生产系统建模与仿真课程设计报告
精益生产系统建模与仿真
姓名：
学号 ：
班级：
组别 ：
日期：2014年12月19号
生产系统仿真课程设计
2014
小组任务分配表
组别
姓名
具体任务分工
组长
整体构思绘制流程图 ，带领组员完成任务 。工作站的设计和函数模块的设计。
副组长
协助组长工作 。需求处理模块的设计，撰写报告
组员1
对于part模块的设计，撰写报告
组员2
对模型进行优化及ppt的制作
组员3
变量的分析及程序设定
组员4
将模型可视化及ppt的制作
本人任务详述
协助组员收集资料,和付岩享合作制作ppt,对模型优化,对优化前后模型征求组员意见,进行再优化.协助组长和副组长进行开会等筹备事项，及地点的选择。
一、课程设计的目的意义
1.1目的及意义
本次专业课程设计的主要内容为完成系统建模与仿真课程设计内容。通过本次课程设计使同学了解各种系统的运行模式，了解建模与仿真的基本过程 ，了解建模所需基础数据的调研及数据处理过程 ，学会应用WITNESS仿真软件进行实际系统的建模与仿真优化研究 。
1.2本组课程设计的主要任务及内容
研究精益生产系统建模与仿真 ，了解拉式生产。主要任务为 ：寻求合适的看板数量计算模型 ，建立精益生产系统Witness真模型和分析看板数量对系统绩效的影响。
1.3对所研究系统进行描述
某公司有一条生产线生产一种产品，工艺过程如图1-1：
图1-1工艺过程图
该系统有五个工作站分别对部件进行加工和装配，分别为WS1 、WS2 、WS3 、WS4 、WS5，组装工作站WS5每次将3件部件2和1件部件1组装成1件成品 ，其他工作站每次只能处理一件物件，且前四个工作站输入产出比为1，即1件原料进入工作站 ，1件产品出工作站，工作站加工时间服从Triangle（0.7Mean,Mean,1.1Mean）的三角分布，加工时间均值见表1-1 。
表1-1工作站台数与加工时间均值表（时间：min）
工作站
部件
WS1
2台
WS2
3台
WS3
3台
WS4
4台
WS5
2台
1
2
4
1.5
2.5
4
2
3
1
3
3
每天处理一次需求量 ，需求量服从三角分布Triangle(60 ，90，150) 。试建立该系统的仿真模型 ，运行1个月（25天*480分钟） ，对系统绩效进行分析和改善 。
1.4主要研究思路及方法
依据题设的描述，将本题的研究思路见图1-2。
图1-2加工流程框图
按照此框图 ，先添加元素建立起相应模型 ，然后输入程序完成框图所示控制逻辑 ，模拟12000分钟 ，观察暂存区平均值和完成订单数，对看板数量和机器数量进行调整 ，再模拟12000分钟 ，如此重复 ，直到找到最佳模型 。
2、建模的思路及步骤
2.1分析系统的实体、事件、状态
系统中的实体：工作站 、部件 、订单 、看板 。
系统中的事件 ：订单到达 、库存不足 、机器取零件、机器出零件 。
系统中的状态 ：工作站正在加工 、工作站空闲 、订单完成 。
2.2系统终止运行条件 ：
模拟时间到达12000分钟
2.3系统绩效指标:
GOAL=订单满足率/在制品数*1000 。
2.4Witness建模思路
忽略看板交换过程 ，用一个BUFFER来表示一类生产看板 ，共需要9个在制品BUFFER（含装配成品） 。用一个主动PART元素模拟订单到达 ，用一个MACHINE元素模拟订单处理，已处理订单放入一个BUFFER中 ，当天未完成订单留到以后完成。
综上，所需元素见表2-1
表2-1实体元素定义
名称
类型
数量
说明
WS1
Machine
2
工作站1
WS2
Machine
3
工作站2
WS3
Machine
3
工作站3
WS4
Machine
4
工作站4
WS5
Machine
2
工作站5
ORDER
Machine
1
表示订单处理
B1
Buffer
2
表示WS1和WS2之间的暂存区，B1(1)存放P1,B1(2)存放P2
B2
Buffer
2
表示WS2和WS3之间的暂存区 ，B2(1)存放P1,B2(2)存放P2
B3
Buffer
2
表示WS3和WS4之间的暂存区 ，B3(1)存放P1,B3(2)存放P2
B4
Buffer
2
表示WS4和WS5之间的暂存区 ，B4(1)存放P1,B4(2)存放P2
B5
Buffer
1
B5表示装配成品,
B6
Buffer
1
B6表示已处理订单
P1
Part
1
部件1
P2
Part
1
部件2
P3
Part
1
用于表示订单到达事件
2.5建模步骤
1.添加实体元素
按上述表格添加实体元素 ，如图2-1
图2-1精益生产系统优化前
Machine的运行时间WS1为T(1),WS2为T(2),WS3为T(3),WS4为T(4),WS5为TRIANGLE(2.8,4,4.4),ORDERD为0,P3的到达方式为主动 ，首次到达时刻为0 ，到达时间间隔为480.
对一些元素进行可视化设计 ：为了更好观察WS5的工作状态,将其partqueue向右移动一点,使WS5中的零件可以全部显示出来,B1-B5的partqueue类型改为count ，size为1 ，B6的partqueue类型改为count ，size为2，对ORDER添加一个partqueue ，类型为count ，size为3 ，方便观察成品数量 。
2.添加程序
程序所需变量和函数如表2-2 ：
表2-2变量 、函数说明
名称
变量
数量
说明
WIP
Variable
1
记录当前在制品数量
T
Variable
4
记录加工该零件所需时间（cycletime）
Q
Variable
1
循环变量
Q1
Variable
8
工作站中正在加工某种零件的数量,Q1(1)表示WS1中正在加工的P1的数量,Q1(3)表示WS2种正在加工的P1的数量
KB
Variable
10
KB(1)表示装P1的盒子容量,KB(2)表示装P2的盒子容量,KB(3-10)对应B1(1-8)看板数量.
DDSL
Variable
1
一个订单所需成品数量
E
Variable
2
E(1)记录未处理订单数,E(2)记录已处理订单数
JSKBSL
Function
1
通过公式计算看板数量
GOAL
Function
1
目标函数
INT
Function
1
向下取整函数(0-10)
TJWIP
Function
1
统计在制品数量
工作站模块程序如下 ：
ELEMENTNAME:WS1
ElementType:Machine
Quantity:2
Priorty:Lowest
Type:Single
Input/OutputRules
Input:IFNPARTS(B1(1))+Q1(1)。
