Witness物流系统建模和仿真
第八章_Witness建模与仿真实例4
四、系统仿真模型的设计
9、对Part元素Basket的细节设计 Type:Active Input to Model.Inter Arrival: 1.0 Input to Model(To…) ： PUSH to BQ Maximum:30 10、对Attribute元素GoodQty的细节设计 Type:Group Integer:1 11、对Variables元素X的细节设计 Quantity:1 12、对Machine元素Shouhuo的细节设计 Priority:Lowest Type:Single Input.From…: PULL from Co1 at Front Cycle Time = 10 Output.TO…: PUSH to Market
IF x < 0.2
GoodQty = 5
ELSEIF x < 0.5
GoodQty = 10
ELSEIF x < 0.9
GoodQty = 15
ELSE
GoodQty = 20
ENDIF
四、系统仿真模型的设计
7、对Buffer元素QutB的详细设计 Capacity=1000
8、对Machine元素CheckOut的详细设计 Quantity:4 Type:Production Priority:Lowest Input.From…: PULL from QutB Actions on Input: V4 = V4 + 4 Cycle Time = 10 * GoodQty + 25 Output Production:1 Part Type:Basket Output.TO…: PUSH Customer to SHIP，Basket to BQ
建模仿真 witness 第2章
物流系统建模 与仿真
平均等待时间=顾客在队列中等待的总时间/总顾 客数
顾客必须在队列中等待的概率=等待的顾客数/总 顾客数
图2-4 进行多次采样的蒙特卡 罗方法计算单位圆面积的值
物流系统建模 与仿真
2.2.2 蒙特卡罗方法的应用
应用蒙特卡罗方法进行仿真分析的原理
利用各种不同分布随机变量的抽样序列来仿真实 际系统的概率模型，给出问题数值解的渐近统计 估计值。
要点如下 对问题建立一个简单且便于实现的概率统计模型， 使要求的解恰好是所建模型的概率分布或数学期 望；
09～23 29～68 67～82
24～43 69～88 83～94
程图。它表示系统如何对这个事件进行处 理、执行。
物流系统建模 与仿真
“离开事件”流程图（简化版）
离开事件
服务员变成Idle No
有其它顾客吗？
Yes
从队列中移出顾客
图4.1 离开事件（服务完成）的流程图
物流系统建模 与仿真
到达事件”流程图（简化版）
到达事件
开始服务顾客 No
服务员忙吗？
Yes 顾客进入队列排队
利润=销售收入-报纸成本-额外需求的利润损失+报 废报纸的回收费
物流系统建模 与仿真
需求
40 50 60 70 80 90 100
报纸类型 良 中 差
表2-15 每天报纸需求量的分布
需求概率分布
良
中
0.03
0.10
0.05
0.18
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visualinput 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。
供应链系统“牛鞭效应”WITNESS仿真建模与优化分析
一、 基于“牛鞭效应”的物流供应链系统优化设计针对一个特定的供应链进行分析，供应链中共有四个角色，制造商，分销商，批发商，零售商。
在此供应链中由于出货时间延迟、资讯不足等情况会产生由于消费者需求的小幅变动，而通过整个系统的加乘作用将产生很大的危机，即首先是大量缺货，整个系统订单都不断增加，库存逐渐枯竭，欠货也不断增加，随后好不容易达到订货单大批交货，但新收到订货数量却开始骤降的情况。
也就是我们所说的”牛鞭效应”。
1.1供应链结构供应链是由供应商,制造商,分销商,零售商,顾客等组成的一条以物流，信息流为内容的相互影响,相互作用的响应链条。
而各个物流单元之间用通讯和运输相联系。
当普通消费者向零售商提出自己的需求以后，零售商会通过供给相应数量的商品来满足顾客的需求，这样就会造成零售商库存水平的变化。
零售商根据这个变化，并结合自身的情况对未来市场进行预测，从而向批发商发出一定量的定货需求，同时，批发商也会根据自己的库存情况以及下游零售商的订单情况，对其上家分销商发出相应的订单，分销商也会根据自己的库存情况以及下游批发商的订单情况，对其上家制造商发出相应的订单。
所以，分销商的定货情况会直接影响制造商的生产安排和计划。
这就是整个供应链的过程，这个过程也简单地构成了的供应链，如图1.1所示图1.1供应链各成员示意图需要说明的是，各个环节的订单发出后到执行本订单，都会产生一定的时延，因为在流通企业接到订单以后，必然需要花费一段时间完成订单处理、生产组织以及运输作业等工作，而制造商虽然不需要向上游发出订单，但是也有一定的生产周期。
1.2供应链运作策略在本供应链中规定，生产商，分销商，批发商，零售商的起始库存分别为20，30，40，50箱，订货提前期为三个周期每个周期内有八个工作日，假定所有的商家在每个周期的第一个小时检查库存，如果库存量小于等于零那么则开始订货，订货的策略采用移动平均法，客户的要求采用随机函数。
并且上游企业要最大限度的满足下游企业的订货，如果本次订货没有满足，则要在下次的发货中补齐上次的欠货。
(完整版)系统建模与仿真实验报告
实验1 Witness仿真软件认识一、实验目的熟悉Witness 的启动；熟悉Witness2006用户界面；熟悉Witness 建模元素；熟悉Witness 建模与仿真过程。
二、实验内容1、运行witness软件，了解软件界面及组成；2、以一个简单流水线实例进行操作。
小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。
执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。
小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。
三、实验步骤仿真实例操作:模型元素说明：widget 为加工的小部件名称；weigh、wash、produce、inspect 为四种加工机器，每种机器只有一台；C1、C2、C3 为三条输送链；ship 是系统提供的特殊区域，表示本仿真系统之外的某个地方；操作步骤：1：将所需元素布置在界面：2：更改各元素名称：如;3:编辑各个元素的输入输出规则：4:运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。
5:仿真结果及分析：Widget：各机器工作状态统计表：分析：第一台机器效率最高位100%，第二台机器效率次之为79%，第三台和第四台机器效率低下，且空闲时间较多，可考虑加快传送带C2、C3的传送速度以及提高第二台机器的工作效率，以此来提高第三台和第四台机器的工作效率。
6：实验小结：通过本次实验，我对Witness的操作界面及基本操作有了一个初步的掌握，同学会了对于一个简单的流水线生产线进行建模仿真，总体而言，实验非常成功。
实验2 单品种流水线生产计划设计一、实验目的1.理解系统元素route的用法。
2.了解优化器optimization的用法。
3.了解单品种流水线生产计划的设计。
4.找出高生产效率、低临时库存的方案。
二、实验内容某一个车间有5台不同机器，加工一种产品。
该种产品都要求完成7道工序，而每道工序必须在指定的机器上按照事先规定好的工艺顺序进行。
witness建模及仿真实验指导书
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！建模与仿真实验指导书Modelling and Simulation Experiment Instruction Book编者：李美玲教务处2011 年 9月目录建模与仿真实验要求.................................................................... 错误！未定义书签。
实验一流水线仿真系统............................................................ 错误！未定义书签。
实验二单服务台排队系统仿真................................................ 错误！未定义书签。
实验三库存系统仿真................................................................ 错误！未定义书签。
实验四生产线物流路径系统及物流成本分析 ........................ 错误！未定义书签。
实验五配送中心系统仿真设计................................................ 错误！未定义书签。
实验六连续系统仿真—液体灌装线仿真设计 ........................ 错误！未定义书签。
实验七供应链系统的仿真设计与改善.................................... 错误！未定义书签。
实验八装卸服务中心人员调度仿真系统设计 ........................ 错误！未定义书签。
实验九混合流水线系统仿真设计............................................ 错误！未定义书签。
建模与仿真实验要求一、实验目的本实验是与《建模与仿真》课程相配合的实践教学环节。
基于witness的厂区物流系统仿真与分析
很 大 的相似性 。基于 Ｗｉ ｅｓ 真 建模 主 要 步骤 为 ： ｔ ｓ仿 ｎ 首
先定 义构 成 系统 的基 本 单 元 模 块 ， 仿 真 系 统 中的 一 即 些静 态实 体 ， 如物 流 系 统 中 的 运 输设 备 、 存 设 备 、 缓 装 卸工 位 、 运设 备 、 存 区域 等 ； 后 对 通 过 模 块 的 动 搬 库 然 态实 体 （ 如车 辆 ） 行 进 的 路 线 进 行 定 义 ， 物 流 系 统 所 在 中是 指物 流车 辆 的 流 向 、 卸 人 员 的移 动或 者 各 个 模 装
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｈ ｄｉ ｇ ａ ｄ ｔａ ｐｏ ｔｔｏｎ； ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｎ ｎ ｎ ｒ ｎｓ ｒａ ｉ ａ ｌ ｓｍｕｌｔｏ ｏ ｅ ； ｐｔ ｉａ ｉｎ；ｗ ｏ ｋ ｔ ｔｏ ｓ ｃ ｎｆ ｒｔｏ ａ ｉｎ ｍ ｄ ｌ ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｍ ｒ ｓ ａｉ ｎ ｏ ｉ ｕ ｇ ａ ｉｎ
好 局面 。 因此 ， 企业 管理 层 开始 考虑 扩 大 生产规模 ， 初 步提 出新增 多条 生产 线 的方 案 。生产 线 的增 加 势必 带 来仓库 产成品数量 的增加 以及原 材料 需求 的增加 ； 另一 方面， 由于厂 区面积 以及库 存 容量 的限制 ， 求 物流 系 要 统要把 当天的产品运 出厂 区 ， 并且要 把所 有原 材料 准时 运到仓库 指定位置 。因此 ， 给定数 量 的物流 车辆 能否 在
何配置相应 的资源才能使得 花费的时 间最 短。
２ 厂 区物 流 系统 仿 真 建 模
为 了实 现 厂 区 内物 流 状 况 的预 先 模 拟 、 时再 现 实 和对 仿真过 程进 行实 时干 预 ， 用 Ｗｉ ｅｓ 真系 统对 应 ｔ ｓ仿 ｎ
为此 ， 文 以某 包 装 企业 厂 区 内的 物流 系统 为研 本 究对 象 ， 利用 ｗｔｅｓ 真工 具 建 立 了从 厂 门 口到 仓 库 ｉ ｓ仿 ｎ
系统建模与仿真
系统建模与仿真实验指导书南京财经大学2010．12目录第一章WITNESS简介.................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 Witness 2008 用户界面 .................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 WITNESS建模元素.......................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 WITNESS建模与仿真过程.............................................................................. 错误!未定义书签。
第二章Witness随机分布函数 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
2.1 伪随机数流PRNS ............................................................................................ 错误!未定义书签。
2.2 随机分布函数详解........................................................................................... 错误!未定义书签。
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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visualinput 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,PRNstream=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 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。