物流系统建模与仿真

《物流系统建模与仿真》实验报告

开课实验室：A文科楼5楼 2019 年 3 月30日 学院 课程 名称 年级、专业、班 姓名 成绩 物流系统建模与仿真 实验项目 产品测试工艺仿真与分名 称 析实验 指导教师 成绩 教师评语 一、实验目的 通过建立单存放区域、单处理工作台的简单模型，了解 5 个基本建模步骤。学习使用统 计分析工具。 二、实验原理 基于Flexsim软件进行实验仿真。 模型：

三、使用仪器、材料 电脑一台及Flexsim软件 四、实验步骤 1) 创建模型布局 使用鼠标将需要的对象从对象库中拖放到正视图窗口中，根据需要使用鼠标改变对象位 置、大小和转角。 2) 连接端口 按下键盘上的“A”键，用鼠标拖放在对象间建立输出端口—输入端口连接；方向为从 流出实体的对象到流入实体的对象；模型中的对象发出和接收实体需要这种连接。 3) 编辑外观、设置对象行为 (1) 参数窗口（Parameters Window） 双击对象 (或在右键菜单选择 Parameters) ；用于对各种对象的自身特性的设置、编辑。 (2) 属性窗口（Properties Window） 右键单击对象，在弹出菜单中选择 Properties；用于编辑和查看所有对象都拥有的一般 性信息。 (3) 模型树视图（Model Tree View） 模型中的所有对象都在层级式树结构中列出；包含对象的底层数据结构；所有的信息都 包含在此树结构中。 4) 重置运行 (1) 重置模型并运行 (2) 控制仿真速度（不会影响仿真结果） (3) 设置仿真结束时间 5) 观察结果 (1) 使用“Statistics”（统计）菜单中的 Reports and Statistics（报告和统计）生成 所需的各项数据统计报告。 (2) 其他报告功能包括：对象属性窗口的统计项；记录器对象；可视化工具对象；通过触 发器记录数据到全局表。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

六、实验结果及分析 对得到的数据做简单分析，提出改进措施。 答：通过对实验数据分析发现，现有的机器设备的设置基本能满足系统的要求但工作效率低，大大浪费了设备的工作能力，可以适当的提高物料的到达速度或者降低三台处理器的处理速度。 讨论：本实验根据三个处理器的统计信息，通过状态图分析各处理器的工作状态，通过暂存区材料的平均等待时间，分析这个检测流程的效率如何？是否存在瓶颈？如果存在？怎样才能改善整个系统的绩效呢？ 答：由实验结果分析得：处理器Processor7只有32.4%的时间处于工作状态，有.2%的时间是处于闲置状态。并且该处理器的准备时间较长，占总时间的13.5%。这些数据表明该处理器的运行速度完全能满足甚至超过系统的要求。可以适当的选择更处理速度慢一点的处理器来降低系统成本。

由实验结果分析得：处理器Processor10只有32.5%的时间处于工作状态，有53%的时间是处于闲置状态，并且有13.6%的时间处于准备时间。以上数据说明处理器Processor10闲置时间过长，工作效率低，不能很好地配合物料二的到达速度。 由实验结果分析得：处理器Processor11的只有43.4%的时间处于工作状态，有41.9%的时 间是处于闲置状态，并且有14.7%的时间处于准备时间。以上数据说明处理器三Processor11的工作效率低，不能很好地配合物料三的到达速度。可以适当的降低处理器三的处理速度。整体来看，整个检测流程效率不高，但是并不存在瓶颈，能够达到系统的要求，但工作效率低，大大浪费了设备的工作能力，可以适当的提高物料的到达速度。或者降低三台处理器的处理速度。

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开课实验室：A文科楼5楼 2019 年 4月 20日 学院 课程 名称 年级、专业、班 姓名 成绩 物流系统建模与仿真 实验项目 多产品多阶段制造系统名 称 仿真与分析实验 指导教师 成绩 教师评语 一、实验目的 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。 二、实验原理 基于Flexsim软件进行实验仿真 模型：

三、使用仪器、材料 电脑一台及Flexsim软件 四、实验步骤 1) 创建模型布局 使用鼠标将需要的对象从对象库中拖放到正视图窗口中，根据需要使用鼠标改变对象位 置、大小和转角。 2) 连接端口 按下键盘上的“A”键，用鼠标拖放在对象间建立输出端口—输入端口连接；方向为从 流出实体的对象到流入实体的对象；模型中的对象发出和接收实体需要这种连接。本实验此 步骤为关键环节，连接线较复杂，故连接端口时应注意保持清晰思路。 3) 定义对象参数 (1) 定义 Source 在模型中，共有 3 个 Source 实体，每个 Source 对应一类原料，也就是说，一个 Source 生成一类原料。我们需要设置每个 Source 实体，使得每类原料的到达间隔时间满足系统的要求。 (2) 分别按照要求定义机器组 1、机器组 2、机器组 3、机器组 4、机器组 5、暂存区参数。 4) 模型运行 (1) 设置 Experimenter (2) 重置模型并运行 5) 观察结果 仿真进行过程中，可以看到红、黄、蓝三种不同颜色的原料从系统中流过，经过不同机 器组的加工，最后离开系统。 仿真运行到 175200 单位时间的时候，自动停止。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 平面视图 立体视图 五个暂存区数据分析结果图 暂存区1 暂存区2

暂存区3 暂存区4 暂存区5

六、实验结果及分析 各机器组统计数据 暂存区 平均等待时间（分） 平均数量 1 6.87 43.0 2 58.92 2.0 3 19.36 1.29 4 2135.16 100 5 140.79 4.47 分析; 由实验数据可得到如上表格数据，通过分析，我们可以明显看出，第四个暂存台平均等待时间远远超出其他四个暂存台，平均数量也大于其他四个，整个系统的瓶颈主要集中在第四暂存台。 改善方案： 由于第四个暂存区平均等待时间太长，说明第四组机器数量不足，需要增加机器台数。同时，可以看出第三台暂存器平均数量只有1.29，等待时间也只有58.92，如果在不增加总的机器台数的情况下，可以考虑将第三组机器中的一台转移到第四组机器，使第三组只有三台机器，第四组有四台。

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开课实验室：A文科楼5楼 2019 年 4 月 20日 学院 课程 名称 年级、专业、班 姓名 成绩 物流系统建模与仿真 实验项目 混合流水线系统仿真与名 称 分析实验 指导教师 成绩 教师评语 一、实验目的 主要掌握单台处理器在处理多种产品时对于处理顺序以及时间参数的设置。熟悉先进先 出这种存储模式的控制方法。 二、实验原理 基于Flexsim软件进行实验仿真 模型：

三、使用仪器、材料 电脑一台及Flexsim软件 四、实验步骤 1) 创建模型布局 从左边的实体库中依次拖拽出所有实体（一个 Source，5 个 Queue，12 个 Processor， 一个 Conveyor，一个 Sink）放在右边模型视图中，调整至适当的位置 2) 连接端口 根据流动实体的路径来连接不同实体的端口。按住键盘上的“A”键，与前面章节的操 作一样，按上图中的箭头所指向依次连接各个实体。 3) 定义对象参数 分别按照要求定义 Source、各机器工位、暂存区参数。 4) 模型运行 (1) 重置模型并运行 (2) 加快仿真模型运行速度 如果我们只是关心仿真结果，而对仿真的过程不感兴趣，则我们可以加快仿真速度，迅速得到结果。 5) 观察结果 仿真进行过程中，可以看到红、绿、蓝三种不同颜色的产品从系统中流过，经过不同机 器组的加工，最后离开系统 6) 结果分析 当仿真运行自动结束后，我们打开 Flexsim 的工具栏里的 Stats 目录下的 Standard Report 选项，输出需要的报告内容。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 截图：(数字顺序代表那种产品最先生产) 123 132 213

231 312 321

六、实验结果及分析 1、实验数据及其处理：改变 1，2，3 种类型产品的投产顺序，输出相应的仿真报告，对比 各项相关数据，从中选出最佳方案。 分析:刚开始按产品1、产品2、产品3顺序生产，从excel表格123中可以看出，所需时间为7728，改变产品的投产顺序，通过进行比较，我们可以发现，当投产顺序按照产品1、产品3、产品2顺序投产时，所需时间与按照产品1、产品2、产品3顺序投产一致，为7728，当投产顺序按照产品2、产品1、产品3顺序投产时，所需时间最少，为7725，当投产顺序按照产品3、产品1、产品2顺序投产时，所需时间最多，为7736，因此，最佳方案为按照产品2、产品1、产品3顺序投产。 讨论：系统还存在很多可以改善的地方，请指出有哪些地方是有待改善的，理由是什么。 答：可以适当的降低处理器的运行速度，除了第三组的处理器空闲时间较短外，其余各组处理器的空闲时间过长。尤其是其中暂存区17的平均等待时间过长。可以适当的调整运行速度以提高整个系统的运行效率。

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开课实验室：A文科楼5楼 2019 年4月27日 学院 课程 名称 年级、专业、班 姓名 成绩 物流系统建模与仿真 实验项目 垃圾回收场仿真与分析名 称 实验 指导教师 成绩 教师评语 一、实验目的 通过该实验学会使用分解器、流节点、储液罐等仿真工具。 二、实验原理 基于Flexsim软件进行实验仿真 模型：

三、使用仪器、材料 电脑一台及Flexsim软件 四、实验步骤 1) 创建模型布局 从左边的实体库中依次拖拽出所有实体（一个 Source，4 个 Queue，1 个 Separator， 两个 Conveyor，三个 FlowNode，一个 Transporter，一个 Crane，一个 Rack，两个 Reservoir） 放在右边模型视图中，调整至适当的位置。 2) 连接端口 (1) 根据模型回收分类的顺序，先对固定实体进行连接（注意 A 连接是有方向的）。 (2) A 连接的次序依次是：Source 连接第一个 Queue，Queue 连接 Separator，Separator 同 时连接到两条 Conveyor 和第一个 FlowNode 上，3 个 FlowNode 依次连接最后连到一个 Queue 上，两条 Conveyor 分别连接两个 Queue，上面的两个 Queue 再分别连接到两个 Reservoir 上，最下面的 Queue 连接到 Rack 上。 (3) 进行 S 连接：将 Operator 连接 Source 后面的 Queue，将 Crane 连接三个 Queue 中的上 面两个，最后将 Transporter 连到最下面一个 Queue。 3) 定义对象参数 分别按照要求定义 Source、Queue， Separator， Conveyor， FlowNode， Transporter， Crane， Rack，和 Reservoir 的参数。 4) 重置模型并运行 5) 加入和设定 Recorder（记录器） 我们要使用 3 个 Recorder 对 Separator 工作时的状态和信息进行动态显示。从库中 拖入 3 个 Recorder。 6) 观察结果 仿真进行过程中，可以看到红、绿、蓝三种不同颜色的产品从系统中流过，经过不同机 器组的加工，最后离开系统。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

六、实验结果及分析 1、可以从模型图中直观的看出该模型的瓶颈所在，由于Crane的工作效率比较慢，导致传送带发生了堆积，并影响到了Separator的效率，所以要优化这个系统，我们可以考虑提高Crane的速度，或者增加更多的Transporter来改善这种情况；同时在Reservior和Rack存储满之后也会出现堆积和系统停滞，可以考虑增加存储设施或者输出设施来解决。 2、分析实验中各工作台的数据，我们可以得到以下结果： （1）Separator的最小等待时间为0，最大等待时间为148.98，平均等待时间为20.93，率为14.4% （2）Transpoter的最小等待时间为9.6，最大等待时间为13.06，平均等待时间为10.99。 （3）Queue的最小等待时间为1.76，最大等待时间为9.99，平均等待时间为403.34；闲置率为2.4%

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开课实验室：A文科楼5楼 2019 年 5 月11日 学院 课程 名称 年级、专业、班 姓名 成绩 物流系统建模与仿真 实验项目 配送中心仿真与分析实名 称 验 指导教师 成绩 教师评语 一、实验目的 学习如何按照订单来安排生产、存储与发货。研究该配送中心的即时库存成本和利润， 并试图加以改善。 二、实验原理 基于Flexsim软件进行实验仿真 模型：

三、使用仪器、材料 电脑一台及Flexsim软件 四、实验步骤 1) 创建模型布局 从模型中拖入 3 个 Source、6 个 Processor、3 个 Rack、3 个 Queue 和 1 个 Sink 到操作区中。 2) 连接端口 据配送的流程，对模型做如下的连接：每个 Source 分别连到各自的 Processor，再连到各自的 Rack，每个 Rack 都要与后面的每一个 Queue 进行连接（配送中心送出产品对三家 生产商是均等的），每一个 Queue 再连接到各自的 Processor，最后三个 Processor 都连到 Sink。 3) 定义对象参数 分别按照要求定义 Source、Queue， Separator， Conveyor， FlowNode， Transporter， Crane， Rack，和 Reservoir 的参数。 4) 重置模型并运行 5) 观察结果

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

六、实验结果及分析 由实验数据，经过计算，可以得到以下表格 货架123总计进货量/件212165274进货总成本/元65676567268815822供货量/件21862165274供货总收入/元保管时间1094521h10942.4h4480803h26370866.4h进货成本3元/件供货价格5元/件保管费成本1元/100h保管总费用8.7元总利润10539.3元 由上表可以看出，进货总成本为15822元，总利润为10539.3元，供货总收入为26370元，存货总成本为8.7元。 讨论：研究该配送中心的即时库存成本和利润，并试图加以改善。 长时间运行后，配送中心的运行状况良好，并未出现瓶劲。考虑到配送中心的高效利用，建议应在此基础上增加一定数量的供应商及生产商，以充分利用配送中心的配送能力； 配送中心的利润与库存有关，为提高利润应降低库存。

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开课实验室：A文科楼5楼 2019 年 5月11日 学院 课程 名称 年级、专业、班 姓名 成绩 物流系统建模与仿真 实验项目 流体建模仿真与分析实名 称 验 指导教师 成绩 教师评语 一、实验目的 掌握流体系统的建模与仿真流程，熟悉各流体模块的使用范围与设置方法。 二、实验原理 基于Flexsim软件进行实验仿真 模型;

三、使用仪器、材料 电脑一台及Flexsim软件 四、实验步骤 1) 创建模型布局 从模型中拖入 2 个 Source、2 个 Item To Fluid、4 个 Fluid Pipe、2 个 Fluid Tank、 1 个 Fluid Mixer 、1 个 Fluid Processor、1 个 Fluid To Item 、1 个 Conveyor 和 1 个 Sink 到操作区。 2) 连接端口。 3) 定义对象参数 分别按照要求定义各个对象的参数。 4) 重置模型并运行。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

六、实验结果及分析 1、当实体转流体的最大量为20加仑, 流体转实体的最大量为10加仑时，记录数据，为记录一 Fluid to Item14Input1470记录一Output147 从上表可以看出，两个实体转流体分别流入65和116单位，其对应分别流出639和1149单位。其比例关系几乎为1：10，流体流入1470，流出147，其比例关系为10：1。 2、当实体转流体的最大量为 20 加仑, 流体转实体的最大量为20加仑时，记录数据，为记录二 InputOutputItem to Fluid463639Item to Fluid51161145Fluid to Item1415146 Item to Fluid465639Item to Fluid51161149记录二 3、当实体转流体的最大量为 40 加仑, 流体转实体的最大量为40加仑时，记录数据，为记录三 Fluid to Item14Input14记录三Output145 对比2、3分析，当改变容量参数时，其流体与实体转换比例不会改变。 4、当设置两个Item to Fluid单个离散单位所含流单位为1，临时实体所含离散单位数为5； 当设置Fluid to Item14单个离散单位所含流单位为1，临时实体所含离散单位数为5时，记录数据，为记录四 Fluid to Item14Input1380记录四Output276 可以看出，流体与实体比例关系几乎为1：10，流体与实体其比例关系为几乎为10：1。 总结：通过以上几组数据对比，可以发现，实体与流体的转换比例与我们所设置的参数密切有关。 Item to Fluid4670Item to Fluid51161135Item to Fluid4130610Item to Fluid52011005