现代生产物流及仿真课程设计生产过程基本物流单元建模

课程设计

题目生产过程基本物流单元建模

课程名称现代生产物流与仿真

学生姓名成元勃学号 0720054047 所在院(系) 管理系

专业班级工业工程07 指导教师郑宽明

完成时间 2010 年 12 月 25 日

生产过程基本物流单元建模

【摘要】

生产物流是企业生产过程得以连续进行的必要条件。在生产空间中加工点往往处于固

定位置，只要加工设备能正常运转，就不会对系统产生干扰，而物流在生产空间中始终处

于运动状态，物流线路不合理，运行节奏不协调，物料堆放不规则，机器负荷率不均衡，产品积压严重，都会产生物流成本。为了更好地分析生产物流系统，选择适当的数学建模

方法建立物流系统模型并对其进行仿真，对优化物流系统的运行是非常重要而且较为经济

的一种方式。

本论文以某制造企业的3类产品加工检验过程作为实际研究对象，分析其生产物流特点，得出概念模型，再构建生产物流系统模型，并运用Flexsim仿真软件对模型进行仿真，得出一些物流单元的实时特征数据，再根据统计到的数据分析该物流节点是不是瓶颈性节点，如各种设备的处理能力配套是否满足实际，运输设备的利用率是否合理，输送路线是

否通畅，物料流经系统的周期是否过长，产品积压是否严重等，从而做出一次而改进以确

定最为合理的物流策略。

对现代生产物流系统进行仿真，其目的是通过仿真了解物料运输、存储动态过程的各

种统计、动态性能。但由于现代生产物流系统具有突出的离散性、随机性的特点，因此人

们希望通过对现代物流系统的计算机辅助设计及仿真的研究，将凭经验的猜测从物流系统

设计中去除，能使物流合理化进而提高企业生产效率。

【关键字】生产过程物流单元建模瓶颈分析

1 建立概念模型

1.1系统描述

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。

通过仿真实验找到这个车间的瓶颈所在，以解决如下问题：

1）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？

2）缓存区的大小重要吗？

1.2 系统数据

产品到达：平均每5秒到达一个产品，到达间隔时间服从指数分布

产品加工：平均加工时间10秒，加工时间服从指数分布

产品检测：固定时间4秒

产品合格率：80％

1.3 概念模型

根据以上的模型描述得到如下概念模型，如图1-1所示

图1-1概念模型

2 建立Flexsim模型

2.1设计模型实体，如表2-1所示：

2.2双击桌面上的Flexsim图标打开软件，如图2-1所示。

图2-1 Flexsim软件界面

2.3 在模型中生成实体

从左边的实体库中依次点击1个Source，2个Queue，4个Processor， 1 个Sink实体放到模型中，松开鼠标，布局好后如图2-2所示：

图2-2 完成实体生成

2.4 连接端口

根据模型中流动实体的路径来连接不同固定实体的端口。长按住键盘上的“A”键，将Source与第一个Queue连接；将这个Queue分别与其中三个Processor连接。再将这三个Processor分别与第二个Queue连接；将这个Queue与检验台Processor连接。最后将检验台Processor分别与Sink和之前的第一个Queue连接，模型连接图2-3所示：

图2-3 模型端口连接

2.5 给发生器指定临时实体的到达速率

由概念模型可知该模型中，有3种不同类型的产品，每类产品与一个实体类型相对应。每个流动实体将被随机均匀的赋予1－3之间的任意整数值作为其类型值。

双击Source打开它的参数视窗，如图2-4所示：

图2-4 Source实体的参数视窗

点击Source下拉菜单，其默认使用随指数分布的到达时间间隔，但模型需要平均每5

秒到达一个新产品，到达间隔时间随指数分布。单击到达时间间隔项目下的按钮如图

2-5所示：

图2-5 到达时间间隔项目栏

此时将打开一个新视窗，将尺度参数从10改为5，如图2-6所示，按Ok按钮返回参数视窗。

图2-6参数编辑、解释窗口

2.6流动实体的类型和颜色

选择Source的触发器标签。单击Exit触发器的下拉菜单，选择“Set Itemtype and Color”选项，如图2-7所示：

图2-7 Exit触发器下拉菜单

再单击模板按钮，如图2-8所示，恰好与模型要求的3个相符，按Ok按钮返回参数视窗。

图2-8选项解释、修改参数窗口

2.7设置暂存器容量

双击第一个Queue，就会出现其参数视窗，将最大容量改为10000，使得这个Queue容量没

有限制。单击按钮，如图2-9所示：

图2-9 Queue实体参数视窗

2.8 Queue的路径分配

选择Queue的Flow标签，单击Output部分的Send To Port下拉菜单，选中“By Itemtype (direct)”选项, 如图2-11所示，单击ok按钮关闭该暂存区的参数视窗。

图2-11 Send To Port下拉菜单

2.9 定义机床加工时间

双击第一个Processor，出现其参数视窗，如图2-12所示：

图2-12 Processor实体的参数视窗

在“Process Time”下拉菜单中，选择“Exponential Distribution”选项，再单击

按钮。由于尺度参数值默认为10秒，固不改变该默认值，单击ok按钮关闭该加工机床的参数视窗，如图2-13所示：

图2-13 加工时间参数修改窗口

对其它两个Processor重复这一步骤。

2.10 设置第二个暂存区

双击第二个Queue，就会出现其参数视窗，将最大容量改为10000，使得这个Queue容量没

有限制。单击按钮，如图2-14所示：