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1、培训提纲培训提纲n n离散事件建模与仿真简介离散事件建模与仿真简介n n仿真流程介绍仿真流程介绍n nWITNESSWITNESS总体介绍总体介绍n nWITNESSWITNESS用户界面介绍与操作用户界面介绍与操作n nWITNESSWITNESS元素介绍元素介绍n n仿真模型建立与运行实例仿真模型建立与运行实例n n归档器归档器n n优化器优化器离散事件仿真简介离散事件仿真简介基本概念基本概念n n（1 1） 元元素素。 组组成成系系统统的的物物理理单单元元。如如物物流流系系统统的的堆堆垛垛机机、进进出出货货台台、仓库、货物及工件等。仓库、货物及工件等。n n（2 2） 事事件件。事事件件
2、是是指指引引起起系系统统状状态态变变化化的的行行为为，系系统统的的动动态态过过程程是是靠靠事事件件来来驱驱动动的的。例例如如，在在物物流流系系统统中中，工工件件到到达达可可以以定定义义为为一一类类事事件件。因因为为工工件件到到达达仓仓库库，进进行行入入库库时时，仓仓库库货货位位的的状状态态会会从从空空变变为为满满，或或者者引起原来等待入库的队列长度的变化。引起原来等待入库的队列长度的变化。 两类：必然事件和条件事件。两类：必然事件和条件事件。n n（3 3） 活活动动。两两个个相相邻邻发发生生的的事事件件之之间间的的过过程程称称为为活活动动。它它标标志志着着系系统统状状态态的的转转移移。例例如
3、如，物物流流系系统统中中，工工件件到到达达与与入入库库之之间间，是是排排队队活活动动。这一活动引起队列长度增加。这一活动引起队列长度增加。n n(4) (4) 进程。若干事件与若干活动组成的过程称为进程。它描述了各事件进程。若干事件与若干活动组成的过程称为进程。它描述了各事件活动发生的相互逻辑关系及时序关系，例如，工件由车辆装入进货台，活动发生的相互逻辑关系及时序关系，例如，工件由车辆装入进货台，经装卸搬运进入仓库，经保管、加工到配送至客户的过程（如图）。经装卸搬运进入仓库，经保管、加工到配送至客户的过程（如图）。 n n（1 1） 仿仿真真钟钟。仿仿真真钟钟用用于于表表示示仿仿真真事事件件的
4、的变变化化。在在离离散散事事件件系系统统仿仿真真中中，由由于于系系统统状状态态变变化化是是不不连连续续的的，在在相相邻邻两两个个事事件件发发生生之之间间，系系统统状状态态不不发发生生变变化化，因因而而仿仿真真钟钟可可以以跨跨越越这这些些“不不活活动动”区区域域。从从一一个个事事件件发发生生时时刻刻，推推进进到到下下一一个个事事件件发发生生时时刻刻。仿仿真真钟钟的的推推进进成成跳跳跃跃性性，推推进进速速度度具具有有随随机机性性。由由于于仿仿真真实实质质上上是是对对系系统统状状态态在在一一定定时时间间序序列列的的动动态态描描述述，因因此此，仿仿真真钟钟一一般般是是仿仿真真的的主主要要自自变变量量，
5、仿仿真真钟钟的的推推进进是是系系统统仿仿真程序的核心部分。真程序的核心部分。n n（2 2） 随随机机变变量量。复复杂杂的的现现实实系系统统常常常常包包含含有有随随机机的的因因素素。在在物物流流系系统统中中工工件件的的到到达达、运运输输车车辆辆的的到到达达和和运运输输事事件件等等一一般般都都是是随随机机的的。这这些些复复杂杂的的随随机机系系统统很很难难找找到到响响应应的的解解析析式式来来描描述述和和求求解解。系系统统仿仿真真技技术术成成了了解决这类问题的有效方法。解决这类问题的有效方法。 对于有随机因素影响的系统进行仿真时，首先要建立随机变量模型，对于有随机因素影响的系统进行仿真时，首先要建立
6、随机变量模型，即确定系统的随机变量并确定这些随机变量的分布类型和参数。对于分即确定系统的随机变量并确定这些随机变量的分布类型和参数。对于分布类型是已知或者是可以根据经验确定的随机变量，只要确定它们的参布类型是已知或者是可以根据经验确定的随机变量，只要确定它们的参数就可以了。无论是确定随机变量的分布类型还是确定其参数，都要以数就可以了。无论是确定随机变量的分布类型还是确定其参数，都要以调研观测的数据为依据。调研观测的数据为依据。 排队系统服务机构 排队结构顾客源顾客输入排队规则服务规则 离去排队系统Service facility排队模型Customer populationService sy
7、stemServed customersWaiting linePriority ruleService facilitiesWaiting Line ArrangementsService facilities(a) Single lineService facilities(b) Multiple linesService Facility ArrangementsService facility(a) Single channel, single phaseService Facility Arrangements(b) Single channel, multiple phaseSer
8、vice facility 1Service facility 2Service Facility Arrangements(c) Multiple channel, single phaseService facility 1Service facility 2Service Facility Arrangements(d) Multiple channel, multiple phaseService facility 3Service facility 4Service facility 1Service facility 2Service Facility Arrangements(e
9、) MixedService facility 3Service facility 4Service facility 1Service facility 2Routing for : 124 Routing for : 243 Routing for : 3214为什么需要仿真为什么需要仿真n n随机性（需求/服务）n n复杂性（混流生产/中心配送）仿真流程仿真流程爱因斯坦所说“做到不能再简单为止”。 详细定义系统要素：资源、流动项目（产品、顾客或信息）、路径、项目运输、流程控制、加工时间，资源故障时间。 仿真目的：降低系统时间:处理时间、运输时间和排处理时间、运输时间和排队时间队时间 WI
10、TNESS建模与仿真流程建模与仿真流程（1 1）定义系统元素）定义系统元素 （2 2）显显示系示系统统元素元素 （3 3）详细详细定定义义 （4 4）运行）运行（5 5）报报告告 （6 6）归归档档 （7 7）优优化化 简介简介n nWitnessWitness是由英国是由英国lannerlanner公司推出的功能强大的仿真软件公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于系统。它可以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已被连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已被成功运用于国际成功运用于国际3000300
11、0多家知名企业的解决方案项目，如多家知名企业的解决方案项目，如AirbusAirbus公司的机场设施布局优化、公司的机场设施布局优化、BAABAA公司的机场物流规公司的机场物流规划、划、BAE SYSTEMSBAE SYSTEMS电气公司的流程改善、电气公司的流程改善、ExxonExxon化学公司的化学公司的供应链物流系统规划、供应链物流系统规划、FordFord汽车公司的工厂布局优化和发汽车公司的工厂布局优化和发动机生产线优化、动机生产线优化、TreborTrebor Bassett Bassett公司的分销物流系统规公司的分销物流系统规划等。划等。LannerLanner公司已经在包括澳大
12、利亚、巴西、法国、德公司已经在包括澳大利亚、巴西、法国、德国、中国、意大利、日本、韩国、南非、美国、英国等国、中国、意大利、日本、韩国、南非、美国、英国等2525个国家和地区设立的代理，负责软件的推广和技术支持等个国家和地区设立的代理，负责软件的推广和技术支持等工作。工作。 WITNESS用户界面用户界面n n各种窗口（element selector/layout window/designer windowelement selector/layout window/designer window）的隐藏、显示、使用n n各种工具栏(display/element/run/report)的
13、隐藏、显示、使用WITNESS用户界面的设置Witness元素元素n n三种元素：1. 1.实物元素实物元素: :代表实际系统中看得见的实体，如原材料代表实际系统中看得见的实体，如原材料part/fluidpart/fluid、加工设备加工设备machine/processormachine/processor、作业员作业员laborlabor、运输工具运输工具conveyer/track/pipeconveyer/track/pipe、仓库仓库buffer/tankbuffer/tank2. 2.逻辑元素：用来处理数据，提高模型质量的变量，如代逻辑元素：用来处理数据，提高模型质量的变量，如代
14、表事物元素物理性质的表事物元素物理性质的attibuteattibute、统计事物元素运行特征统计事物元素运行特征的的variable/distribution/,variable/distribution/,用来方便数据处理的用来方便数据处理的functionfunction，用用来代表系统特性运行特性的来代表系统特性运行特性的shift; shift; 用来导入数据的用来导入数据的file;file;3. 3.图形元素图形元素: :形象化表示实体的运行特征。如时间序列图形象化表示实体的运行特征。如时间序列图形形timeseriestimeseries, , 饼状图饼状图piechartpi
15、echart, , 直方图直方图histogramhistogrampartn n需要盖章的文件需要盖章的文件n n电话电话交交换换中心中，需要中心中，需要转转接的来接的来电电n n主板生主板生产线产线上的上的电电子元器件子元器件n n商商场场中的中的顾顾客客n n医院中看病的病人医院中看病的病人n n机机场场中的旅客行李包中的旅客行李包例一例一 n n单产品单阶段加工系统确定性模型UNIFORM (3.0,4.0,1)UNIFORM (4.0,6.0,2)UNIFORM (20.0,30.0,3)TOPSCREWBOTTOM队列例二：例二：assemblymachinen n元素介绍：元素介
16、绍：part / buffer / machine / part / buffer / machine / 系统随机分布系统随机分布函数函数uniform(min,max,prnuniform(min,max,prn) )n n状态状态keyskeys；n n流程介绍：流程介绍：三个零件随机到达系统，暂存于仓库，有一机器装配三个零件随机到达系统，暂存于仓库，有一机器装配这三个零件成一个成品，存于自身的缓冲区。这三个零件成一个成品，存于自身的缓冲区。n n元素设计介绍：元素设计介绍：define display detail define display detail n n函数介绍：函数介绍：
17、sequencesequencen n规则规则: buffer : buffer n n设计元素的三个步骤：设计元素的三个步骤：define/display/detaildefine/display/detail例三：例三：basemodeln nstage1 1. 1.流程介绍：称重机器取零件，称重后，上输送链，流向下一道工序进称重机器取零件，称重后，上输送链，流向下一道工序进行清洗；再由输送链送至下道工序进行加工，再由输送链运至下道工序进行检行清洗；再由输送链送至下道工序进行加工，再由输送链运至下道工序进行检测，然后出本模型系统。测，然后出本模型系统。2. 2.元素介绍：conveyorc
18、onveyor，以及它的直线路径以及它的直线路径parts on parts on 和和 任任意路径意路径pathpathn nstage2 1. 1.流程介绍：2. 2.逻辑元素介绍1：variable例三：例三：basemodel（二）二）n nstage31. 1.元素介绍：labor2. 2.机器属性页介绍：setup （mode/interval/duration）n nstage41. 1.机器属性页介绍：breakdown （check only on the start/mode/interval/duration）2. 2.随机函数介绍：NEGEXP/ LOGNORML例三：
19、例三：basemodel（三）三）n nstage51. 1.逐步改善解决瓶颈2. 2.比较stage4和stage5的统计结果n nstage61. 1.更改机器维修参数，结果同stage5比较实例四实例四 function流程介绍：根据加工对象的属性（长宽重）确定加工所需要的时间根据加工对象的属性（长宽重）确定加工所需要的时间n n逻辑元素介绍2：attribute/function(属性/函数) AttibuteAttibute代表实体的特征，如颜色、尺寸、技能、密度、成本等代表实体的特征，如颜色、尺寸、技能、密度、成本等 Function:Function:一系列指令集合一系列指令集合
20、n n函数中的：return实例实例五：五：pathsn n流程介绍：加工对象在机器之间的移动通过固定路径；加工对象在机器之间的移动通过固定路径；改变加工对改变加工对象的颜色和对应的属性；将具有相同属性的成品装成一箱象的颜色和对应的属性；将具有相同属性的成品装成一箱n n元素介绍：path （形状的改变，使用）n n函数：PERCENTn nlabor在规则output rule中的使用实例六：实例六：xllinksn n流程介绍：读取读取excelexcel表格中的数据，决定模型中的一些特征，将运表格中的数据，决定模型中的一些特征，将运行过程中的数据或结果写入行过程中的数据或结果写入exce
21、lexcel表中，以便分析。表中，以便分析。n n函数介绍：XLReadArray/ XLWriteArray/ SET QUANTITYn n系统变量：N/TIMEn n部件：active with profile实例七：实例七：shiftn n流程介绍:原材料昼夜不停的供货，设备每天原材料昼夜不停的供货，设备每天8 8小时、每周小时、每周5 5天工作制，天工作制，如何协调仿真时间。如何协调仿真时间。n nShift的组成：工作时间工作时间+ +休息时间休息时间+ +加班时间加班时间n nShift设计n nShift对Part和machine应用方法机器工作shift原材料入库shift实
22、例八：实例八：distributionn n流程介绍：部件固定时间间隔到达，入缓存，机器服务时间服从自定义部件固定时间间隔到达，入缓存，机器服务时间服从自定义distributiondistribution。n n元素介绍：distributionn nUsers distribution 实例九实例九 report n n简介n n设计# 系统函数: istate(elementistate(element): ):返回指定元素当前状态数值；返回指定元素当前状态数值； NpartsNparts（elementelement）: :返回指定元素内拥有的返回指定元素内拥有的partpart个数；
23、个数； putil(element,stateputil(element,state): ):返回指定元素特定状态所占的百分比返回指定元素特定状态所占的百分比n n生成报告实例十实例十 piechartn n流程介绍流程介绍n n系统函数系统函数SUTIL(element_name, SUTIL(element_name, state):state):返回系统元素在返回系统元素在on-shifton-shift内特定状态所内特定状态所花费的时间。花费的时间。n nPiechartPiechart设计和运行设计和运行实例十一实例十一 optimizern nBprbase.mod1. 1.优化2. 2.实例流程3. 3.Objective function4. 4.优化操作和优化结果分析连续加工元素连续加工元素Fluid/tank/pipe /processor实例十二实例十二 documentorn nIntroduction一个混流生产项目一个混流生产项目流程介绍系统元素route设计、运行和优化垃圾回收物流项目垃圾回收物流项目
