Witness物流系统建模与仿真

合肥工业大学管理学院实验报告课程名称：物流系统建模与仿真实验名称：流水线仿真系统专业：11级物流管理姓名：XX XX XX学号：201-----实验地点：管理学院办公楼四楼实验室实验时间：年月日指导教师：一、实验目的（1）part、machine、conveyor、labor 实体元素、variable 逻辑元素的使用；（2）掌握可视化输入、输出关系的建立；（3）掌握report 工具栏的使用和分析，并根据分析，进行系统优化设计二、实验设备Witness 2008Educational Version 、PC机一台三、实验内容1、学习元素的定义2、学习各元素可视化的设置3、学习各元素细节的设计4、运行模型四、实验步骤1.构建第一阶段（Stage1.mod）模型1)定义元素定义如下图所示的几个元素：2)建模元素详细设计这一阶段主要是输入机器加工时间、改变元素的名字3)建立元素之间的逻辑规则各个元素之间链接的逻辑规则，规则输入可以通过以下两种方法：一是通过工具栏和鼠标，一是通过元素细节对话框。

下面以机器为例：点击选中Weigh图标，然后单击element工具栏中的visual input rule图标，出现input rule for weigh 对话框：规则文本框的缺省值为pull――；在规则文本框中输入“PULL Widget out of WORLD”，定义了机器Weigh 加工完成一个Widget 之后，从本系统模型的外部WORLD 处拉进一个Widget 进行加工。

规则定义结果显示如图4)运行模型模型运行100 分钟会有19widgets 被加工完成。

2.构建第二阶段（Stage1.mod）模型1)本阶段需要添加的机器为清洗（wash）、加工（produce）、检测（inspect），添加的输送带为C1、C2、C3，同时添加了一个逻辑元素――变量output，用于动态显示模型中加工完成的小零件的数量。

机器及输送带的名称见本阶段最后的图示，除去Wash加工时间为4外，其他机器的加工时间为3。

传送带的移动速度为0.5。

2)在designer elements 窗口点击Vinteger(整数变量)图标，创一个变量用来记录和显示Inspect 机器的产量。

并将其命名为Output。

其细节实现为：♦选中Inspect 机器，双击其图标；♦点击细节对话框中actions on finish 按钮；♦在规则编辑框中输入语句：output=output+1；3)键入控制零件流的输入和输出规则，与Stage1类似。

3.构建第三阶段（Stage1.mod）模型在本阶段中，将假设Produce 机器每加工完五个零部件就需要进行一次刀具的调整，调整时需要人员来参与，调整时间为12 分钟。

构建本阶段模型需要在stage2的基础上，向模型中添加Labor元素，设置Produce机器的调整属性。

1）机器setup 页框说明Setup页框说明如图所示：2）添加和设计labor 型元素♦从designer elements 窗口中找到labor 元素将其加入模型；♦双击labor001 图标得到元素明细对话框；♦将其名字改为Operator,即labor→Operator。

3）加工机器调整设置（Machine Produce Setup detail）♦双击Produce 图标得到对话框；♦从对话框中选择setup 页框；♦点击add/remove…按钮进行调整的详细信息设置，本例中添加一个调整描述setup Description：Setup Number 1；♦点击OK 确认，返回setup 页框；♦设置setup Number 1 如下：调整模式setup mode：no.of operations；调整间隔次数No.of：5；调整时间setup time：12.0；labor 设定过程为：选择labor rule 按钮，在编辑框中输入规则。

默认值为NONE，输入“operator”。

加工完成的widgets 的数量将会下降到12。

修改机器的调整时间值，结果可能为13widgets。

4.构建第四阶段（Stage1.mod）模型假设Produce 机器在工作一定的时间后，可能会发生意外的抛锚，其时间间隔服从均值为60 分钟的负指数分布；每当机器抛锚时，都需要人员对它进行维修，维修过程所持续的时间受到故障诊断时间、故障排除的难易程序、维修人员的生理和心理状态的影响，呈现随机波动性，统计数据表明维修时间服从均值为10 分钟、标准差为 2 分钟的对数正态分布。

1)机器breakdown 页框说明2)produce 机器故障细节的设计双击Produce 机器图标，选择Breakdown 页框；点击add/remove 按钮，用add 项添加故障项目，缺省值breakdown number 1；将breakdown mode 改变成busy time；点击labor rule 按钮输入需要的规则；删除默认值输入operator；点击edit labor rule 对话框中的OK 键确认；3)将鼠标移到breakdown interval 窗口的time between failures 字段，现在可以使用assistant 工具栏，点击view/toolbars 菜单将其激活，然后点击assistant。

点击assistant 工具栏中的distributions 按钮选择NEGEXP 分布，点击prompt 按钮输入如下参数：Mean=60,PRN stream=1点击OK 确认点击repair time点击assistant 工具栏中的distributions 按钮点击Lognorml 分布，然后点击prompt输入以下参数：Mean=10,Standard Deviation=2,PRN stream=24)运行结果如图所示：5.构建第五阶段（Stage1.mod）模型1）添加新元素并进行相应的设计双击C2 图标显示C2 明细对话框，♦输入数量quantity：2；♦点击OK 确认双击Produce 图标，显示明细对话框♦输入数量quantity： 2 ；2）系统变量N ：保存当前元素下标的整型变量。

为了实现Produce(1)仅仅向C2(1)“拉”零件来加工，Produce(2)仅仅向C2“拉”零件来加工，需要进行下面的步骤：♦双击Produce 机器图标显示general detail 对话框；♦点击对话框中的From…按钮，弹出机器的输入规则编辑框如图 5.10 所示；♦输入规则“PULL from C2(N) at Front” ；♦点击OK 确认。

同时WASH机器上零件清洗完毕之后，将输出到C2两条链上队列较短的输送链上。

规则设计操作如下：♦双击WASH 显示general 细节对话框；♦点击output 窗口的To 按钮；♦删除窗口顶部的默认规则，输入：Least PARTS C1(1),C2(2) ；♦点击OK 键确认；♦点击OK 确认以上操作。

3）模型运行与分析生产了94 个widgets，比stage4 增长了30.5％；Operator 只有38%的闲置时间，工作效率提高了 3.5 个百分点；统计widget 可以看出Ave W.I.P 为5.39，Ave Time 为36.58，分别是stage4的61.3％和53.4％。

6.构建第六阶段（Stage1.mod）模型下面尝试增加produce 机器抛锚的维修时间Repair time，观察模型维修时间值的改变对产量的的敏感性。

双击Produce 图标显示明细对话框；选择Breakdown 页框，将Repair time 的均值由原来的10 增加到20，如下:♦LOGNORML(20,2,2)再在batch 模式下运行模型500 时间单位（运行前复位），然后检查输出结果统计报表：一共生产了93 个widgets；Operator 有17%的闲置时间；由结果可知维修时间均值从10 增加为20，只对产量产生很小的影响。

下面考虑继续提高维修时间均值。

双击Produce 图标显示general 细节对话框；选择repair time 将平均时间由20 改为30，如下:♦LOGNORMOL（30，2，2）在batch 模式下运行模型500 时间单位，检查输出记录：共生产了83 个widgets；Operator 闲置时间为8%；从结果中可以看出Produce 机器的repair time 在20mins 以内变化时，产量相应变化不敏感；当超过20mins 时，repair time 的变化将引起产量的较大变动，所以repair time 范围应该尽量控制在20mins 以下。

五、感想和体会之前在“物流运作管理”那门课中就已经学习过了Witness软件的使用，因此当再次接触这个软件的时候不会像原来那样不知所措。

这次上机实验之后，对witness的运用更加灵活，尽管许多东西都是按照“指南”一步一步做下来的，但是一些原有的问题得到了解决，对一些软件的实现原理，合理性与不足有了更多和更深的认识。

比如，对于给元素建立逻辑关系，之前的做法大多是通过编写代码实现的，尽管在这次实验中也有很多步骤需要用代码实现，但是它也提供了一种更加直观的方法，即通过软件提供的更加形象的工具实现。

此外，这次试验加深了我对witness在生产中的重要作用。

通过合理的初始条件对现实的生产作业进行模拟，根据模拟结果对现实生活中的作业提供依据，有利于企业认识到生产中存在的问题，促使企业调整生产计划，从而降低成本，提高企业的利润。

10。