物流系统仿真flexsim仿真实验手册

实验一flexsim基本操作和简单模拟仿真（4学时）

一、实验目的

1.了解什么是flexsim及其主要应用

2.学习flexsim软件主窗口

3.学习flexsim基本概念和专有名词

4.了解flexsim建模步骤

5.学会把现实系统中的不同环节抽象成仿真模型中的对应实体

6.初步认知flexsim模型的建立和运行

7.体会发生器、暂存区、传送带、吸收器的使用

8.体会A连接和S链接的作用

9.学会根据现实情况对相应的实体进行参数设定

二、实验内容

（一）仔细阅读教材第一部分

（二）按以下步骤建立第一个flexsim模型

1. 模型基本描述

在这个模型中，我们来看看某工厂生产三类产品的过程。在仿真模型中，我们将为这三类产品设置itemtype值。这三种类型的产品随机的来自于工厂的其它部门。模型中还有三台机器，每台机器加工一种特定类型的产品。加工完成后，在同一台检验设备中对它们进行检验。如果没有问题，就送到工厂的另一部门，

离开仿真模型。如果发现有缺陷，则必须送回到仿真模型的起始点，被各自的机器重新处理一遍。仿真目的是找到瓶颈。该检验设备是否导致三台加工机器出现产品堆积，或者是否会因为三台加工机器不能跟上它的节奏而使它空闲等待？是否需要在检验站前面添加一个缓冲区域?

虽然我们以制造业为例，但同类的仿真模型也可应用于其它行业。以一个复印中心为例。一个复印中心主要有三种服务：黑白复印、彩色复印和装订。在工作时间内有3个雇员工作，一个负责黑白复印工作，另一个处理彩色复印，第三个负责装订。另有一个出纳员对完成的工作进行收款。每个进入复印中心的顾客把一项工作交给专门负责该工作的雇员。当各自工作完成后，出纳员拿到完成的产品或服务，把它交给顾客并收取相应的费用。但有时候顾客对完成的工作并不满意。在这种情况下，此项工作必须被返回相应的员工进行返工。此场景与上面描述的制造业仿真模型相同。但是，在此例中，你可能更多关注在复印中心等待的人数，因为服务速度慢，所以复印中心的业务成本高昂。

这个仿真模型也适用于运输业。商业运输卡车通过一座桥从加拿大行驶到美国去，进入美国之前还要过海关。司机首先要取文件，然后通过安检。有三种类型的卡车。每种卡车的司机需要填写的文件不同，所以必须向不同的海关部门索取。文件填写完成后，所有类型的卡车都在同一个安检站进行安检。如果未通过检查，就必须填写更多的文件。这个情况中包含的仿真元素与上面的制造业例子完全相同，在此案例中，你可能会对桥梁上排队的卡车数量感兴趣。如果整个桥上车辆排队几英里，并且造成交通堵塞，那么你就需要对海关的工作进行优化了。

2. 打开flexsim

双击桌面上的Flexsim图标打开Flexsim软件。选择创建新模型(New Model)”选项。

3. 设置模型单位

建模之前，用户可以选择合适的单位。默认情况下,每次创建新模型时，都会出现模型单位窗口（Model Units）。你可以选择时间、长度、和流体的单位和模型开始时间。你选择的单位将会用于整个模型中。参照下图设置模型单位。

4. 创建实体

在模型中创建一个发生器、两个暂存区、四个处理器和一个吸收器。名字与摆放位置如下图。（注意：其中一个处理器为“检测台”）。

创建实体的操作方法：

（1）在实体库中的实体上，按住鼠标左键，将它拖动到模型中的放置位置，松开鼠标。

（2）重命名实体：双击实体，打开属性窗口。编辑窗口顶部的名字，然后点击应用和确定按钮。如下图所示。

（3）移动实体：要移动模型中的实体，仅需按住鼠标左键，然后拖动实体至合适位置。要将实体沿着 z 轴的方向上下移动，请滚动鼠标滚轮，或同时按下鼠标的左右键，然后前后移动鼠标。

（4）尺寸和旋转角度-要编辑实体的尺寸和旋转角度，请点击实体，你会看到沿着三个坐标轴会有三种不同颜色的箭头。想要改变哪个方向的尺寸，就点击并拖拽哪个方向上的箭头，然后上下拖动鼠标即可。要编辑实体的旋转角度，请右键单击相应的轴，然后前后拖拽鼠标即可。你也可以每次按照 5%的比例调整实体，按照 Ctrl 键加上 K或 L 即可。注意：点击编辑>调整尺寸并旋转实体，即可打开和关闭通过箭头修改尺寸和旋转角度的功能。

（5）删除实体：高亮选中实体，按 Delete键。

5. 实体连接

Flexsim模型中的实体之间是通过端口来连接的，端口分为输入端口、输出端口和中间端口三种类型。端口间的连接有A连接、S连接和D连接三种类型。请在以下实体间建立A连接关系：

发生器与暂存区 1 连接

?暂存区 1 与处理器 1、处理器 2 和处理器 3 分别连接

?处理器 1, 处理器 2，处理器 3 和暂存区 2 分别连接

?暂存区 2 与检测站连接

?检测站与吸收器、暂存区 1 分别连接

创建连接的操作方法：

方法一：按住键盘的不同字母键并按下鼠标左键，点击一个实体并拖动至另一实体，然后放开鼠标键。如果点击-拖动的过程中，按住A键，第一个实体将会出现一个输出端口，而在第二个实体上则会出现输入端口。这两个端口将会自动链接。如果点击-拖动的同时，按下S键，就会在两个实体上各出现一个中间端口，并且自动连接。如果点击-拖动的同时，按下Q键，则断开连接，自动删除输入/输出端口。如果按下W键，点击-拖动鼠标，则会删除中间连接。

方法二：点击工具栏中的按钮，进入连接模式。然后，通过以下几种方法连接两个实体。1. 点击一个实体，然后点击另外一个。2. 像第一条那样，通过点击-拖动的方式。不论使用哪种方法进行连接，都应该注意，连接顺序将会直接影响到临时实体的移动方向，临时实体将从第一个实体移动至第二个实体。点击按钮，沿着连接时的方向，从第一个实体，拖动到另一个实体，即可断开连接；中间端口连接不受方向的限制。

6. 定义到达时间间隔

接下来要改变各实体的参数，以使它们按模型的描述来工作。这里从发生器开始一直到吸收器逐个修改参数。每个实体有它自己的参数视窗。数据和逻辑会由此视窗添加到模型中。双击一个实体进入该实体参数视窗。在这个模型中，我们需要让3种不同的产品类型进入系统。要完成这一要求，每个临时实体的类型将按照均匀分布被随机分配一个1 到3 之间的整数值，意思是，进入系统的产品是类型1、类型2、或类型3的可能性都一样。最好在发生器的创建触发器

中设置类型值。这由发生器的出口触发器来完成。首先是定义到达时间间隔。

每5秒到达一个产品，服从指数分布。默认情况下，发生器的到达时间间隔服从指数分布，但需要改变分布的均值。在仿真过程中采用类似于指数分布这样的统计分布，对现实系统中的变化进行模拟。双击发生器，打开属性窗口，如下图所示：

发生器选项卡上，点击按钮，将会弹出一个窗口，按下图所示。将分布设置为 exponential，渐位线（Location）为0 ? 均值（Scale）设置为5 。随机数流（Stream）设置为0。点击窗口之外的任何地方，保存这些设置。请记住，在开始建立模型的时候就已经设置了单位。把Scale设置成5，意味着分布的均值为5秒。如果时间单位设置的是小时，那么这里的均值就是5小时。

7.指定临时实体的类型和颜色

在发生器的创建触发器中设置类型值。点击触发器选项卡。在创建触发器（按下按钮）中增加一个函数。选择设置临时实体类型和颜色，就会弹出一个小窗口：

8.设置暂存器的最大容量

暂存区1有两项内容需要设定。首先，设定它的在最大容量。第二，需要将暂存区中类型为1的临时实体发送至处理器1，类型为2的临时实体发送到处理器2，以此类推。打开暂存区的属性窗口完成设置：

（1）双击暂存区 1，打开属性窗口。

（2）在暂存区选项卡上，把最大容量修改为 10000。

（3）点击应用,但是不关闭窗口。

9. 指定暂存区1 的发送路径

点击上图中临时实体流选项卡。在输出面板中，发送至端口下拉菜单中，选择指定端口。

弹出带有默认表达式的小窗口。指定端口的默认表达式为: getitemtype(item)，意思是将类型 1 的临时实体发送到第一个输出端口，类型2 送往第二个输出端口，以此类推。

10. 定义加工时间

（1）双击处理器 1，打开属性窗口

（2）在处理器选项卡上,加工时间下拉列表中选择统计分布

（3）在统计分布小窗口中，选择 exponential，使用默认的参数

（4）对处理器2和处理器3，重复以上操作。

11. 定义暂存区2 的最大容量

按照步骤8设置暂存区2的最大容量为10000。

12. 设置检测站的加工时间

（1）双击检测站，打开属性窗口。

（2）在处理器选项卡上, 高亮选中加工时间框内的所有文本。

（3）替换成 4，意思是加工时间为常量 4秒。

13. 设定检测站的路径分配

检验站将次品送回到模型前面的工站，将合格产品送到吸收器。在建立该实体的连接时，应首先把它连接至吸收器，然后将它连接到暂存区1。这个顺序可以使第一个输出端口连接到吸收器，第二个输出端口连接到暂存区1。在常规选项卡上，端口模块中选择输出端口，查看是否正确连接。如果出现端口连接错误的情况，可以通过^和v按钮调整正确。现在，我们想按百分比，将临时实体发送到不同的输出端口。

（1）点击检验站的临时实体流选项卡。在发送至端口下拉菜单中，选择按百分比

（2）使用按钮，添加一个域段

（3）按照下图输入参数，将 80%的产品（合格产品）流向端口 1，也就是吸收器。20%的产品（次品）通过端口 2 流向暂存区 1。

（4）对返回的次品进行可视化区分。点击触发器选项卡，在离开触发器（单击）下拉列表中选择设置颜色，然后选择colorblack(item)，如下图所示。

（5）点击确认按钮，关闭属性窗口。

14. 重置和运行模型

（1）点击左上角的按钮，把系统中的所有变量重置为它们的初始值并清除所有临时实体。每当模型中创建新的连接时，都需要重置。

（2）点击重置按钮旁边的按钮。现在模型应该开始运行了。临时实体应该从第一个暂存区开始，进入3个处理器中的一个，然后到第二个暂存区，再进入检验站，并从这里去往吸收器，也有一些被重新发送回第一个暂存区。被发回的临时实体为黑色。

（3）要停止模型运行，可随时按按钮

（4）要加快或减慢模型运行速度，可左右移动视窗顶部的运行速度滑动条。另外，你可以点击Ctrl+Down 箭头和 Ctrl+Up 箭头来提高和降低运行速度。移动滑动条能改变仿真时间与真实时间的比率，它完全不会影响模型运行的结果。

15. 保存模型，并存入U盘，下节课要继续使用此模型

（三）课内完成以上模型，并提交老师检查

（四）完成实验报告1和课后思考题，打印后1人提交1份。

实验报告1

课后思考题

1.什么是Flexsim实体？简述其主要类型。

2.什么是Flexsim临时实体？

教师检查评分表

实验二使用flexsim模型进行统计分析（4学时）

一、实验目的

1.进一步熟悉Flexsim建模步骤和操作

2.学会用flexsim进行瓶颈分析

3. 学会用Dashboard进行统计分析

4. 进一步掌握视图导航操作

5. 学会正确使用S连接和A连接

二、实验内容

（一）Flexsim的数据分析

在模型描述时，我们总是提到希望找到系统的瓶颈。这里有几种寻找瓶颈的方式。首先，你可以直接观察暂存区里的货物数量。如果某个暂存区一直有很多的产品堆积，这就表明它下游的设备是系统的一个瓶颈。

1. 打开上次实验建立的模型，并运行

运行上面的模型时，你会注意到在第二个暂存区中有很多产品等待加工，而第一个暂存区中的产品数量总是保持在20个或更少，如下图。

2.查看处理器的状态统计

另一种查找瓶颈的方法是查看每个处理器的状态统计。如果上游的三个处理器繁忙，而检测站空闲时，瓶颈很可能在三个处理器上。反之，如果检测站很忙，上游的处理器总是空闲，则瓶颈可能是在检验站上。

至少运行50000秒，然后停止，双击3个处理器中的一个，打开属性窗口。点击“统计”选项卡。在状态模块中点击。会出现一个饼状图，显示每种状态的时间及其百分比。