Flexsim初级培训讲义.ppt
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1、2课程大纲课程大纲 第1章:简介 第2章: Flexsim应用和概念 第3章: Flexsim 建模 第4-10章: 建模 第11章: 高级模型23第一章第一章简介简介 仿真基础知识 什么是仿真? 离散事件 数据统计34仿真是什么仿真是什么? ? 基于对系统的了解或者根据假设条件,对系统不同部分进行模拟,从而获取整个系统行为的前瞻性。45什么是仿真模型什么是仿真模型? ? 将现实系统抽象化显示,用于回答工程师或者管理者的疑问,解决问题。 它只包含对解决疑问或问题有帮助的那部分现实因素。56仿真常用于:仿真常用于:提高设备利用率减少等待时间和队列长度有效地分配资源解决库存(短缺)问题最大程度地减
2、少故障带来的负面影响最大程度地减少次品和浪费带来的负面影响投资方案的评估确定产品的吞吐量对可降低成本的方案进行研究设计最佳的批量尺寸和产品排序解决物料搬运的问题研究预置时间和更换工具产生的影响优化产品和服务的优先级和分配逻辑对操作员进行整个系统及相关工作的培训展示新器械的设计和用途日常决策的制定67离散事件仿真离散事件仿真 用于模拟在离散时间点,由特定事件引起的状态变化的系统离散时间点改变状态。 系统事件的示例: 订单/产品的到达 产品移动 机器开始/结束加工 机器故障/修复 状态示例: 机器:空闲、预置、加工,中断 暂存区:空,满 操作员:上班,下班,工作,闲置 运输工具:行走、装载、卸载7
3、8仿真能做什么仿真能做什么.不能做什么不能做什么能!基于采取投入和变量这些输入产生有意义的输出. 不能!基于期望的结果(输出)定义输入。9输入和输出:知道其中的差别输入和输出:知道其中的差别模拟输入模拟输入 到达率到达率 工作人数工作人数 加工时间加工时间模型输出模型输出 吞吐量吞吐量 使用率使用率 状态状态10捕捉现实变化的统计分布捕捉现实变化的统计分布101 - Weibull0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.252.500.000.100.200.300.400.500.600.700.80Density Function PlotX-Value
4、f(x)3 - Normal0.000.501.001.502.000.00-0.500.000.100.200.300.400.500.600.700.80Density Function PlotX-Valuef(x)2 - Exponential0.01.02.03.04.05.06.00.000.250.500.751.00Density Function PlotX-Valuef(x)4 - Lognormal0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.00.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00Density Fun
5、ction PlotX-Valuef(x)Also: Bernoulli11第第2 2章章Flexsim Flexsim 概念概念11 模型 实体(或对象)- 固定资源类- 移动资源类 (任务执行器)- 临时实体- 端口- 触发器- 任务序列 实体库 模型视图12模型、实体和临时实体模型、实体和临时实体 模型 - 由Flexsim实体组成,是现实系统的抽象化显示- 只需要对有助于解决问题的那部分系统进行模拟! 实体 -组成模型的基本模块,具有行为继承性、支持自定义属性、变量和可视化。 临时实体 从模型中穿过的物品,如产品、客户、 纸质文件、电话处理等。1213模型模型13实体实体临时实体临时实
6、体14FlexSim FlexSim 模型模型 FlexSim 模型 是由排队、加工和运输等因素组成的一种系统. 排队 上游的到达速率超过下游的加工速率时自然出现的一种现象. 加工 是在被加工的临时实体上强制执行的延迟时间. 运输 将临时实体从一个实体移动至另外一个实体的过程.1415Flexsim Flexsim 家族树家族树15FlexSim 实体固定资源类分配器导航网络节点可视化工具记录器交通控制器发生器暂存区吸收器传送带货架储液罐复合处理器处理器任务执行器网络导航分拣传送带合成器分解器操作员叉车起重机堆垛机机器人升降机16实体分类实体分类 固定资源类 发送和/或接收临时实体的实体 如.
7、 任务执行类 执行任务的移动资源如.1617固定资源类实体固定资源类实体 固定资源类实体是仿真模型的框架。用于定义产品的流程。 固定资源类实体可以: 推动或拉动临时实体 加工临时实体(强迫时间延迟) 临时实体排队 (累积到实体的最大容量为止) 调用操作员进行加工(加工/预置) 调用任务执行器将临时实体搬运到下一个资源 两个固定资源类实体间没有运输时间,除非调用任务执行器搬运临时实体。1718任务和任务序列任务和任务序列 任务 任务执行器执行的一个指令或活动。如. LOAD flowitem 任务序列 按顺序执行的一系列任务如 TRAVEL to queueLOAD flowitemTRAVEL
8、 to processorUNLOAD flowitem1819任务执行器类实体任务执行器类实体 任务执行器是执行任务序列的实体. 任务序列是按照一定顺序完成的任务列表. 任务是一种活动:如装载、卸载、行走,延迟,或者简单的应用. 当任务执行器收到一个任务序列时,便开始按顺序执行任务,直到任务序列执行完成或被抢占去执行优先级更高的任务序列. 当固定资源实体的 “使用运输工具”或“使用操作员”框被勾选时, 会自动创建并分配任务序列. 使用命令可以自定义并分配任务序列1920 分配器资源类分配器资源类 分配器接收到任务序列后,或者将它们进行排队或者立刻将其分配给与它的输出端口连接的其他分配器和/或
9、任务执行器。 一个任务序列可能会通过当前的任务列表先占目前正在执行的任务序列。先占包含暂时中断当前的任务序列,也包含永久删除当前的或者任务执行器将要执行的其他任何任务序列。 任务序列可以通过它们的优先级排序. 因为任务执行器属于分配器一类,所以它也可作为分配器,通过输出端口连接到其他的任务执行器。2021实体库实体库 实体库- 用于建立模型的实体列表。根据建模需求,用户可对实体进行自定义和扩展。 实例 将库实体拖拽到建模区时,会创建出此实体的复制品。2122FlexSim FlexSim 标准实体标准实体 Flexsim离散对象库中有25个实体. 创建模型的能力将取决于你如何更多的理解这25个
10、对象及实体的三种类型: 固定资源类 任务执行器 分配器 Flexsim实体库的详细介绍可以在用户手册里查询到。2223实体分类实体分类 临时实体类型 - 从一个固定资源类实体传递到另一个固定资源的实体的物品. 临时实体实际上是Flexsim实体. 在模型中,可以对临时实体信息进行设置和访问. - 可以使用临时实体信息定义加工时间或者日常决策。2324模型行为模型行为模型的大部分活动都是在固定资源类实体上完成的: 临时实体的加工时间 临时实体下一步要发送到哪里 调用共享资源(操作员)加工临时实体 调用运输资源将临时实体运送到下一个固定资源类实体2425实体端口链接实体端口链接 输出/输入端口-
11、定义固定实体间临时实体移动路线.25输入端口输入端口 输出端口输出端口26实体端口链接实体端口链接 中间端口 出于引用的目的, 标准用法是指向被调用,用于加工或运输临时实体的任务执行器。26中间端口中间端口27端口链接端口链接 实体可以有无限的端口数. 模型中每条路线都需要通过端口来设定。 至于临时实体要通过哪个端口是由选定的实体规则决定的。 ( (请看请看临时实体流临时实体流选项卡选项卡, , 发送至端口发送至端口选选项项).).2728端口链接模式端口链接模式 从菜单栏从菜单栏中中提供了提供了不同模式不同模式 按按“ESC”键返回到键返回到普通光标模式普通光标模式29使用键盘快捷键连接端口
12、使用键盘快捷键连接端口29AQWS断开断开连接连接输入端口到输出输入端口到输出端口端口中间端口到中间中间端口到中间端口端口视图视图VC30查看端口连接查看端口连接 在“视图设置”中可以显示/隐藏端口连接. 可对连接线的尺寸进行调节3031模型视图模型视图31 其他(非3D)视图: 平面视图 树视图视图是指查看模型的窗口. 同时可以打开多个视图. 视图的区别在于从不同的角度查看模型.32鼠标操作鼠标操作 视图窗口导航: 平移:左键点击拖动 倾斜和旋转: 右键点击拖动 放大: 左键&右键点击-拖动 (或滚轮) 实体: 沿X轴和Y轴平移:点击鼠标左键拖动实体 沿Z平移: 点击实体,滚动鼠标滚轮 高亮
13、 =黄框:点击鼠标左键 选中 =红框: shift-click 或 ctrl-click- 摁下shift或ctrl按键,点击拖动,框选多个实体。 3233编辑红选实体编辑红选实体 在视图的侧边栏,使用“编辑选中实体” 选项,可对一组选中的实体进行编辑。 视图窗口中,只能有一个高亮实体。(黄色框) 可以选中多个实体。 (红色框)3334第第3 3章章FlexSim FlexSim 建模步骤建模步骤1. 1. 创建布局 鼠标操作 临时实体流 调整2. 端口连接3. 编辑实体4. 编译 & 运行5. 查看结果 标准报告 状态报告 编辑选中的实体3435模型模型 1 1 目的通过排队、服务系统(邮局
14、)学习建模的5个基本步骤。 描述- 每60秒有一位客户到达邮局。模拟时间间隔的最符合的分布是指数分布方差为 0 ,均值为60). 邮局服务窗口的服务时间为 lognormal2(31,3.1,0.5)秒。 - 如果服务窗口前排队的队列超过20个人,新到的人(unhappy customers),则会直接离开。3536FlexSim FlexSim 建模的基本步骤建模的基本步骤1 -使用实体库中的实体创建布局2 - 端口连接3 - 编辑实体的外观和逻辑4 -仿真的编译和运行5 - 查看结果查看主文本的14至21页,获取更多细节。 3637模型模型1 1布局图布局图3738发生器发生器 发生器用于
15、在模型中创建临时实体. 临时实体的到达速率基于到达的时间间隔、到达时间表或序列。 大部分模型的开始都是有发生器来建立.3839吸收器吸收器 吸收器是临时实体离开模型的出口. 临时实体只能通过吸收器“离开”. 吸收器的进入触发器是记录数据的最后一个地方。3940暂存区暂存区 暂存区用于堆放临时实体等待进入下游工站 凡是两个工站间有(WIP)在制品的地方都会用到暂存区。 暂存区可能会是桌子、篮子、队列,或者等待室。4041处理器处理器 只要对加工临时实体就会用到处理器。 处理器可以是任何类型的机器或工站,任何消耗时间操作临时实体的东西。 临时实体在处理器停留的时间必须涵盖预置时间、加工时间和阻塞时
16、间。停留时间有时也包含等待操作、叉车和维修处理器的时间如果发生故障。4142步骤步骤1. 1. 创建布局创建布局42使用鼠标,从实体库中拖拽实体到模型的视图窗口。使用鼠标对实体的位置、尺寸和旋转角度进行调整。43临时实体流临时实体流 不管实体位于布局中的哪个位置,临时实体花费0时间从一个实体到达另外下一个实体。 如果在临时实体流中设置时间延迟,可以通过添加一条传送带或者任务执行器来实现。 传送带的运送时间依赖于它的长度和速度 运输临时实体的时间是由两个实体之间的距离,任务执行器的速度,加速度和减速度等因素决定的。4344步骤步骤2. 2. 端口连接端口连接44使用键盘的快捷键或者工具栏中的连接
17、模式,点击-拖拽实体间的端口连接。方向非常重要!连接方向必须是从发送的实体到接收的实体。发送实体会出现深黄色的框,而接收实体会出现浅颜色的黄框。这些实体间的输出-输入端口连接在发送和接收临时实体时会用到。45步骤步骤 3. 3. 编辑实体编辑实体 属性窗口属性窗口 双击(或右键单击选择属性) 用于编辑实体的专有属性 用于编辑和查看实体的常规信息。 可视化图形、尺寸、方向、位置 信息切换 端口连接 标签 统计4546属性窗口属性窗口每个实体都有自己的属性框属性会影响临时实体在实体中的停留时间和它们从一个实体到另一个实体的发送方式。点击应用按钮使修改起作用。点击确定按钮,应用修改并关闭窗口。点击取
18、消按钮将取消修改并关闭窗口。4647属性框中的选项卡属性框中的选项卡 根据属性的类型,将它们按照选项卡进行了区分。 每个固定资源类实体都有“临时实体流”选项卡和触发器选项卡。4748理解基本的下拉列表理解基本的下拉列表48选择一个选项,或者选择一个选项,或者直接输入表达式直接输入表达式编辑选中的选项编辑选中的选项(模版编辑模版编辑) 编辑此选项的代码编辑此选项的代码选项名称选项名称49编辑选取列表编辑选取列表 弹出的图形窗口,对选项编辑起到引导的作用。不同选项需要输入不同信息。4950触发器概念触发器概念 当实体发生重要事件时,就会触发触发器。 用户可以指定多个事件在触发器触发时发生(触发器逻
19、辑)。 临时实体进入或离开实体时可以使用触发器。加工时间结束或维修时间完成时也可以使用触发器。 每个类型的实体都有专门的一套触发器。5051触发器触发器 在特定事件发生时,自定义系统行为 写入信息到临时实体或从临时实体读取信息 改变临时实体或实体的外形属性 向其他实体发送信息 改变其他实体的行为 还有更多。5152了解触发器下拉列表了解触发器下拉列表52触发器名称触发器名称编辑编辑* *选项选项(模板编辑模板编辑) 编辑选项代码编辑选项代码*当触发器中没有选中任何选项时,编辑按钮将变 化为 “添加” 按钮。53编辑触发器编辑触发器 触发器的弹出窗口显示所有当前的选项 使用 和 按钮,添加或删除
20、选项 可以单击 按钮隐藏/收缩选项并对其编辑 可编辑蓝色文本蓝色文本。使用Tab键,可以切换编辑区。有些选项会有提示窗口5354常规、标签和统计选项卡常规、标签和统计选项卡标签 (之后学习) 用户自定义属性 常规选项卡 外观和尺寸 端口连接 显示选项切换 统计选项卡 产能,状态,排队和停留时间 图形,图表5455实体尺寸和旋转角度实体尺寸和旋转角度 使用常规选项卡,可以调节实体的位置、尺寸和方向。 另外,可以在模型视图中调整实体。- 调整实体的位置:左键单击,将实体拖拽到一个新的位置。- 在选中了编辑|设置实体尺寸并旋转的条件下。l左击实体箭头,然后拖拽即可调整实体尺寸 向上和向右,实体变大
21、向下和向左,实体变小l右击实体箭头,可以旋转实体5556在发生器上修改临时实体到达方式在发生器上修改临时实体到达方式 模拟到达时间间隔的最符合统计分布是exponential分布,方差为0,均值为60.5657步骤步骤 4. 4. 运行仿真运行仿真 重置,运行, 停止,步进 通过滑动控制条来控制运行速度(对仿真结果没有影响) 使用菜单同样可以实现这些功能5758步骤步骤 5. 5. 查看仿真结果查看仿真结果 用“统计”菜单创建完整报告、汇总报告、状态报告等。 其他的报告功能将在后面进行讨论 Dashboards 属性框的统计选项卡 写入全局表的触发器5859汇总报告汇总报告显示模型中所有实体的
22、表格报告 (或者红选实体的报告)。从标准的系统变量列表中选择要输出的变量 将用户选中的变量添加到报告中。5960汇总报告视图汇总报告视图6061FlexSim FlexSim 状态报告状态报告显示模型中所有实体的状态列表 (或者红选实体的状态列表).显示实体处于每个状态的时间或时间百分比。CSV 模式 (默认为Excel文件格式)。6162状态报告视图状态报告视图6263完整报告完整报告 需要启用“全局打开” -统计| 全局打开 模型运行过程中记录数据 数据被保存在数据库中 FlexSim Chart根据保存的数据库创建图表6364完整报告的视图完整报告的视图6465 问题 人们排队等候的最大
23、时间和平均时间是多少? “unhappy”的顾客有多少? 服务窗口的利用率是多少? 服务了多少顾客?6566模型模型 2 2 目的 学习如何复制实体 了解添加一个服务窗口会产生什么影响 “发送至端口”介绍(临时实体流选项卡) 描述- 在邮局中添加一个服务窗口。- 如果新增窗口提供不同的服务,40%的人需要到窗口1,60%的人需要到窗口2,排队时间会有什么变化? 问题再次回答模型1中的问题。6667模型模型 2 “ 2 “发送至端口发送至端口”参数参数 位于所有固定资源实体的“临时实体流”选项卡 使用可编辑的模板代码,确定临时实体去下游实体的规则。 可以使个静止的数字或动态的从统计分布中读取。
24、查看26页,获取更多信息。68模型模型 2 2 布局布局6869第第4 4章章在在FlexsimFlexsim中建模中建模: : 模型模型 3 36970模型模型 3 3 概述概述 分“层”建模 基本的建模概念 动态的路线决策 临时实体类型 标签 统计分布 实体触发器 全局表7071建立模型建立模型 3 3 分为四步分为四步 步骤 1: 创建流程 使用固定实体类实体,创建并验证产品流程(忽略任务执行类部件) 步骤 2: 添加任务执行器 添加任务执行器 步骤 3: 网络节点路径 添加网路节点路径来控制运输工具运行路径 步骤 4: 报告 添加合适的3D报告实体7172模型模型 3 3目的 从路线和
25、加工的角度出发,学习如何在临时实体上设置和使用标签。学习如何使用empirical分布分配临时实体类型。.描述 产品每隔30秒钟到达暂存区,服从指数分布。产品的类型分为4种(1,2,3,4) ,服从 (20%, 30%, 40%, 10%)分布 (查看Flexsim命令中的dempirical). 产品到达一台处理器进行加工。每台设备加工一种类型的产品。首次加工的产品服从加工时间uniform(100,120)秒。第二次进行加工的产品加工时间为uniform(120,130)秒。 产品加工完毕之后,放置到暂存区内,等待检测。检测时间为10秒。检查通过的产品直接离开模型。不合格的产品会返回到第一
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