《第七章 生产物流系统可视化建模与仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七章 生产物流系统可视化建模与仿真（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7章 生产物流系统可视化建模与仿真,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。,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。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
2、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。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。,WITNESS界面一览,菜单、工具栏、窗口一览,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：,7.1 Witness建模与仿真过程,. 元素定义（Define） .元素可
3、视化（Display）的设置 .细节（Detail）设计 .运行（Run） .报告（Report） .归档（Documentor） .优化（Optimizer）,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，所有模型基本元素定义结束后点击Close回到布置窗口。,（1）定义系统元素,witness 软件是一套优秀的可视化建
4、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）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）属
5、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。,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
6、间切换（Lock、Unlock和Superlock）。,Unlock: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. Lock: 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. Super 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.,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.,在进行元
7、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。,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。 元素图标尺寸打消的改变通过鼠标+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/Graph
8、ical Editing菜单项编辑图标。,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。,（3）细节（Detail）设计,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。 Witness内置安全系统，在运行模型时，如果缺少重要数据，将弹出提示和数据输入对话框，从而保护模型
9、。,（4）运行（Run）,系统运行一段时间后，通过Reporting工具栏 显示系统中元素的运行状态统计报告 。通过该报告，可以分析系统中可能村杂ude各种问题；或通过某项指标来比较可选方案的优缺点。如机器的利用率、产品的通过时间、在制品库存等。,（5）报告（Report）,Witness还提供了“Documentor”模块，通过Model工具栏 ，显示系统中选中Documentor ，可以让我们提取计算机模型的各种信息，生成Word文档或直接打印出来。主要包括生产报告模块没有包含的有关元素的说明型文字、规则、活动、中断和基本信息。,（6）归档（Documentor）,Witness还提供了系
10、统优化“Optimizer”。如果一个系统的绩效将因其构成元素的配置不同，而得到不同的结果，并不需要建立多种配置的计算机模型。我们可以直接使用同一个计算机模型，然后通过“Optimizer”模块来设定每一元素的可变属性值的取值范围，得到一个取值范围集合，并设定表示绩效的目标函数是最大值还是最小值进行优化仿真运行，就可以得到前n个最优绩效的系统配置（n可自行设定。）,（7）优化（Optimizer）,7.2 Witness建模与仿真过程应用举例,下面通过一个实例来描述使用Witness进行计算机模型建立的步骤。 在该实例中，小部件（Widget）要经过称重（Weigh）、冲洗（Wash）、加工（
11、Produce）和检测（Inspect）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。,本模型系统的流程图如图7-12所示,模型元素定义说明：Widget为加工的小部件名称；Weigh、Wash、Produce和Inspect为四种加工机器，每种机器只有一台；C1、C2和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。,图7-12 加工系统模型流程图,通过Define菜单，分别定义各个元素名称、类型、数量，如表7-1表示。,表7-1 元素名称、类型、数
12、量信息表,7.2.2 元素可视化（Display）的设置,由于是动画仿真系统，因此对系统的每一个对象要进行可视化定义。系统提供了图形库和颜色集，用户可以根据自己的想象选择合适的图形和颜色；同时，用户还可以自己绘制系统中各个对象的图形。本步骤需要选定各个对象，然后可视化对象并进行定位。,1、Part元素可视化的设置,在元素选择窗口选择“Widget”元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框。在Display对话框显示设计模式下拉列表框有两个选项Draw和Update，选择Draw项，在属性下拉列表框中选择“Name”， 点击 按钮进入Display Name对话框。在Displ
13、ay Name对话框中分别设置颜色和字体，点击 Draw鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。,在属性下拉列表框中选择“Style”，点击 按钮进入Display Style对话框 。在Display Style对话框中分别设置Style和选择合适的图标，点击Apply即可。,2、Machine元素可视化的设置,在元素选择窗口选择Weigh元素，鼠标右键单机Display，跳出Display对话框。在Display对话框显示设计模式下拉列表框中选择Draw项，在属性下拉列表框中选择“Name”，点击 按钮进入Display Name对话框。在Display Name对话框分别设置
14、颜色和字体，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。,在属性下拉列表框中选择“ICON”，点击 按钮进入Display Icon对话框。在Display Icon对话框中选择合适的图标，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。 在属性下拉列表框中选择“Icon”，点击 按钮进入Display Icon对话框。在Display Icon对话框中选择白色的图标，选中Color下的Show Status，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。,在属性下拉列表框中选择“part Queue”,点击 按钮进入Display Par
15、t Queue对话框。在Queue Type对话框中选择Queue，在Queue Direction对话框中选择Right，在Display Size对话框中设置为8，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。,在属性下拉列表框中选择“Labor Queue”，点击 按钮进入Display Part Queue对话框。在Queue Type对话框中选择Queue，在Queue Direction对话框中选择Right，在Display Size对话框中设置为8，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。 其他的Machine元素Wash、Produc
16、e、Inspect可视化设置与Weigh的可视化设置相同。,3、Conveyor元素可视化的设置,在元素选择窗口选择C1元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，在Display对话框显示设计模式下拉列表框中选择Drew项，在属性下拉列表框中选择“Name”，点击 按钮进入Display Name对话框，在Display Name对话框分别设置颜色和字体，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。,在属性下拉列表框中选择“Parts On”，点击 按钮进入Display Part On对话框。在Queue Type对话框中选择Queue，在Queue Direction对话框中选择Right，在Display Size对话框中设置1，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。 在属性下拉列表框中选择“Icon”，点击 按钮进入Display Icon对话框。在Display Icon对话框中选择合适的图标，点击Drew鼠标呈现“+”形，把鼠标移动到适当位置点击左键即可。,4、Varia
