第七章 生产系统仿真软件及其应用举例.
生产系统建模与仿真概述
生产系统建模与仿真概述1. 引言在现代制造业中，生产系统的建模和仿真是一个重要的工具。
通过建立准确的生产系统模型和进行有效的仿真分析，可以帮助企业优化生产流程，提高生产效率，降低成本，提高产品质量。
本文将对生产系统建模和仿真的概念、方法和应用进行概述。
2. 生产系统建模的概念生产系统建模是将实际的生产系统抽象成一种可供计算机处理的模型，以实现对生产系统进行分析和优化的目的。
生产系统建模可以基于不同的层次和粒度，从整体到局部进行建模，从宏观到微观进行分析。
生产系统建模的主要目标包括：•分析生产系统的结构和运行特性•预测生产系统的性能指标•评估生产系统的灵活性和鲁棒性•优化生产系统的配置和资源分配•支持决策和规划过程3. 生产系统建模方法生产系统建模的方法包括基于统计学的方法、基于物理建模的方法和基于仿真的方法。
下面分别对这些方法进行介绍。
3.1 基于统计学的方法基于统计学的方法是通过统计数据和概率模型来描述和分析生产系统的行为。
这种方法适用于大规模复杂的生产系统，在建模过程中需要考虑到各种不确定性因素。
常用的统计分析方法包括排队论、蒙特卡洛模拟和回归分析等。
3.2 基于物理建模的方法基于物理建模的方法是通过建立物理模型来描述生产系统的结构和运行机理。
这种方法适用于对生产系统的细节进行建模和分析，可以更加真实地模拟系统的行为。
常用的建模方法包括Petri网、离散事件系统和系统动力学等。
3.3 基于仿真的方法基于仿真的方法是通过建立仿真模型来模拟生产系统的运行过程。
仿真模型可以在计算机上进行运行，模拟真实的生产系统在不同条件下的表现和性能。
基于仿真的方法可以提供对生产系统的详细和动态的分析。
常用的仿真软件包括Arena、AnyLogic和FlexSim等。
4. 生产系统仿真的应用生产系统仿真广泛应用于制造业的各个领域和环节，包括生产计划与调度、供应链管理、物流和运输等。
以下列举几个常见的应用场景。
4.1 生产计划与调度生产计划与调度是生产系统管理的核心环节，通过仿真模型可以评估不同的排程策略和调度算法，并选择最优的方案。
第7章常用流程模拟软件简介
化工过程模拟技术的应用
流程模拟技术一般都采用序贯模块法，通过严格的质量 和能量平衡，相态和化学平衡，去预测一个工艺过程的表观 现象。 主要可以解决以下工程问题： (1) 可为工程设计提供基础数据。通过工艺过程严格的物流 和能流的平衡计算，预测物流的流率，组成和性质，预测操 作条件，设备尺寸，从而减少装置的设计时间，也可进行各 种装置的设计方案比较。
Company name
化工过程模拟技术的应用
（2）可以对生产过程中的故障进行模拟诊断，当生产过程现 有装置系统发生故障时，主要是设备问题和工艺问题，可以 通过流程模拟进行工况模拟诊断，帮助尽快找出故障发生的 原因和位置。
（3）在新产品开发过程中，通过流程模拟可以为新产品开发 研制提供极大的便利，可模拟新产品开发中的工艺参数，协 助新工艺的开发，减少大量不必要的实验投资。
Company name
Aspen plus
(2) Aspen Plus具有快速可靠的流程模拟功能
Aspen plus提供流程模拟所需的各种功能，可以帮 助用户方便的编写各种输入文件，快速而可靠的收敛 模型，以及进行流程优化计算。这些功能包括： a. 可以用Aspen plus的插入模块(Insert)功能，重复使用 流程模拟的某一部分。例如一酸性气体的净化模型， 一组物性输入数据，也可以建立自己的Insert，并存入 用户插入模块库（Librury）来应用。 b. 可以利用设计规定(Design Specification)来达到对任何 模块计算的参数所规定的目标值。
Company name
化工过程模拟技术的应用
（4）在生产过程中，流程模拟可以对现有装置进行生产能 力的标定，来帮助寻找系统的“瓶颈”部位。使我们能充 分利用原有的设备，制定合理的改造方案，清除装置的瓶 颈，使整个装置能力匹配，最大限度地发挥效益。
simio仿真最简单案例
simio仿真最简单案例Simio仿真软件是一个强大的工具，可以模拟各种复杂的系统，包括生产系统、物流系统等。
下面是一个简单的Simio仿真案例，模拟了一个生产线的运作过程。
假设我们有一个简单的生产线，这个生产线由三个工作站组成：原材料库、生产线和成品库。
原材料库负责存储原材料，生产线负责将原材料加工成产品，成品库负责存储成品。
在Simio中，我们可以这样设置：1. 创建三个工作站（Workstation）。
在Simio的Library中选择Workstation，然后分别创建三个。
将它们命名为"Raw Material Bin"、"Production Line"和"Finished Product Bin"。
2. 设置工作站的属性。
双击每个工作站，设置其容量（Capacity）、处理时间（Processing Time）等属性。
3. 创建原材料和成品。
在原材料库和成品库中，我们需要创建原材料和成品。
在Library中选择Item，然后创建两个，分别命名为"Raw Material"和"Finished Product"。
4. 建立工作站之间的连接。
选择Connection，在原材料库和生产线之间、生产线和成品库之间分别建立连接。
5. 运行仿真。
设置仿真时间、模拟次数等参数，然后运行仿真。
这个简单的例子只涵盖了生产线的部分内容，实际的Simio仿真可能会涉及更多的内容和复杂的设置。
通过这个简单的例子，你可以开始学习Simio的基本操作和设置方法，从而更好地理解Simio仿真软件的应用。
生产系统中计算机仿真技术的应用论文
生产系统中计算机仿真技术的应用论文【摘要】随着我国社会经济的快速发展，我国各个领域都取得了很大的进步，目前我国加工制造业正面临着激烈的市场竞争，企业逐渐向产品模块化、多产品小批量生产、制造技术与成租技术发展，在应急通信平台中出现了一种仿真技术，利用这种技术能够最大程度的提高工作效率，节省时间从根本上提高了企业的管理水平，本文就对计算机仿真技术在生产系统中的应用问题进行详细的阐述，希望能为以后该方面的工作提供一些帮助。
【关键词】计算机仿真技术；生产系统；应用研究1.前言21世纪是科技的时代，在各个行业领域中都有计算机技术的应用，所谓计算机仿真技术是基于计算机硬件设备与操作系统的一种仿真环境，对不同的物体与信息进行分析与加工，同时仿真技术也能将真实的事物变为虚拟的环境，帮助用户更好的感受到听觉、视觉的效果，在仿真环境中用户可以同计算机进行虚拟的互动，真正实现身临其境的效果，计算机仿真技术最为重要的一个特点就是构想性，能够通过仿真技术让人们更好的理解抽象的东西，并将这些东西以三维立体的形式表现出来。
为了更好的适应市场的需求，提高生产系统规划设计，减少投资风险，就需要让企业的生产系统高效的、可靠的运行与生产。
从目前来看，生产系统设计与管理中还存在很多的问题，由于系统自身具有一定的复杂性在调度的时候也比较困难，因此利用计算机仿真技术是最有效、简单的方法，本文就对计算机仿真技术在生产系统中的应用进行具体的分析。
2.计算机仿真技术在生产系统中的应用2.1生产系统的计算机仿真技术生产系统计算机仿真是一种系统建模与实验分析的方式，它能将生产资源、工艺路线、库存与管理等信息都结合起来，根据系统的活动过程来代替数学方式进行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生产系统的特征与过程，近年来，仿真技术在我国制造业已经得到广泛应用，主要用于解决以下方面的问题:(1)生产系统的改造与重组。
通过生产系统的流程进行仿真的分析，然后将各个部分的关系进行量化。
仿真技术的应用实例
仿真技术的应用实例随着科技的不断进步和发展，仿真技术已经成为了多个领域中不可或缺的技术手段。
从工业生产到医疗诊断，从军事训练到城市规划，仿真技术都展现出了其重要性和广泛的应用价值。
本文将通过几个具体的应用实例，探讨仿真技术在不同领域中的应用，以及对其带来的益处。
一、汽车工程领域在汽车工程领域中，仿真技术的应用是非常普遍和重要的。
在汽车设计阶段，使用仿真技术可以进行各种结构强度分析、碰撞模拟、燃料效率优化等工作。
通过建立虚拟的汽车模型，可以对车辆的各种性能进行综合评估和分析，为汽车设计师提供重要的参考和决策依据。
在汽车生产过程中，仿真技术还可以用于工艺流程优化、装配工艺设计等方面，帮助企业提高生产效率和质量。
二、医学领域在医学领域中，仿真技术的应用也是十分广泛的。
通过建立人体器官的数学模型，结合计算机图像技术，可以进行各种虚拟手术操作实践，为医生提供宝贵的操作经验和实战训练。
还可以利用仿真技术进行疾病模拟和病理仿真，辅助医生进行疾病诊断和治疗方案的制定。
在医学教育和培训领域，利用仿真技术可以打造出更加真实、生动的临床案例和医学实验环境，为医学生提供更加丰富和有效的学习体验。
三、军事训练领域在军事训练领域，仿真技术的应用也日益广泛。
通过利用虚拟现实技术，可以构建出高度真实的战场环境，为士兵和军官提供真实的战斗训练体验。
还可以利用仿真技术进行兵器装备操作训练、战术演练等工作，为部队提供更加有效和安全的训练平台。
仿真技术还可以帮助军队进行作战方案的制定和验证，提高作战效率并降低风险。
四、城市规划领域在城市规划领域，利用仿真技术可以对城市的交通、环境、建筑等方面进行全方位的模拟和分析。
通过建立城市模型，可以模拟不同规划方案对城市发展的影响，进行交通流量预测、环境影响评估、建筑结构分析等工作。
这有助于城市规划者制定科学合理的城市发展规划，并优化城市设计，提升城市发展的质量和效率。
通过以上几个领域的具体应用实例，可以看出仿真技术在不同领域中带来的重要作用。
仿真软件系统总体介绍
仿真软件系统总体介绍仿真软件是一种能够模拟真实系统或过程行为的计算机软件。
它能用于各种领域，包括工程、科学、医疗、经济等，帮助用户进行系统设计、性能分析、决策支持等工作。
下面将对仿真软件系统进行总体介绍。
仿真软件系统通常由多个组件组成，包括仿真模型、仿真引擎、可视化界面和数据分析工具。
首先，仿真模型是仿真软件的核心部分，它描述了被模拟系统的行为和特征。
仿真模型通常由一些基本元素（例如实体、事件和关系）和它们之间的相互作用组成，这些元素和相互作用由一些数学模型或规则来表示。
仿真模型的设计需要根据实际系统的特点和需求来确定，它可以是离散事件模型、连续模型、混合模型等。
其次，仿真引擎是仿真软件的执行引擎，负责运行仿真模型并模拟系统的行为。
仿真引擎根据模拟时间推进模型的状态，并根据模型中定义的规则和算法来处理实体之间的相互作用。
它通常使用一些基本的仿真技术，如事件驱动仿真、基于代理的仿真等。
仿真引擎的设计和实现需要考虑模拟速度、准确度、可扩展性等因素，以便在合理的时间内获得准确的结果。
第三，可视化界面是仿真软件的用户界面，用于展现仿真过程和结果。
可视化界面通常会提供一些交互功能，如开始仿真、暂停仿真、调整参数等。
它通过图表、动画、图像等方式将模型的行为以可视化的形式呈现给用户，让用户更直观地了解系统的运行情况和性能表现。
可视化界面的设计需要考虑用户的需求和使用习惯，以提供友好的用户体验。
最后，数据分析工具是仿真软件的辅助工具，用于对仿真结果进行分析和解释。
数据分析工具可以提供各种统计指标、报表、图表等功能，用于评估系统的性能、分析系统的行为、优化系统的设计等。
数据分析工具还可以与其他软件或系统进行集成，以便进一步的处理和应用。
总体而言，仿真软件系统是一种能够模拟真实系统行为的计算机软件，它通常由仿真模型、仿真引擎、可视化界面和数据分析工具组成。
仿真软件可以用于各种领域，帮助用户进行系统设计、性能分析、决策支持等工作。
flexsim仿真案例
flexsim仿真案例FlexSim仿真案例。
在工业生产和物流领域，仿真技术正日益成为优化生产流程和提高效率的重要工具。
FlexSim仿真软件作为一款功能强大的仿真工具，被广泛应用于生产制造、物流仓储、医疗卫生等领域。
本文将结合一个实际的案例，介绍FlexSim仿真软件在物流仓储中的应用。
案例背景：某电子产品仓库在日常运营中面临着诸多问题，例如货物存储空间利用率低、出入库效率低下、人力资源配置不合理等。
为了解决这些问题，仓库管理人员决定引入FlexSim仿真软件，对仓库内的物流系统进行仿真分析，以找出问题所在并提出改进建议。
仿真建模：首先，我们需要对仓库的物流系统进行建模。
通过FlexSim软件，我们可以将仓库的布局、货架、货物、运输设备等元素进行建模，并根据实际情况设置他们的属性和行为。
在建模过程中，我们需要考虑货物的种类、存储方式、出入库流程、人员活动等因素，以尽可能真实地模拟仓库的运作情况。
仿真分析：在建立了仓库的仿真模型之后，我们可以对其进行仿真分析。
通过设定不同的参数和场景，我们可以模拟出不同的情况，并观察系统的运作表现。
例如，我们可以模拟不同的货物存储布局方案，观察不同布局对仓库存储空间利用率和出入库效率的影响；我们还可以模拟不同的人员资源配置方案，观察不同配置对仓库运作效率的影响。
通过仿真分析，我们可以直观地看到不同方案的优劣势，为改进建议提供依据。
改进建议：基于仿真分析的结果，我们可以提出针对性的改进建议。
例如，如果仿真结果显示仓库的存储空间利用率较低，我们可以建议重新设计货物存储布局，优化货架的摆放方式；如果仿真结果显示出入库效率较低，我们可以建议优化出入库流程，调整运输设备的调度策略。
通过FlexSim软件的仿真分析，我们可以为仓库的优化提供科学的依据，避免盲目改动带来的不确定因素。
总结：FlexSim仿真软件作为一款功能强大的仿真工具，可以帮助企业解决生产制造和物流领域的诸多问题。
系统仿真方法及其在运筹学中的应用效果
系统仿真方法及其在运筹学中的应用效果运筹学（Operations Research）是一门研究如何通过数学模型、计算机技术和优化方法来优化决策和解决复杂管理问题的学科。
在运筹学领域中，系统仿真方法是一种重要的工具，它可以通过构建模型和模拟实验来帮助决策者制定最佳策略。
本文将介绍系统仿真方法的基本原理和技术，以及其在运筹学中的应用效果。
一、系统仿真方法的基本原理系统仿真是一种通过构建模型和模拟实验来研究复杂系统行为和性能的方法。
它的基本原理是将真实系统抽象为数学或统计模型，并根据模型进行计算机模拟，以获取对系统行为的认识。
系统仿真方法的基本步骤包括：问题定义、模型构建、参数设定、实验设计、模拟运行和结果分析等。
系统仿真方法的核心是建立合适的模型。
模型可以是连续的、离散的、确定的或随机的，具体形式取决于研究对象的特性和问题的需求。
常用的模型包括系统动力学模型、离散事件模型、代理模型等。
根据模型的形式，可以选择合适的仿真工具和软件来支持模拟实验的进行。
二、系统仿真在运筹学中的应用在运筹学领域中，系统仿真方法被广泛应用于决策支持和问题求解。
以下是系统仿真在运筹学中的几个典型应用。
1. 生产调度优化生产调度是指根据产品需求和资源约束，合理安排生产计划和生产资源的分配。
通过系统仿真方法可以构建生产调度模型，模拟生产过程中的各种资源利用情况，从而实现优化调度。
仿真模型可以考虑各类因素，如设备故障、人员变动、原材料短缺等，以及不同的生产策略和调度规则，帮助决策者找到最佳的生产调度方案。
2. 物流网络设计物流网络设计是指如何合理规划和配置物流网络中的各个节点和路径，以满足给定的运输需求和成本约束。
通过系统仿真方法可以模拟物流网络中的运输过程、库存水平、配送路径等，并根据不同的布局方案和策略评估其性能，找到最佳的物流网络设计。
仿真模型可以考虑不同的场景和变量，如产品种类、需求波动、货车容量等，为决策者提供决策支持。
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WITNESS界面一览
菜单、工具栏、窗口一览
பைடு நூலகம்
7.1 Witness建模与仿真过程
使用Witness软件包进行物流与供应链系统的建模与 仿真，同样要遵循建模与仿真的一般步骤。在使用 它进行计算机模型的建立时，有其特定的步骤：
１.元素定义（Define） ２.元素可视化（Display）的设置 ３.细节（Detail）设计 ４.运行（Run） ５.报告（Report） ６.归档（Documentor） ７.优化（Optimizer）
（2）元素可视化（Display）的设置
3）Draw按钮，用于激活显示设计对话框来进行
显示属性的绘制和更改。
4）Erase按钮，用于激活删除显示属性项对话框来
进行属性项的删除。
5）Layers是按钮，用于激活层设计对话框来进行层
的可移动性和可视性设计。
6）Lock是按钮，用于设定元素显示属性项的锁定状 态，该按钮将在三种状态之间切换（Lock、 Unlock和Superlock）。
（2）元素可视化（Display）的设置
7)Grid按钮:用于设定显示对象的位置是否捕捉屏 幕上的风格,以便进行精确的定位。
8)Help按钮:激活Witness帮助文件。
9)OK按钮:当对一个元素的显示属性设置完毕,点击 该按钮关闭显示工具栏。
（2）元素可视化（Display）的设置
在进行元素显示属性设计的时候,一般步骤如下: 1)从显示设计模式下拉列表框中选择Draw或
（4）运行（Run）
通过试运行和修改模型，重复前三步得到正确 的仿真模型之后，对系统进行一定时间范围的 运行，并在屏幕上动画显示系统运行的过程， 运行方式可以是单步的、连续的和设定时间的 。本步骤通过Witness提供的“Run”工具栏 来进行操作。
（1）定义系统元素
可以通过在布置窗口中点鼠标右键，选定快捷 菜单中的“define”菜单项，跳出Define对话框 ，在该对话框中Name下输入模型基本元素的名 称，在Element Type下拉菜单中选定基本元素 的类型，在Quantity下输入模型基本元素的数 量，然后点击Create完成一个模型基本元素的 定义。用同样的方法定义模型的其他基本元素 ，所有模型基本元素定义结束后点击Close回 到布置窗口。
Updata. 2)在属性下拉列表框中选择所要设计的属性项,
如及其的”Name”、“Icon”、“Part Queue” 等。 3）点击 按钮进入显示项目的细节设定对话框 ，进行设定即可。
（2）元素可视化（Display）的设置
元素图标的移动和删除可以使用鼠标来完成。用 鼠标左键选中要删除的图标，在图标上点击右键 进入弹出式菜单，选择Delete Graphics选项，图 标被删除。
引言
工作循环时间、故障措施等来完成我们所 研究的物流系统和商业流程的规划设计。然 后，通过定义模型元素之间的输入输出关系， 完成对物流系统和商业流程的逻辑行为建模， 从而建立起物流系统和商业流程仿真模型。 通过其内置的仿真引擎，可快速地进行模型 的运行仿真，展示流程的运行规律。
引言
在整个建模与仿真过程中，用户可根据不 同阶段的仿真结果，随时地修改系统模型， 如添加和删除必要的模型元素，动态地提高 模型的精度。可方便地设计与测试新设计的 工厂和流程方案，平衡服务与花费，简化换 班模式，评测可选的设计方案。
（2）元素可视化（Display）的设置
witness 软件是一套优秀的可视化建模与仿真 工具，它可以将被仿真系统的可视实体以二维 或三维的图形显示出来；在仿真运行时，它可 以显示原材料、零部件、人员、运输车辆在系 统中的运动状况。所以在定义了元素的基础上 ，要定义元素在各种状态下的现实图形。本步 骤可以通过右击要定义显示特征的元素，通过 选定弹出式菜单中的“display”菜单项，来进 行设定。
2）属性下拉列表框：选择用于Draw或Updata的元 素的属性项，该列表框中的属性项目随着元素类 型的不同而有所不同。可以通过更改属性项的 “Lable”来更改属性项的名称，当我们多次使用 同一类型的显示属性项时，通过改变它们的名称 以便于识别。例如，一个元素可能有多个Icon显 示属性项，可以通过改变其名称来加以辨认。
（2）元素可视化（Display）的设置
元素显示工具栏中一共有九个对象，下面 从左到右，分别介绍这九个对象如下：
1）显示设计模式下拉列表框：有两个选项Draw和 Updata，第一次设计建模元素的某一显示属性时， 选择Draw项；对已经设计了的显示属性进行修改 设计时，选择Updata项。
（2）元素可视化（Display）的设置
元素图标尺寸大小的改变通过鼠标+Ctrl键来完成 。用左键选中图标，按住Ctrl键，拖动图标周围 可改变大小的小方框，小方框只出现在可以改变 大小的图标上，也可以用View/Graphical Editing菜单项编辑图标。
（3）细节（Detail）设计
本步骤详细定义模型基本元素工作参数以及各 元素之间的逻辑关系，如系统结构、被加工对 象在各台机床及其上的加工时间分布、加工对 象的工艺路线，以及其他规则等。可以双击鼠 标左键，通过弹出的Detail对话框来设定。
（2）元素可视化（Display）的设置
①Unlock:在此状态下,元素的可视性显示属性项 可以在系统布局区单独移动。
②Lock: 在此状态下,元素的可视显示属性项将作 为一个整体在系统布局区移动;只有显示属性项在 同一层时,才能够锁定。
③Super Lock:当设计的元素类型为模块Module时 ,在此状态下,该模块内的多有的元素的显示属性 项将作为一个整体在系统布局区移动。
第7章 生产系统仿真软件及其应用举例
引言
在工业生产中，物流装备系统和商 业流程系统多种多样，如何快速有效建 立起准确描述行为和运行逻辑是系统仿 真的重要目标。
引言
Witness提供了大量描述工业系统和商业流程的 可视化模型元素，入生产线上的加工中心、传送 设备、缓冲存储装置等，以及逻辑控制元素，如 流程的倒班机制、时间发生的时间序列、统计分 析等，用户可方便地将这些可视化的模型元素托 拉到屏幕中，快速建立起物流系统或商业流程的 规划设计。