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一.多产品多阶段制造系统仿真与分析（7题）

第一大题题目1（第1题）

1.1.1问题描述

有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有3，2，4，3，1台

相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成4、3和5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。

1.1.2系统数据

三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为50，30，75分钟的指数分布。

三种原料的工艺路线如表1.1所示。第1种原料在机器组3、1、2、5加工，在机器组

3、1、2、5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、5、1、4、3

加工，在机器组2、5、1、4、3加工的平均时间分别为72、15、42、54、60，如表1.1所示。

表1.1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）

13,1,2,530,36,51,30

24,1,366,48,45

32,5,1,4,372,15,42,54,60

如果一种原料达到车间时，发现该组机器全部正在工作状态，该原料就在该组机器处

服从先进先出FIFO（FIRSTINFIRSTOUT）规则的队列排序。前一天没有完成的任务，第

二天继续加工，在某机器上完成一个工序的时间服从Erlang分布，其平均值取决于原料的

类别以及机器的组别。例如表1.1中的第2类原料，它的第一道工序是在第4组机器上加工，

加工时间服从66的Erlang分布。

第一大题题目2（第2题）

1.2.1问题描述

有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有4，3，4，2，2台

相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成3、3和4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。

1.2.2系统数据

三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为55，35，70分钟的正态分布。

三种原料的工艺路线如表2.1所示。第1种原料在机器组3、5、1加工，在机器组3、

5、1加工的平均时间分别为30、36、51；第2种原料在机器组4、3、2加工，在机器组4、

3、2加工的平均时间分别为66、48、45；第3种原料在机器组2、1、5、4加工，在机器组

2、1、5、4加工的平均时间分别为72、15、42、54，如表2.1所示。

表2.1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）

13,5,130,36,51