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Flexsim 软件应用 指导书

Flexsim 软件应用 指导书. 讲课内容. Flexsim 建模的基本概念 Flexsim 软件的使用步骤 开发实例训练. 讲授内容. Flexsim 建模的基本概念 为什么需要仿真建模 Flexsim 软件主窗口布局 Flexsim 仿真模型的基本组成 Flexsim 软件的使用步骤 开发实例训练. 引例：工行应该准备几个座位. 背景 假设工行某网点只有一个窗口为储户服务 依经验，顾客按指数分布的间隔时间到达，间隔时间的均值是 10 分钟 窗口服务时间也服从指数分布，均值为 8 分钟 每天工作 8 小时（ 480 分钟）.

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Presentation Transcript

  1. Flexsim软件应用指导书

  2. 讲课内容 • Flexsim建模的基本概念 • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  3. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • 为什么需要仿真建模 • Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim仿真模型的基本组成 • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  4. 引例：工行应该准备几个座位 • 背景 • 假设工行某网点只有一个窗口为储户服务 • 依经验，顾客按指数分布的间隔时间到达，间隔时间的均值是10分钟 • 窗口服务时间也服从指数分布，均值为8分钟 • 每天工作8小时（480分钟）

  5. 引例：工行应该准备几个座位 • 问题 • 网点经理想知道顾客的最大队长是多少？以便配备座位供顾客使用 • 顾客最长等候时间是多少？平均等候时间是多少？顾客会抱怨吗？ • 平均队长是多少？ • 柜台服务员有多忙？（使用率多少？）

  6. 如何解决这些问题？ • 数学解析模型 • 利用排队论中的M/M/1模型 • 平均每天有48个顾客，因此平均到达率ג＝48 • 柜台每天可以服务60个顾客，因此平均服务率μ＝60 • 利用系数ρ＝ ג/ μ=0.8

  7. 接受服务 顾客到达 取号并等候 离开 如何解决这些问题？ • 符号模型：流程图 • 制作方便，直观而容易理解 • 焦点在于系统的程序 • 缺少量化的分析 • 难以描述动态的系统

  8. 如何解决这些问题？ • 计算机仿真模型 • 利用计算机建立的模拟真实系统运行的模型 • 计算机仿真是利用计算机为工具的数学仿真 • 其他仿真模型包括： • 物理仿真模型：如汽车安全测试C-NCAP碰撞实验 • 数学仿真：按照真实系统构造数学模型并进行实验

  9. 为什么要用计算机仿真 • 评价系统 • 优化资源配置 • 有限资源供给和需求时机的不匹配 • 提供的原料大于机器处理的能力→库存 • 提供的商品早于客户对商品的接受→库存 • JIT和精益生产：同样是试图在不同时间点上对有限资源实现需求和供给平衡的方法 • 仿真的大部分应用都与时间的占用、合理使用有关 • 时间是自然所赐，它是无形的，但不是虚无的，它是无价的，却不可能提前领取，也无法滞后保留

  10. 仿真所用的软件工具 • 通用仿真语言： • VB，C，Fortran… • 专用仿真语言: • GPSS, SIMSCRIPT, SLAM,SIMAN • 电子表格及其插件: • Excel, visio, … • 可视化仿真软件包: • Flexsim,Extend, Arena, Witness, Anylogic,, Automod, Em-plant… • 本次介绍基于Flexsim V3.0

  11. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • 为什么需要仿真建模 • Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim仿真模型的基本组成 • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  12. Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim软件主窗口由下面五部分构成 • 菜单 • 工具栏 • 对象库 • 模型视图 • 仿真控制栏

  13. 工具栏 • 工具栏中常用到的按钮包括 • ToolBox：编辑全局表格/变量 • Commands：Flexsim命令帮助 • Tree：打开模型树 • Ortho：打开模型正投影视图 • Persp：打开模型透视图

  14. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • 为什么需要仿真建模 • Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim仿真模型的基本组成 • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  15. Flexsim仿真模型的基本组成 • 对象（Objects） • Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模 • 连接（Connections） • Flexsim中通过对象之间的连接定义模型的流程 • 方法（Methods） • 对象中的方法定义了模型中各对象所需要完成的作业

  16. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim仿真模型的基本组成 • 对象（Objects） • 连接（Connections） • 方法（Methods） • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  17. 对象与继承 • Flexsim采用面向对象的技术 • 面向对象不仅是一些具体的软件开发技术与策略，而且是一整套关于如何看待软件系统与现实世界的关系，以什么观点来研究问题并进行求解，以及如何进行系统构造的软件方法学。 • 大部分Flexsim对象都是FixedResource或TaskExecutor对象的子对象 • 子对象拥有其父对象所有的接口和相应的功能 • 用户相对比较容易快的掌握子对象的使用

  18. Flexsim的对象库

  19. 对象分类 • 资源类（Fixed Resources） • Source, Queue, Processor, Sink, Combiner, Separator, MultiProcessor, Conveyor, MergeSort, FlowNode, Rack, and Reservoir • 执行类（TaskExecuter） • Dispatcher, Operator, Transporter, Elevator, Robot, Crane, ASRSvehicle • 网络类（Node） • NetworkNode, TrafficControl • 图示类（Visual Object） • VisualTool, Recorder

  20. 资源类对象 • Fixed Resource类对象一般是仿真模型中的主干对象 • 此类对象决定了模型的流程

  21. 执行类对象 • Task Executer对象可从Fixed Resource对象中获取并执行任务，如物料搬运或生产操作等。 • 一个Task Executer对象可以向其他Task Executor对象指派任务，或者管理模型中所有的Task Executers对象。 • Task Executers对象不参与模型中的流程指派。

  22. 网络类对象 • NetworkNode对象一般用来设定Task Executor对象的行动路线

  23. 图示类对象 • 图示类对象可用在仿真模型中显示各种信息、标识、图片或图表等 • VisualTool和Recorder对象可用来提高仿真模型的直观感，同时可用来实时显示和搜集模型的输出数据

  24. 迁移实体（Flowitem） • 迁移实体指模型中存在迁移的对象 • 迁移实体可用来表示生产或服务中的原料、产品或产品集，如零件、部件、托盘、容器等；也可以是任务执行者 • 迁移实体可点击工具栏按钮Flowitem定义 • 可对每个迁移实体定义对象类别（Itemtype）

  25. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim仿真模型的基本组成 • 对象（Objects） • 连接（Connections） • 方法（Methods） • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  26. 连接与端口 • Flexsim模型中的对象之间是通过端口来连接的 • 三种类型的端口 • 输入端口（input ports） • Fixed Resource之间的连接 • 输出端口（output ports） • Fixed Resource之间的连接 • 中心端口（center ports） • 连接Task Executer和Fixed Resource

  27. “s”连接 • 按下 “s”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 • “s”连接仅用于中心端口之间的连接（即连接Task Executer和Fixed Resource ） • “s”连接用“w”取消（按下 “w”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者）

  28. “a”连接 • 按下 “a”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 • “a”连接用于除中心端口之外的所有其他的连接 • “a”连接用“q”取消

  29. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • Flexsim软件主窗口布局 • Flexsim仿真模型的基本组成 • 对象（Objects） • 连接（Connections） • 方法（Methods） • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  30. 方法（Method） • 方法是用来完成一项任务的一系列规则集 • 好的方法应是可以重复使用的 • Flexsim采用一系列方法集来完成所建模型的作业

  31. Flexsim建模方法集 • Arrival Method • Determines how and when FlowItems Enter the model • Trigger Method • Determines what, where, and when to assign information to FlowItems • Flow Method • Determines how, where, and when to move FlowItems through the model • Navigation Method • Model navigation, and fly through • FlowItem Bin Method • Defines the FlowItem Characteristics • TaskExecuter Move Method • Dertermins who, and how FlowItems move from one FixedResource to another

  32. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练

  33. 应用 Flexsim建模的基本步骤 • 构建模型布局 • 定义物流流程 • 编辑对象参数 • 编译运行仿真 • 分析仿真结果

  34. 步骤1. 构建模型布局 • 将仿真所需要的对象模型从对象库中拖拽到仿真视图窗口中的适当位置

  35. 步骤2. 定义物流流程 • 根据连接类型，按下“a”或“s”键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者

  36. 步骤2. 定义物流流程 （续1） • 连接两个对象端口所需按键 • “a”键 • 用来将对象1的输出端口连接到对象2的输入端口上 • “q”键 • 用来取消对象1的输出端口与对象2的输入端口之间的连接 • “s”键 • 用来连接对象1与对象2的中心端口 • “w”键 • 用来取消对象1与对象2的中心端口的连接

  37. 步骤2. 定义物流流程 （续2） • 各类端口连接的显示位置 • 输出端口显示在对象的右上角 • 输入端口显示在对象的左上角 • 中心端口显示在对象底部中心

  38. 步骤2. 定义物流流程 （续3） • 察看对象的端口连接 • 对象属性窗口General选项卡 • 可调整端口的编号顺序

  39. 步骤3. 编辑对象参数 • 双击对象可以打开对象的参数对话框

  40. 步骤3. 编辑对象参数 （续） • 点击对象窗口左下角“Properties”按钮可调出对象属性对话框 • 对象属性对话框中包括 • 图形（Visual） • 常规（General） • 标签（Labels） • 统计（Statistics）

  41. 步骤4. 编译运行仿真 • 编译模型 • 重置模型 • 控制动画速度 • 运行仿真

  42. 步骤5. 分析仿真结果 • 仿真之前通过菜单Stats / Stats Collecting选择统计对象 • 仿真时在对象属性对话框Statistics选项卡中可实时察看相应对象的统计数据和图表 • 点击Stats下的Standard Report或State Report可生成标准统计报告和状态统计报告

  43. 讲授内容 • Flexsim建模的基本概念 • Flexsim软件的使用步骤 • 开发实例训练 • 实例1：简单仿真模型的建立 • 实例2：统计信息的查看与显示 • 实例3：TaskExecuter的应用 • 实例4：NetworkNode的应用 • 实例5：美化与演示

  44. 实例1：简单仿真模型的建立 • 生产线同时生产三种产品，然后被送到监测车间的缓存区。检测车间有三台监测系统分别对这三种产品进行检测后，通过各自的传送带将产品运输出去

  45. 模型描述 • 产品到达检测车间的时间服从均值为20，方差为2的正态分布 • 到达检测车间的产品类别（1, 2, 3）服从均匀分布 • 缓存区容量为25件产品 • 传送带传输速度为1m/s

  46. 步骤1：构建模型布局 • 从对象库中拖放所需的对象到建模视图中

  47. 步骤2. 定义物流流程 • 按住A键，同时用鼠标左键点击Source对象并且按住鼠标左键不放，然后拖动鼠标至Queue对象。此时会出现一条黄线连接Source 和Queue对象。然后松开鼠标左键，黄线将变成一条黑线，表示Source对象和Queue对象的端口已经连接上。 • 如上所述，分别连接Queue到Processor，Processor到Conveyor，以及Conveyor到Sink的连线。

  48. 步骤2. 定义物流流程（续）

  49. 步骤3. 编辑对象参数 • 定义产品的流出 • 设置缓存区参数 • 设置检测设备参数

  50. 定义产品的流出 • 双击Source对象，打开其参数对话框

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