口里的“加工时间”下拉菜单栏里选择“按照临时实体类型指定不同的Case值”选项，然后点击右边的，在弹出窗口中设置不同产品的加工时间，即产品1加工时间为4min，产品2为4min，产品3为4min。

点击“确定”按钮完成设置。

对磨床2和磨床3进行同样的设置。

如图11：
图11
第10步：设置检测处理器组参数
双击检测机床，在弹出窗口里的“加工时间”下拉菜单栏里选择“按照临时实体类型指定不同的Case值”选项，然后点击右边的，在弹出窗口中设置不同产品的加工时间，即产品1加工时间为6min，产品2为3min，产品3为1min。

点击“确定”按钮完成设置。

如图12：
图12
第11步：设置仿真模型终止时间
本模型生产1700个产品，所以我们可以进行相关设置，使其处理完所有产品后，模型能够停止。

在本实验中，选择传送带进行设置，当第1700个产品离开传送带进入吸收器时，模型会自动停止。

双击传送带，在弹出窗口里点击“触发器”，然后点击最下方的“传输结束触发”的最右边的，弹出代码编辑窗口，在最下方选择C++，输入代码“if(getoutput(current)==1699) stop();”如图13：
图13
第12步：打开数据统计
首先，在模型视窗中选择要进行统计记录的实体。

按住“Shift”键，拖动鼠标框选要进行统计的实体，或者按住“Ctrl”键，选择点击任意实体。

实体被选中后，会出现一个红色方框。

然后，点击标题栏中的“统计> 统计收集> 选定实体打开”，此时会出现绿色方框框住我们选定的实体。

为了界面干净清晰，可以选择“统计> 统计收集>隐藏绿色显示框”来隐藏绿色方框。

如图14：
图14
第13步：重置、运行
点击窗口左上角的“重置”，再点击“运行”就可以运行此模型了。

运行图如图15：
图15
在界面的上方，有一个运行速度的滑块，左右拖动滑块可以随意改变运行速度，而不会影响仿真结果。

数据统计、分析：
在运行过程中，我们可以随意打开相关设备的属性窗口，选择“统计”选项卡，“图表”，打开content vs time、staytime、state图形，进行对数据时时浏览。

以机床1为例，如下（图16）：
图16
当仿真模型运行自动结束后，打开菜单栏里的“统计”下的”报告与统计”选项，然后出来一个对话框，选择“汇总报告”选项卡，从左侧框中选择需要的报告内容，点击中间向右的箭头，这里输出7个方面的数据，分别是：输入产品数stats_input，输出产品数stats_output，平均数量stats_contentavg,空闲时间idle，工作时间processing，产品到达设备等待时间（产品堵塞时间）blocked，平均停留时间stats_staytimeavg，以便分析数据，设置完成后，如图17：
图17
点击“生成报告“，会出来一个包含以上内容的报表，如图18：
图18
从表中可以看出，模型停止运行时间是7728min，即7728min时产品处理完毕，以及各个设备的其它数据。

不难发现，暂存区5（检验车间暂存区）中累积的产品最多，平均等待时间最长，因此，可以认为这是整个加工系统的主要瓶颈，表明检测车间机床不足，应该增加适当的检测机床以解决此问题。

另外，这个问题在模型运行过程中也可以发现，当模型运行到3612min的时候，发生器已经输出完毕，只有检测台还在工作，如图19：
图19
通过数据，还可以看到其它问题，如除了检测机床外，其他机床的空闲时间都较多，大概在5000左右。

可以看到是因为在3612min时所有机床都未加工产品，而只有检测机床在加工产品，直到7727min，所以其他机床的空闲时间都较多。

应该想办法减少他们的空闲时间。

仿真要求在保持车间逐日连续工作的条件下，仿真在多对象平准化中生产采用不同投产顺序来生产给定数量的3种产品。

通过改变投产顺序使产量、品种、工时和负荷趋于均衡，来减少时间损失。

所以我们可以改变三种产品的先后投产顺序（如先生产5个类型2的产品，再生产10个类型1的产品，最后生产2个类型3的产品），通过比较与数据分析，看哪一种更有利于生产。