Witness自编实用手册

一、WITNESS 建模元素
该仿真软件主要通过如下五类元素来构建现实系统的仿真模型：离散型元素、连续型元素、运输逻辑型元素、逻辑型元素、图形元素。

元素图标尺寸大小的改变通过鼠标＋CTRL 键来完成。

用左键选中图标，按住
CTRL 键，拖动图标周围的可改变大小的小方框，小方框只出现在可以改变大小的
图标上，也可以用View/Graphical Editing 菜单项编辑图标。

1.离散型元素
表示所要研究的现实系统中可以看得见的、可以计量个数的物体，一般用来构
建制造系统和服务系统等。

主要包括：
零部件或实体（Part or Entitie）；机器（Machine）；输送链（Conveyor）；缓冲区或仓库（Buffer）；车辆（Vehicle）；轨道（Track）；劳动者（Labor）；路径（Path）；模块（Module）。

2.连续型元素
同离散型元素相对应，这种类型的元素用来表示加工或服务对象是流体的系统，比如化工、饮料等。

主要包括：流体（Fluid）；管道（Pipe）；处理器（Processor）；容器（Tank）。

3.运输逻辑型元素
用于构建物料运输系统。

主要包括：
运输网络（Network）；单件运输小车（Carriers）；路线集（Section）；车辆站点（Station）
4.逻辑元素
用来处理数据、定制报表、建立复杂逻辑结构的元素，通过这些元素可以提高
模型的质量和实现对具有复杂结构的系统的建模。

主要包括：
属性（Attribute）；变量（Variable）；分布（Distribution）；函数（Function）；文件（File）；零部件文件（Part file）；班次（Shift）；
变量包含了一个值（或一系列的值，假如这个变量的数量大于1）。

当定义一个变量时，我们必须还要选定它的数据类型，这个数据类型说明了变量所含有的数据类型（整型，实数型，名型和字符型）。

Witness 共有三种类型的变量：
（1）系统变量。

这些变量是系统已经创建好了（I, M, N, TIME, VTYPE 和ELEMENT）的，并且具有特殊意义的变量，它们存储仿真中常用的数据，例如，TIME 表示现在的仿真时钟。

（2）全局变量。

全局变量是我们自己利用“Define，Display 和Detail”过程创建的作为Witness 元素的变量。

（3）局部变量。

局部变量是一个我们能自己在使用它的活动或函数中创建的变量。

局部变量只能是一个数，而不能是带有下标的数组。

局部变量的定义方式如下：
DIM 变量名{AS 数据类型} {!注释}
如果省略了数据类型的定义，系统赋予变量默认的数据类型为整型integer。

分布（Distribution）
分布是一个逻辑性元素，我们从“现实世界”搜集数据，并用分布代表模型中具有规律性的变化。

例如，假设观察证明某一种特定部件的打磨操作需要5 至10 分钟，但大部分部件通常是8.2 分钟完成，我们就可以用分布把这些信息引入模型中。

Witness 提供了一些标准分布。

其中有一些是将一系列理论分布返回到随机样本的分布。

Witness 包含的理论分布曾在很长一段时间内被广泛研究并且被认为在仿真中是最有用的。

还有一些是一系列整数和实数的分布。

当使用一个标准分布时，必须为其输入一个伪随机数流和参数。

假如没有标准分布适用的情况，或者我们收集的现实生活中的数据是在未研究领域中的，我们可能需要在Witness 中建立自己的分布并从中采样。

我们能创建整型，实数型和名称型的分布，并且它们可以是离散（从分布中选择实际值）的或是连续的（从一串连续值中选择一个值）。

总的来说，假如我们有详尽的现实生活的数据，那就创建自己的分布。

如果没有，那么就选择Witness 提供的最适当的标准分布。

5.图形元素
图形元素可以将模型的运行绩效指标在仿真窗口形象的表现出来。

主要包括：时间序列图（Timeseries）；饼状图（Pie chart）；直方图（Histogram）。

时间序列图（Timeseries）
时间序列图是以图形方式来画出仿真随时间变化的值，从而表现仿真结果的图形元素。

垂直的Y 轴代表值，水平的X 轴代表时间。

可以选择以下的一种方式来表示X 轴：
●仿真时间。

当一个点在X 轴上被标注时一个仿真的时间就被记录下来了。

●表达式。

不论何时，只要表达式被求值，一个标注点就被确定下来了，而且标
注该点时的仿真时间被记录在X 轴上。

●24 小时制。

X 轴以24 小时制列出小时数。

●12 小时制。

X 轴根据12 小时制列出小时数。

●8 小时制。

X 轴根据8 小时制列出小时数。

小时制。

X 轴以1，2，3 等等列出小时数。

时间序列在预测模型的趋势和周期方面是非常有用的，因为它们提供了给定值的历史数据以及静态的平均值和标准差。

时间序列图类似于一个“pen plotter”：它在仿真时标注点。

Witness 在给定的时
间间隔从模型中“读取”，并且在一个图上“标注点”，在一段时间内建立一系列的
值。

一旦屏幕上分配给这个时间序列图的空间用完了，这个图形会“翻页”以使新
的点可以被标注。

虽然Witness 时间序列的标注点以一条连续的线条显示，但这条线
条是将各个在仿真时间点收集的值点连接起来的标注点连线。

这条连接标注点的线
条仅仅说明了值的变化方向。

我们可用7 种不同的颜色来标注7 个值。

二、步骤：
（1）定义系统元素可以通过在布置窗口中点鼠标右键，选定快捷菜单中“define”菜单项，来定义模型基本元素的名称、类型、数量。

（2）显示系统元素witness 软件是一套优秀的可视化建模与仿真工具，它可
以将被仿真系统的可视实体以二维或三维的图形显示出来；在仿真运行时，它可以显示原材料、零部件、人员、运输车辆在系统中的运动状况。

所以在定义了元素的基础上，要定义元素在各种状态下的现实图形。

本步骤可以通过右击要定义
显示特征的元素，通过选定弹出式菜单中的“display”菜单项，来进行设定。

（3）详细定义本步骤详细定义模型基本元素工作参数以及各元素之间的逻辑关系，如系统结构、被加工对象在各台机器上的加工时间分布、加工对象的工艺路线、以及其他规则等。

可以双击鼠标左键，通过弹出的“detail”对话框来设定。

Witness 提供了的机器类型有：single（单流程）、batch（批处理）、assembly （组装）、production（生产）、general（通用）、multicycle（多周期）、multistation（多站点）这七种。

通过它们，可以很容易的对实际使用的机器建立模型。

（4）运行通过试运行和修改模型，重复前三步得到正确的计算机仿真模型之后，对系统进行一定时间范围的运行，并在屏幕上动画显示系统运行的过程，运行方式可以是单步的、连续的和设定时间的。

本步骤通过witness 提供的“run”工具栏来进行操作。

（5）报告系统运行一段时间后，显示系统中各元素的运行状态统计报告。

通过该报告，可以分析系统中可能存在的各种问题；或通过某项指标，来比较可选方案的优缺点。

如机器的利用率、产品的通过时间、在制品库存等。

该操作通过使用“reporting”工具栏来实现。

（6）归档 witness 还提供了归档“documentor”模块，可以让我们提取计算机模型的各种信息，生成word 文档或直接打印出来。

主要是生产报告模块没有包含的有关元素的说明型文字、规则、活动、中断和基本信息。

（7）优化 witness 还提供了系统优化“optimizer”模块。

如果一个系统的绩效将因为其构成元素的配置不同，而得到不同的结果，并不需要建立多种配置的计算机模型。

我们可以直接使用同一个计算机模型，然后通过“optimizer”模块来设定每一元素的可变属性值的取值范围，得到一个取值范围集合，并设定表示绩效的目标函数是取最大值还是最小值，进行优化仿真运行，就可以得到前n 个最优绩效的系统配置（n 可自行设定）。