《生产建模和仿真》实验报告书.doc

工业工程专业《生产建模与仿真》实验报告书 工业工程专业 《生产建模与仿真》 实验报告书 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 经济与管理学院 工业工程系 年 6 月  背景介绍： 有一个制造车间由4组机器组成，第1、2、3、4组机器分别有3、2、4、3台相同的机器。这个车间需要加工四种原料，四种原料分别要求完成4、3、2、3道工序，而每道工序必须在指定的机器组上处理，按照事先规定好的工艺顺序进行。 假定在保持车间逐日连续工作的条件下，对系统进行365天的仿真运行（每天按8 小时计算），计算每组机器队列中的平均产品数以及平均等待时间。通过仿真运行，找出影响系统的瓶颈因素，并对模型加以改进。 系统数据： 四种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为50、30、75、40分钟的正态分布。 工艺路线： 第1种原料首先在第3组机器上加工，然后在第1组、再在第2组机器上加工，最后在第4组机器上完成最后工序。第1种原料在机器组3、1、2、4加工，在机器组3、1、2、4加工的平均时间分别为30、36、51、30；第2种原料在机器组4、1、3加工，在机器组4、1、3加工的平均时间分别为66、48、45；第3种原料在机器组2、3加工，在机器组2、3加工的平均时间分别为72、60，第四种原料在机器组在1、4、2加工，在机器组1、4、2加工的平均时间分别为60，55，42如下表所示。 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 机器组别 相继工序平均服务时间（minute） 1 3,1,2,4 30,36,51,30 2 4,1,3 66,48,45 3 2, 3 72,60 4 1、4、2 60，55，42 建模仿真： 根据提供的相关信息，初步完成车间生产建模。 根据问题分析得知，本次建模需要用到12个处理器：分为1,2,3,4组，每组分别有3,2,4,3个处理器。且每一组需要有一个暂存区与之对应，另外，该模型有四种原料，且由于每种原料的产生时间间隔分别服从不同的正态分布，如果用一个发生器的话，不便于设置，所以选用四个不同的发生器。由于四种原料经过不同之后要到货架储存，由题可知，第四组机器、第三组机器、第二组机器都要与货架相连，第一组机器则不用与货架相连。为了便于观察，此处选用三个货架分别与上述三组机器相连。 仿真结果： 生产数据统计分析： 五、数据分析与优化 模型运行后则要对模型的运行进行统计分析 出现上图界面后，就根据统计分析是要用到的数据在左方标准属性框中选择所需的而标准属性，本模型用到的标准属性有最大容量、平均容量、最长停留时间、平均停留时间和空闲时间。 由表格中的数据可知，暂存区2和暂存区4的最大停留时间很长，即第二组机器和第四组机器拥堵很严重，所以要对模型进行优化。并由上表可知，第一组和第三组不拥堵，所以初步优化方案为： 先在第二组增加一台处理器23，且考虑到成本，同时在第三组删除一台机器。 优化好的模型如下图所示 根据上述方法对模型的运行情况进行统计分析，并生成如下表格 由以上表格可知暂存区2和暂存区3的最大等待时间依然不为零，也就是说第二组处理器和第三组处理器仍然存在拥堵现象，暂存区1和暂存区4的最大等待时间为零，即第一组和第四组处理器不存在拥堵的现象。此时，还需对模型作进一步的优化，此次优化，在第二组处理器中再增加一个处理器24，同时，为了尽量地不增加额外的成本，在增加处理器的同时删除一个处理器，由于第一组和第四组都不拥堵，则删除第一组中的处理器13。 第二次优化完之后的模型如下图所示 再生成一份统计分析报告如下所示 由上图中的分析统计报告可知，暂存区2的最大等待时间还是不为零，即第二组处理器还是存在拥堵现象，此时，暂存区1、暂存区3、暂存区4的最大等待时间都为零，即第一组、第三组、第四组处理器都不存在拥堵现象。此时，还需对模型进行第三次优化，此次优化中，还是在第二组处理器中再增加一台处理器25，同时删除第四组中的处理器43。 优化后的模型如下图 生成一份统计分析报告如下所示。 由上表可知，此次优化完的模型的各组暂存区的最大等待时间都为零，也就是说各组处理器都没有出现拥堵现象，可认为优化完成。 实验总结： 实验的成功之处有：1.对生产流程以及数据情况进行了比较细致的仿真。 2.在分析出瓶颈因素后，对车间生产流程进行了比较深度全面的优化 不足之处有： 1.对仿真的画面表现修饰不足，无法形成较好的表现效果。 2.没有完全运用课堂所学的其他相关技巧和内容。 3.由于实体限制因素，不能将整体运行情况全