系统建模与仿真课程设计
系统建模与仿真教学设计

系统建模与仿真教学设计系统建模与仿真是现代工程领域中应用广泛的技术方法。
本文将探讨如何进行系统建模与仿真教学设计,从而帮助学生在学习的过程中更好地掌握这一领域的知识和技能。
一、教学目标本课程的教学目标主要包括以下几点:1.了解系统建模与仿真的基本理论及其在工程领域中的应用;2.掌握基于MATLAB/Simulink平台进行系统建模与仿真的基本方法与技巧;3.能够利用系统建模技术解决工程领域中的实际问题。
二、教学内容和流程1. 教学内容本课程的教学内容主要包括以下几方面:1.系统建模与仿真的基本理论;2.基于MATLAB/Simulink实现系统建模与仿真的基本方法和流程;3.工程领域中的实际问题案例分析。
2. 教学流程本课程的教学流程可以分为以下几个环节:1.理论讲解:讲解系统建模与仿真的基本理论和方法;2.示例演示:通过几个简单的示例演示如何基于MATLAB/Simulink进行系统建模与仿真;3.案例分析:分析几个实际工程领域中的案例,通过实例帮助学生理解和掌握系统建模与仿真的应用。
三、教学方法本课程的教学方法主要采用以下几种:1. 讲授式教学讲授式教学是本课程的主要教学方法,通过教师的讲解帮助学生建立系统建模与仿真的基本概念和理论。
2. 实践式教学实践式教学是帮助学生掌握系统建模与仿真的重要途径。
通过实操,学生能够更深入地理解学过的理论知识,从而更好地掌握和应用系统建模与仿真的方法和技术。
3. 交互式教学交互式教学是本课程教学中的重要手段之一,可以有效提高学生的学习积极性和主动性。
通过与教师互动和讨论,学生可以更好地理解和掌握系统建模与仿真的知识。
四、教学评估为了更好地评估学生在系统建模与仿真课程中的学习情况,本课程将采用以下评估方式:1.期末考试:期末考试主要考察学生对系统建模与仿真的基本理论和方法的掌握程度;2.课程作业:布置一些系统建模与仿真方面的作业,以帮助学生巩固所学知识;3.实验报告:学生进行一些实验,编写实验报告,以检验学生能否运用所学知识解决实际问题。
系统建模与仿真课程设计

系统建模与仿真课程设计一、课程目标系统建模与仿真课程设计旨在让学生掌握以下知识目标:1. 理解系统建模与仿真的基本概念、原理和方法;2. 学会运用数学和计算机工具进行系统建模与仿真;3. 掌握分析、评估和优化系统模型的能力。
技能目标:1. 能够运用所学知识对实际系统进行建模;2. 独立完成仿真实验,并对结果进行分析;3. 能够针对具体问题提出合理的建模与仿真方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的团队合作意识,提高沟通与协作能力;2. 激发学生对科学研究的兴趣,培养创新精神和实践能力;3. 增强学生的社会责任感,使其认识到系统建模与仿真在解决实际问题中的价值。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,将目标分解为以下具体学习成果:1. 掌握系统建模与仿真的基本概念和原理,能够解释现实生活中的系统现象;2. 学会使用数学和计算机工具进行系统建模与仿真,完成课程项目;3. 能够针对实际问题,运用所学知识进行分析、评估和优化,提出解决方案;4. 培养团队协作能力,提高沟通表达和问题解决能力;5. 增强对科学研究的好奇心和热情,树立正确的价值观。
二、教学内容根据课程目标,本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 系统建模与仿真基本概念:介绍系统、建模、仿真的定义及其相互关系,分析系统建模与仿真的分类和特点。
2. 建模方法与仿真技术:讲解常见的建模方法(如数学建模、物理建模等)及仿真技术(如连续仿真、离散事件仿真等),结合实例进行阐述。
3. 建模与仿真工具:介绍常用的建模与仿真软件,如MATLAB、AnyLogic 等,并指导学生如何使用这些工具进行系统建模与仿真。
4. 实践项目:设计具有实际背景的系统建模与仿真项目,要求学生分组合作,运用所学知识完成项目。
教学内容安排如下:第一周:系统建模与仿真基本概念,引导学生了解课程内容,激发学习兴趣。
第二周:建模方法与仿真技术,讲解理论知识,结合实例进行分析。
系统建模与仿真课程设计python

系统建模与仿真课程设计python一、课程设计简介本次课程设计的主题为“系统建模与仿真”,采用Python语言进行编程。
该设计旨在让学生通过实践掌握系统建模和仿真的基本方法和技能,提高学生的编程能力和综合素质。
二、课程设计目标1.掌握系统建模的基本概念和方法;2.了解并使用Python语言进行程序编写;3.掌握常见的仿真算法和技术;4.通过实践提高学生的编程能力和综合素质。
三、课程设计内容1.系统建模基础知识(1)系统概念及其分类;(2)系统建模方法与步骤;(3)常见数学模型及其应用。
2.Python语言基础知识(1)Python语言特点及其优势;(2)Python程序结构及其语法规则;(3)Python常用数据类型及其操作。
3.基于Python的仿真算法与技术(1)离散事件仿真(DEVS)算法;(2)蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真算法;(3)Agent-Based Modeling(ABM)仿真技术。
四、课程设计流程1.理论讲解:授课老师将为学生介绍系统建模的基本概念和方法,Python语言的基本知识,以及常见的仿真算法和技术。
2.程序编写:学生将根据授课老师的指导,使用Python语言编写程序,并进行调试和测试。
3.仿真模型设计:学生将根据所学知识,设计并实现一个仿真模型,并对其进行仿真分析。
4.报告撰写:学生将根据所完成的课程设计内容,撰写一份完整的报告,并进行展示和答辩。
五、课程设计评估1.程序设计评分:评估学生程序编写的质量和效率;2.仿真模型评分:评估学生所设计的仿真模型是否符合实际需求,并能够进行有效的仿真分析;3.报告评分:评估学生报告撰写质量、表达能力和思路清晰度等方面。
六、总结通过本次课程设计,学生将掌握系统建模与仿真的基础知识和技能,同时也能够提高Python编程能力。
此外,该课程还有助于培养学生解决实际问题的能力和创新精神。
5系统建模与仿真课程设计、学年论文教学大纲参考模板

生产系统建模与仿真课程设计制定依据:本大纲根据2014版本科人才培养方案制定(五号宋体,20磅,下同)课程编码:J6313744周数:2周学分数:2学分适用专业:工业工程先修课程:系统建模与仿真考核方式:考查一、课程设计的目的与作用建模与仿真课程设计是建模与仿真课程的一门实践课程,其目的在于了解仿真建模的一般概念、离散事件系统以及工业工程系统仿真的主要工作内容,掌握仿真建模的方法、仿真模型的设计和实现,掌握仿真结果的分析手段,了解仿真模型的校验方法等,提高运用仿真手段分析和解决实际管理问题的实践能力。
该实践课应注重培养学生从分析问题、建立模型、仿真求解、方案分析比较以及模型校验和评价的一系列过程的全面训练,从而达到培养学生系统分析和独立解决工业工程技术问题的能力。
课程设计的任务是针对一抽象简化后的实际工业工程系统管理决策问题,应用所学的理论与方法,进行仿真建模和求解。
二、设计内容与基本要求课程设计的内容是应用所掌握的系统仿真基础、仿真软件工具、数理统计和程序设计基础的基本知识,自行选择某一案例问题,并应用仿真软件工具(例如flexsim等)对该实际问题进行仿真建模求解,从而解决某些实际管理中的问题。
每人负责对一个分配的实际系统进行仿真模型的设计与实现、仿真程序运行、仿真结果的分析,改进等4部分工作。
最后要求提交详细的课程设计文档(电子版和打印稿各一份),并以组为单位进行答辩。
设计文档要求层次清楚、整洁规范、不得相互抄袭。
三、课程设计指导方式课程设计时间为2周,17周和18周。
每天上班时间在专门的课程设计教室做当面指导。
指导过程中,要做好以下安排,步骤安排如下:(1)班内每学生按公平原则选择合适的课程设计题目。
(2)根据所选题目,查阅建模与仿真相关文献资料。
(3)确定合理的设计进度计划和设计方案,包括问题分析、仿真建模、仿真分析、模型验证等。
(4)仿真优化与分析。
(5)撰写课程设计文档。
四、考核方式与评分办法课程设计报告主要从逻辑结构、内容详尽程度、模型合理性、报告规范性与质量等方面进行评价。
武汉理工大学工业工程--生产系统建模与仿真课程设计说明书

生产系统建模与仿真课程设计1.设计一题目:经过8道工序加工相同的8个零件,每道工序只有一台加工设备,每道工序时间分别为12 min, 5 min, 15 min, 7 min, 9 min, 11 min, 22 min, 5 min,请分别用顺序移动方式、平行移动方式、平行顺序移动方式对生产过程进行仿真,输出三种方式的总加工时间、总设备等待时间、总设备闲置时间,以及Flexsim 仿真结果,并绘制工序图,将不同移动方式进行比较与分析。
1.1顺序移动方式进行加工顺序移动方式:每批零件在前道工序完成后,再整批转移到下一道工序加工顺序移动进行方式加工,它的最大的优点是没有等待时间,零件是批量的进行加工,即在每道工序全部加工完成之后,在进行下一道工序的加工,一旦加工设备启用,没有多余的空闲时间,但是这样会造成设备的闲置时间过长,整个加工的周期也随之变长。
1.1.1工序图:第一道工序:第二道工序: t1第三道工序: t2第四道工序: t3第五道工序: t4第六道工序: t5第七道工序: t6第八道工序: t71.1.2时间计算:总加工时间:688分钟设备等待时间:0设备闲置时间:96+136+256+312+384+472+648=2304分钟1.1.3 Flexsim仿真结果:(图表)下面这个表就反映了制作Flexsim仿真时所需的相关的数据,Processor3到Processor17,是所选用加工零件设备的编号,因为还包括相关的缓冲设备,既Queue,每个Processor的后面都会有一个Queue作为每道工序加工加完了的零件的存储,同时它也是进行下一道工序的零件的来源。
所以Processor编码的顺序不是一个接着一个的。
由于顺序移动方式是批量的加工,每道工序是加工8个零件,其中每个零件在加工设备上的停留时间也就是加工时间为图表中的最后的三列。
1.2平行移动方式进行加工平行移动:每个零件在前道工序完成以后,立即转移到后道工序继续加工。
系统建模与仿真课程设计

系统建模与仿真课程设计1. 引言系统建模与仿真是一门重要的工程技术,广泛应用于工业、制造、军事、医疗等领域。
系统建模与仿真旨在通过研究和模拟现有的系统,从而加以优化和改进,从而更好地满足用户需求。
本文将对系统建模与仿真课程的设计进行介绍和讨论。
2. 课程目标本课程旨在通过教学和实践,让学生掌握系统建模和仿真的基本原理和方法,能够利用建模工具进行系统的建模、仿真和分析,从而提高工程技术能力。
3. 课程内容本课程包含以下内容:3.1 系统建模基础主要介绍系统建模的基本概念、方法和应用场景,包括:•系统和子系统的定义,如何确定系统边界和系统需求•系统建模的分类和目的,如何选择适合的建模方法•系统建模的过程和工具,如何进行系统建模和从建模数据中获取信息•系统建模的质量和评估,如何保证模型正确性和可靠性3.2 系统仿真基础主要介绍系统仿真的基本概念、方法和应用场景,包括:•仿真的分类和应用,如何用仿真方法解决复杂问题•仿真的过程和工具,如何进行仿真实验和获取仿真结果•仿真结果的评估和分析,如何对仿真结果进行统计分析和数据挖掘3.3 系统建模与仿真综合案例通过实践项目解决实际问题,包括:•给定特定问题场景,学生需要自行选择建模方法,构建系统模型,并进行仿真与分析•进行查找资料、设计方案,完善仿真模型、仿真结果分析和出报告等工作4. 教学方法本课程采用“理论讲解与实践结合”的教学方式,主要采用以下教学方法:4.1 讲授理论分析系统建模与仿真理论,关注实用性和应用场景,让学生了解基本概念、方法和工具。
4.2 课程实践使用典型工具进行实践,让学生掌握软件的操作流程,学会练习建模和仿真实验,并了解数据分析的基本方法。
4.3 案例分析以课程案例为例,分析系统建模与仿真的具体实施步骤,让学生了解如何进行系统建模和仿真实验。
5. 实践项目本课程要求学生完成一项实践项目,主要包括以下内容:•根据题目要求,学生需要自行选择建模方法,构建系统模型,并进行仿真与分析•进行查找资料、设计方案,完善仿真模型、仿真结果分析和出报告等工作实践项目将占据本课程总成绩的50%以上,是课程的重要组成部分。
系统建模与仿真课程设计

系统建模与仿真课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解系统建模与仿真的基本概念,掌握建模与仿真的基本原理;2. 使学生掌握运用数学模型描述实际问题的方法,提高解决实际问题的能力;3. 帮助学生了解不同类型的建模与仿真方法,并能够根据实际问题选择合适的建模与仿真方法。
技能目标:1. 培养学生运用计算机软件进行建模与仿真的操作能力;2. 提高学生分析问题、解决问题的能力,使学生能够独立完成简单的系统建模与仿真实验;3. 培养学生的团队协作能力,能够与他人合作完成复杂的系统建模与仿真项目。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对系统建模与仿真的兴趣,培养学生主动探索、勇于创新的科学精神;2. 培养学生具备严谨、求实的学术态度,提高学生的学术素养;3. 引导学生关注建模与仿真在工程技术领域的应用,增强学生的社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合,使学生在掌握基本知识的基础上,提高实际操作能力。
课程目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习,学生将能够运用所学知识解决实际问题,为未来的学术研究和职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 系统建模与仿真基本概念:包括系统、模型、仿真的定义及其相互关系,介绍建模与仿真的发展历程;2. 建模与仿真原理:讲解建模与仿真的基本原理,如相似性原理、逼真度原理等;3. 数学模型构建:介绍常用的数学模型及其构建方法,如差分方程、微分方程等;4. 建模与仿真方法:分析不同类型的建模与仿真方法,如连续系统仿真、离散事件仿真等;5. 计算机软件应用:介绍常用的建模与仿真软件,如MATLAB、AnyLogic 等,并进行实际操作演示;6. 系统建模与仿真实践:结合实际案例,指导学生运用所学知识进行系统建模与仿真实验;7. 教学内容安排与进度:按照教材章节顺序,制定详细的教学大纲,明确各章节的教学内容和进度。
系统建模与仿真第二版教学设计

系统建模与仿真第二版教学设计一、课程简介本课程主要介绍系统建模与仿真的基本概念、方法和工具,包括系统模型的描述和表示、模型的求解和仿真、模型的验证和优化等方面。
通过本课程的学习,学生将掌握建立、分析和改进复杂系统的能力,同时还能提高自己的实际模拟和仿真技能。
二、课程目标•掌握系统建模与仿真的基本概念、方法和工具;•熟练掌握建立系统模型的技巧;•熟悉系统模型求解和仿真的基本方法;•掌握模型验证和优化的方法;•能够独立完成系统建模与仿真项目。
三、教学内容及安排3.1 教学内容1.系统建模与仿真的基本概念2.系统模型的描述和表示3.系统模型的求解和仿真4.模型的验证和优化5.多学科仿真的方法与实例介绍3.2 教学安排•第1-2周:系统建模与仿真的基本概念及应用介绍•第3-4周:系统模型的描述和表示•第5-6周:系统模型的求解和仿真•第7-8周:模型的验证和优化•第9-10周:多学科仿真的方法与实例介绍四、教学方法4.1 教学形式本课程采用面授与实践相结合的教学方法,注重理论与实际案例的结合。
课堂授课辅以实例演示、学生讨论和实践操作。
此外,教师还将邀请相关行业和企业专家分享实际项目中的系统建模与仿真的实践经验和应用案例。
4.2 教学手段•面授•实例演示•学生讨论•实践操作•实际项目案例分享五、考核方式本课程采取综合评估的考核方式,包括平时考核和期末考试两个环节:5.1 平时考核(占总评成绩40%)包括课堂笔记、作业完成情况、实验报告等。
5.2 期末考试(占总评成绩60%)考试形式为闭卷笔试,内容涵盖课程的全部内容。
六、参考教材1.《系统建模与仿真》,杨雪峰,国防工业出版社,2011年版。
2.《建模与仿真 - 现代仿真方法与工具》,朱逸民,高等教育出版社,2012年版。
3.《系统仿真与建模》,罗君,清华大学出版社,2013年版。
七、教学团队本课程由计算机科学与技术学院教师李华担任主讲,搭配行业界专家共同教授,使得学生既能够系统性地掌握系统建模与仿真的理论知识,又能够跟进实际项目中的实践经验和应用案例。
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生产系统建模与仿真课程设计任务书问题描述:系统由四台加工中心、两个托盘及装夹工具A 和B 、一套搬运轨道和小车、一个工件装夹区组成,其布局如图1所示。
系统所包含的主要时间类别及大致时间如下:(1) 工件安装时间。
是指待加工工件装夹并固定在托盘上的时间,由于模具工件均为长方体,因此,该时间稳定在3mins 左右。
(2) 小车等待时间。
工件安装完成后,如机床都在工作状态,则小车需等待有机床完成工作后,开始运出待加工工件。
该等待时间不是固定的值,需要计算得出。
(3) 机床等待时间。
当有多个机床处于空置状态时,由于运输容量的限制,有的机床就处于空置等待状态,该状态所经历的时间,就是该机床的等待时间。
(4) 工件运出时间。
将已安装好工件的托盘,从安装区运出至数控设备。
大约2mins 。
(5) 更换托盘时间。
将设备上装载已加工好的零件的托盘与小车上装载待加工工件的托盘进行更换。
大约需要1min 。
(6) 工件运回时间。
更换托盘后,将载有已加工好的工件的托盘运回安装区,并卸载。
大约需要3mins 。
图1 系统布局图设计内容:1 任务队列如表1所示,计算该队列条件下的任务总完成时间、四台设备各自的设备等待时间,绘制四台设备的工序图。
2 对任务队列进行排序优化,阐述优化的思路和方法,计算优化后的任务总完成时间、四台设备各自的设备等待时间,绘制四台设备的工序图。
A: 2*10+QQ号第2位。
B: 3*12+QQ号第1位。
目录一、课程设计背景 (1)二、问题分析 (2)2.1初步分析 (2)2.2原始条件分析 (2)2.3小车运动分析 (2)2.4加工中心加工分析 (3)2.5运动分析原则 (3)2.6时间分析 (3)三、原始加工顺序分析 (3)3.1原始加工顺序工序图 (4)3.2原始数据分析 (4)四、目标优化 (5)4.1原始加工零件时间分析 (5)4.2优化分析思路 (5)4.3优化过程 (5)4.4选择原则 (7)4.5加工顺序表 (7)4.6优化后的零件工序图 (7)4.7优化后零件的时间指标 (7)五、优化方案的结果分析 (8)5.1优化结果比较 (8)5.2优化结果分析 (8)六、小结 (9)七、参考文献 (9)一课程设计背景工厂某车间系统由四台加工中心、两个托盘及装夹工具A和B、一套搬运轨道和小车、一个工件装夹区组成,其布局如图1所示。
系统所包含的主要时间类别及大致时间如下:(1) 工件安装时间。
是指待加工工件装夹并固定在托盘上的时间,由于模具工件均为长方体,因此,该时间稳定在3mins左右。
(2) 小车等待时间。
工件安装完成后,如机床都在工作状态,则小车需等待有机床完成工作后,开始运出待加工工件。
该等待时间不是固定的值,需要计算得出。
(3) 机床等待时间。
当有多个机床处于空置状态时,由于运输容量的限制,有的机床就处于空置等待状态,该状态所经历的时间,就是该机床的等待时间。
(4) 工件运出时间。
将已安装好工件的托盘,从安装区运出至数控设备。
大约2mins。
(5) 更换托盘时间。
将设备上装载已加工好的零件的托盘与小车上装载待加工工件的托盘进行更换。
大约需要1min。
(6) 工件运回时间。
更换托盘后,将载有已加工好的工件的托盘运回安装区,并卸载。
大约需要3mins。
图1 系统布局图现有20个加工任务,加工时间如下表所示:二问题分析2.1初步分析根据整个系统运作的方式分析来看,显而易见,任务加工顺序不同的话,那么小车利用情况就会不同,整个系统的加工时间也会不同,所以就需要找提出一种合理的加工方案,使小车得到充分的利用,使整个系统的加工时间和等待时间最少。
2.2原始条件分析有一辆小车和四台机工设备,有6个托盘。
在加工开始前,工件装夹区有两个托盘,四台加工中心分别有一个托盘,上面放着前一个班次加工完的零件。
也就是说刚开始加工时,小车到达加工中心时需要更换托盘,然后把加工完成的零件运回。
同时装夹区的工人可以对另外一个托盘进行安装,当小车返回后可以直接从装夹区运出装有待加工零件的托盘。
2.3小车运动分析加工的过程中,小车的运动过程可以分为以下几个阶段:1、小车接收到加工中心的信号,准备开始运动2、从装夹区运出待加工零件的托盘,用时2分钟3、到达加工中心,更换托盘,用时1分钟4、运回已加工零件,用时3分钟2.4加工中心加工分析当加工中心加工完成后,加工中心向小车发出信号,然后小车开始向此加工中心运送零件,在此期间加工中心处于等待状态,当小车到达此加工中心,小车更换托盘,在此期间加工中心仍处在等待状态,当更换完毕后,开始加工零件,直至加工完成,重复以上过程。
2.5运动分析原则1、小车第一次从加工中心运出装有待加工零件的托盘时,需要等待工人装夹托盘。
在以后工作过程中,根据条件分析可知,小车从装夹区离开然后回到装夹区,这个过程共用时6分钟,装夹区的工人足以装夹另外一个托盘,故小车不需要再次等待。
2、四个加工中心互不影响,所以零件并不需要按照加工中心顺序来加工,小车首先向已加工完的工作中心运送零件。
2.6时间分析2.6.1小车等待时间分析:有以下两个时间:○1在装夹区等待工人装夹的时间(由2.3中分析可知,此过程的时间只会在加工开始出现)○2小车等待加工中心发出加工完成的信号这一过程的时间。
(当四个加工中心均在工作时,小车上装载的未加工零件无处可运,小车需要等待)2.6.2加工中心等待时间分析:有以下两个时间:○1必须等待时间:小车从装夹区运出和更换托盘的等待时间,这个时间不可避免○2额外等待时间:加工中心发出信号到小车接到信号从加工中心运出这一过程的时间,2.6.3总加工时间最后一个零件加工完成所用时间三原始加工顺序分析通过对原始加工顺序的时间分析,找出加工过程中存在的问题和不足,提出解决方案,得到优化结果。
3.1原始加工顺序的工序图根据20个零件的加工时间和加工过程的分析达到它们的工序零件安装小车运出小车更换小车运回加工中心2加工中心1加工中心3加工中心4图(二)原始数据加工工序图 例如:6表示开始加工的时间是第6分钟(1)里面的数表示的是任务1:;17表示任务1加工时间为17分钟3.2 原始数据分析根据图(二)得到原始任务加工顺序的各项指标小车等待时间:从图中小车运出时间表中可以看到,正常状态下两间隔时间为4,图中有四处间隔大于4,故小车共有四处任务小车需要等待,分别为加工(11)号零件时,需要等待3分钟(7-4=3)加工(17)号零件时,需要等待2分钟(6-4=3)加工(18)号零件时,需要等待7分钟(11-4=7)加工(19)号零件时,需要等待2分钟(6-4=3)加工中心等待时间:某个加工中心,两零件之间的间隔即为等待时间。
经过分析计算得到表(二)表(二)原始加工顺序指标四目标优化4.1原始加工时间分析从表(二)中的数据来看,小车的等待时间为14分钟,等待时间比较长,小车利用率不高;加工中心2的等待时间为40分钟,加工中心3的等待时间为31分钟,等待时间过长,机器设备的利用效率较低。
所以,需要对这两个时间进行优化,使小车的等待时间和加工中心的等待时间降到最低。
4.2优化分析思路(1)加工的过程中只有1辆小车在运动,要同时为四台加工中心运送零件,所以小车为瓶颈工序。
在优化的过程中就需要将小车的等待时间降到最低。
这是优化的一项重要目标。
(2)加工中心的等待时间也较长,在优化的过程中减少小车等待时间的同时也要降低加工中心的等待时间,加工中心的等待时间减少的话,总加工时间也会相应的减少。
(3)减少加工的总时间,开始加工时让四台加工中心尽量早的投入使用。
4.3优化过程第一步:首先将前四个零件依次运往四台加工中心,使四台加工中心尽早的投入使用。
第二步:以小车为研究对象,建立刚开始小车运动时间分析图,如下图(三)中心加工中心加工中心加工中心24图(三)小车运动过程分析图从图中可以看到四台加工设备进入工作状态的时间分别为第6、12、18、24分钟,而且在第24分钟时,加工中心4刚好开始工作,此时加工中心1工作的时间为18分钟,加工中心2工作的时间为12分钟,加工中心3工作的时间为6分钟。
小车的下一个动作为从加工中心4回到装配区,用时为3分钟,同时加工中心加工3分钟。
若让小车没有等待时间,这个过程应该为:当小车回到装配区时,接收到某台加工中心的信号,就立即往此加工中心运送零件,然后更换托盘,接着加工中心继续加工,小车返回,重复这样的过程。
这就意味着,当小车从加工中心4回到装配区时,加工中心1、2、3至少有一个已加工完零件。
这样加工中心1加工的时间为21分钟,加工中心2加工的时间为15分钟,加工中心3加工的时间为9分钟,这就说明如果零件的加工时间为21分钟或者15分钟,9分钟的话,小车没有等待时间同时加工中心也没有额外等待时间。
由20个零件的加工时间表可以看到,(4)号零件的加工时间为15分钟,所以我们把4号零件放在加工中心2,则小车的下一个运动路径为如下图(四)123加工中心4图(四)小车运动路径分析图此时小车位于加工中心2,此时加工中心1加工的时间为24分钟,加工中心3加工的时间为12分钟,加工中心4加工的时间为6分钟,小车下一个动作为用时3分钟回到装配区,此时加工中心1加工的时间为27分钟,加工中心3加工的时间为15分钟,加工中心4加工的时间为9分钟,所以我们在零件区找到加工时间为27分钟或者15分钟,9分钟的零件,把这个零件填入到相应的时间区间内。
当然零件的加工时间没有这么恰当,所以我们就要按照一定的原则(详见4.4)将工件填入到相应的时间区间,使得加工中心的等待时间最少。
这样依次排列下去就可以得到加工顺序。
4.4选择原则1、首先选择零件的加工时间等于加工中心加工时间的工件。
2、若没有适合的,选择零件加工时间大于加工中心加工时间的工件。
3、最后选取零件加工时间小于加工中心加工时间的工件。
4.5加工顺序表,如表(三)表(三)优化后加工顺序表4.6优化后的零件加工工序图,如图(五)零件安装小车运出小车更换小车运回加工中心2加工中心1加工中心3加工中心4图(五)优化后的零件加工工序图4.7优化后的零件各种时间指标五优化方案的结果分析5.1优化结果比较5.2优化结果分析根据优化前后的指标可以看到,优化后的总时间从149分钟减少到133分钟,小车的等待时间从14分钟减少到0分钟,加工中心的等待时间从127分钟减少到78分钟,尤其是加工中心1和加工中心4的等待时间减少率最为明显,大大的提高的机器的利用效率。
这样的优化是很有意义的,这对于降低生产成本,减少浪费,减少产品的生产周期,提高竞争力。
六小结通过本次课程设计,让我系统了解零件的一般生产过程,同时培养了我优化的思想观念,让我以后对这样的问题有更多的优化思考。