《arena中文教程第7章.doc

第7章 中级建模与稳态统计分析 在第四章和第五章中介绍了许多利用Arena建模的基本元素，基本操作面板和高等操作面板中的一些基本用法，以及对实体流动的控制，包括资源的调度（Schedules）和状态（States）、集合（Sets）、变量（Variables）、表达式（Expressions）、站（Stations）、运送工具（Transfers ），以及增强动画效果等。在这一章里，我们先介绍几个概念，通过这些概念读者可以构建更加详细的模型，然后我们在这些概念的基础上展开本章的内容。像前面的章节一样，我们将通过一些精心设计的例子来阐明这些具体的细节。首先在7.1节中介绍一个新的实例；在7.1.1节中讨论Arena中因实体而异的加工序列（Sequences）的概念；在7.1.2节中讨论对一个系统建模的一般流程，和对一个项目建模所应达到的详细程度，以及对数据的要求及其可用性，并在7.1.3节讨论建模所需的数据部分； 7.1.4节中讨论模型的逻辑部分。7.1.5节中将引入动画，包括导入已有的CAD图形作为场景布局。7.1.6节讨论如何验证所建立的Arena模型反应了你所需要解决的问题。 然后在7.2节中继续讨论输出数据的统计分析，这次我们将用7.1节中所建立的模型做稳态仿真输出分析。 当读者已经阅读和消化了本章的材料后，对于如何考虑在很多细节上的建模就有了比较清晰地认识，并且能够学会如何通过长时间运行来对系统的稳态性能加以分析。 7.1 模型7-1：一个小型制造系统 图7-1描述了一个小型制造系统，包括零件到达系统，四个制造单元（Cell 1、2、3、4），以及零件离开系统。Cell 1、2和4各有一台机器；Cell 3有两台不完全相同的机器，其中较新的一台机器的加工时间是另一台的80%。这个系统生产三种类型的零件，每种零件的加工顺序是不同的。零件的加工顺序和加工时间（以分钟为单位）如表7-1所示。所有的加工时间服从三角分布，其中Cell 3的时间是旧机器的加工时间。 P286 图7-1 小型制造系统的布局 各种零件混合在一起到达系统，到达间隔时间服从均值为13的指数分布；第一个零件在0时刻到达。各种零件的分布情况为：零件1占26%，零件2占48%；零件3占26%。所有零件从左边进入系统，从右边离开，在系统中以顺时针方向移动。现在，忽略距离的因素（稍候将讨论），假定在任一对单元之间的移动时间都是2分钟。我们将收集关于资源利用率、排队时间和队长、以及各种零件的系统逗留时间（从进入到离开）的统计数据。开始时，我们运行仿真32小时。 7.1.1 Arena中的新概念 我们需要Arena中的一些新概念来描述这个问题的某些特征。第一个特征是三种零件按不同的工艺计划（加工顺序）通过系统。在先前的模型中，所有的实体都按相同的顺序通过各个位置。对于这种系统，需要有一个能够自动安排实体运动线路的工艺计划。 第二个特征是Cell 3的两台机器是不相同的 ? 新机器加工零件的速度比旧机器快。现在需要对这两台机器加以区别。 第三个特征是实体在系统中的流动形式。在先前的模型中，实体在系统中的流动是通过直接连接（Connect）或是直接的路径（Route）选项来完成的。当使用Connect选项时，实体立即被送到下一个模块，在仿真中没有运送时间。如果在新的模型中使用Connect选项，那么就必须包含一定数目的decide模块，用以引导零件到下一个正确的加工单元，但这样无法模拟两分钟的运送时间，也无法用动画来模拟零件的流动。虽然我们可以使用Delay模块来描述运送时间，但它并不能帮助我们用动画来显示零件的移动。我们倒是可以使用Decide模块后面跟随一系列Route模块的形式来模拟两分钟的运送时间并动画显示零件的移动。不过，在Arena中有一个“序列”（sequences）的概念，它可以很容易地模拟出实体按以上方式通过系统的情况，并且描述出零件的运送时间。 表7-1 零件的工艺路线和加工时间 零件 加工单元 / 时间 加工单元 / 时间 加工单元 / 时间 加工单元 / 时间 加工单元 / 时间 1 1 6，8，10 2 5，8，10 3 15，20，25 4 8，12，16 2 1 11，13，15 2 4，6，8 4 15，18，21 2 6，9，12 3 27，33，39 3 2 7，9，11 1 7，10，13 3 18，23，28 在许多系统中，不同实体都是根据其各自预先定义好的路径通过系统的。大多数制造系统中，不同零件也各有其工艺计划，具体指定了每种零件在系统中必须完成的操作序列。许多服务系统也有相似的要求。例如，一个机场旅客通行的模型中，可能需要根据旅客是否携带需检查的行李或者仅带有手提包、以及根据旅客乘坐的是国内航班还是国际