Witness物流系统建模和仿真

合肥工业大学管理学院实验报告课程名称:物流系统建模与仿真实验名称：流水线仿真系统专业：11级物流管理姓名：XX XX XX学号:201—----实验地点：管理学院办公楼四楼实验室实验时间：年月日指导教师：一、实验目的（1)part、machine、conveyor、labor 实体元素、variable 逻辑元素的使用;（2)掌握可视化输入、输出关系的建立；（3）掌握 report 工具栏的使用和分析，并根据分析，进行系统优化设计二、实验设备Witness 2008Educational Version 、PC机一台三、实验内容1、学习元素的定义2、学习各元素可视化的设置3、学习各元素细节的设计4、运行模型四、实验步骤1.构建第一阶段（Stage1。

mod)模型1)定义元素定义如下图所示的几个元素：2)建模元素详细设计这一阶段主要是输入机器加工时间、改变元素的名字3)建立元素之间的逻辑规则各个元素之间链接的逻辑规则，规则输入可以通过以下两种方法:一是通过工具栏和鼠标，一是通过元素细节对话框.下面以机器为例:●点击选中Weigh图标, 然后单击element工具栏中的visualinput rule图标，出现input rule for weigh 对话框：●规则文本框的缺省值为pull――；●在规则文本框中输入“PULL Widget out of WORLD”，定义了机器Weigh 加工完成一个Widget 之后，从本系统模型的外部WORLD 处拉进一个Widget 进行加工。

规则定义结果显示如图4)运行模型模型运行100 分钟会有19widgets 被加工完成。

2.构建第二阶段(Stage1.mod)模型1)本阶段需要添加的机器为清洗（wash）、加工(produce）、检测（inspect)，添加的输送带为C1、C2、C3，同时添加了一个逻辑元素――变量output，用于动态显示模型中加工完成的小零件的数量。

一、 基于“牛鞭效应”的物流供应链系统优化设计针对一个特定的供应链进行分析，供应链中共有四个角色，制造商，分销商，批发商，零售商。

在此供应链中由于出货时间延迟、资讯不足等情况会产生由于消费者需求的小幅变动，而通过整个系统的加乘作用将产生很大的危机，即首先是大量缺货，整个系统订单都不断增加，库存逐渐枯竭，欠货也不断增加，随后好不容易达到订货单大批交货，但新收到订货数量却开始骤降的情况。

也就是我们所说的”牛鞭效应”。

1.1供应链结构供应链是由供应商,制造商,分销商,零售商,顾客等组成的一条以物流，信息流为内容的相互影响,相互作用的响应链条。

而各个物流单元之间用通讯和运输相联系。

当普通消费者向零售商提出自己的需求以后，零售商会通过供给相应数量的商品来满足顾客的需求，这样就会造成零售商库存水平的变化。

零售商根据这个变化，并结合自身的情况对未来市场进行预测，从而向批发商发出一定量的定货需求，同时，批发商也会根据自己的库存情况以及下游零售商的订单情况，对其上家分销商发出相应的订单，分销商也会根据自己的库存情况以及下游批发商的订单情况，对其上家制造商发出相应的订单。

所以，分销商的定货情况会直接影响制造商的生产安排和计划。

这就是整个供应链的过程，这个过程也简单地构成了的供应链，如图1.1所示图1.1供应链各成员示意图需要说明的是，各个环节的订单发出后到执行本订单，都会产生一定的时延，因为在流通企业接到订单以后，必然需要花费一段时间完成订单处理、生产组织以及运输作业等工作，而制造商虽然不需要向上游发出订单，但是也有一定的生产周期。

1.2供应链运作策略在本供应链中规定，生产商，分销商，批发商，零售商的起始库存分别为20，30，40，50箱，订货提前期为三个周期每个周期内有八个工作日，假定所有的商家在每个周期的第一个小时检查库存，如果库存量小于等于零那么则开始订货，订货的策略采用移动平均法，客户的要求采用随机函数。

并且上游企业要最大限度的满足下游企业的订货，如果本次订货没有满足，则要在下次的发货中补齐上次的欠货。

实验1 Witness仿真软件认识一、实验目的熟悉Witness 的启动；熟悉Witness2006用户界面；熟悉Witness 建模元素；熟悉Witness 建模与仿真过程。

二、实验内容1、运行witness软件，了解软件界面及组成；2、以一个简单流水线实例进行操作。

小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。

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。

三、实验步骤仿真实例操作:模型元素说明：widget 为加工的小部件名称；weigh、wash、produce、inspect 为四种加工机器，每种机器只有一台；C1、C2、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；操作步骤：1：将所需元素布置在界面：2：更改各元素名称：如;3:编辑各个元素的输入输出规则：4:运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。

5:仿真结果及分析：Widget：各机器工作状态统计表：分析：第一台机器效率最高位100%，第二台机器效率次之为79%，第三台和第四台机器效率低下，且空闲时间较多，可考虑加快传送带C2、C3的传送速度以及提高第二台机器的工作效率，以此来提高第三台和第四台机器的工作效率。

6：实验小结：通过本次实验，我对Witness的操作界面及基本操作有了一个初步的掌握，同学会了对于一个简单的流水线生产线进行建模仿真，总体而言，实验非常成功。

实验2 单品种流水线生产计划设计一、实验目的1.理解系统元素route的用法。

2.了解优化器optimization的用法。

3.了解单品种流水线生产计划的设计。

4.找出高生产效率、低临时库存的方案。

二、实验内容某一个车间有5台不同机器，加工一种产品。

该种产品都要求完成7道工序，而每道工序必须在指定的机器上按照事先规定好的工艺顺序进行。

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！建模与仿真实验指导书Modelling and Simulation Experiment Instruction Book编者：李美玲教务处2011 年 9月目录建模与仿真实验要求.................................................................... 错误！未定义书签。

实验一流水线仿真系统............................................................ 错误！未定义书签。

实验二单服务台排队系统仿真................................................ 错误！未定义书签。

实验三库存系统仿真................................................................ 错误！未定义书签。

实验四生产线物流路径系统及物流成本分析 ........................ 错误！未定义书签。

实验五配送中心系统仿真设计................................................ 错误！未定义书签。

实验六连续系统仿真—液体灌装线仿真设计 ........................ 错误！未定义书签。

实验七供应链系统的仿真设计与改善.................................... 错误！未定义书签。

实验八装卸服务中心人员调度仿真系统设计 ........................ 错误！未定义书签。

实验九混合流水线系统仿真设计............................................ 错误！未定义书签。

建模与仿真实验要求一、实验目的本实验是与《建模与仿真》课程相配合的实践教学环节。

系统建模与仿真实验指导书南京财经大学2010．12目录第一章WITNESS简介.................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.1 Witness 2008 用户界面 .................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 WITNESS建模元素.......................................................................................... 错误!未定义书签。

1.3 WITNESS建模与仿真过程.............................................................................. 错误!未定义书签。

第二章Witness随机分布函数 ...................................................................................... 错误!未定义书签。

2.1 伪随机数流PRNS ............................................................................................ 错误!未定义书签。

2.2 随机分布函数详解........................................................................................... 错误!未定义书签。

学士学位论文基于Witness的物流实验室生产物流系统建模与仿真学生姓名：指导教师：所在院系：所学专业：研究方向：东北农业大学中国·哈尔滨2015年6月NEAU B.A. Degree Thesis Registered Number：A07111049MODELING AND SIMULATINGON LOGISTICS LABORATORY PRODUCTION LOGISTICS SYSTEM BASED ON WITNESSName of Student：Wang JiananSupervisor:Wang YijiaoCollege：Engineering CollegeSpecialty:Industrial EngineeringResearch Field:Logistics ManagementNortheast Agricultural UniversityHarbin·ChinaJune 2015毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

第七章WITNESS采购过程建模与仿真在车辆生产物流系统中，需要通过供应商采购的产品或物料有轮胎和钢板，假设这两类产品的采购过程分别使用两种采购模式：定期定量的（Q，T）模式和定期不定量的（s，S，T）模式，本章对这两类物料的采购过程进行建模和仿真。

1采购过程系统描述（1）轮胎采购过程描述在本案例VPLS中，总装线的节拍为2分钟，则一天480钟内总装线装配计划为240台，每台车辆需要一套轮胎，一套轮胎为4只，在案例中以套数计量。

采购部门对轮胎的采购采用定期定量模型进行采购，其中订货周期T为3天，每次订货量Q为720套，从发出订单到轮胎入库的采购提前期服从uniform （480,960）均匀随机分布，在模型初始时刻假设车间有轮胎500套。

（2）钢板采购过程描述虽然案例中的总装节拍是固定的，理论上说所需的板材件数量也是固定的，但是由于钢板切割时具有多种下料组合，使得实际使用的钢板数量具有一定随机性，因此系统对钢板的采购模式使用（s，S，T）模型。

在模型中，设定s为100，S为300，T为480，即每天（480分钟）开始时进行库存量统计，如果当前库存低于s，则进行采购，采购数量Q=S-当前库存量，采购提前期服从uniform （240,720）的均匀随机分布，在模型初始时刻假设车间有150张钢板。

系统进行如下假设：（1）不论是轮胎还是钢板，在途的订单最多只能有一个；（2）钢板消耗时间间隔服从均值为8分钟的负指数分布；（3）轮胎消耗间隔为2分钟一套。

通过WITNESS仿真，运行10天（10天×8小时/天×60分钟/小时=4800分钟），统计如下数据：（1）车间两类产品的平均存放量、最大存放量；（2）车间两类产品的缺货数量；（3）钢板订货次数、订货总量；在学习过程中，主要关注如下功能的实现：（1）两种采购模式的实现；（2）采购提前期的实现；（3）缺货的统计；2 模型设计2.1 建模元素定义该模型中所用到的元素以及元素在模型中所起的作用如表1所示。

多路径生产仿真模型S11085240007 物流工程一、实验名称：多路径生产仿真模型二、实验目的1）了解结合路径path的系统设计。

2）熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Labor、Attribute的用法。

3）深入研究系统元素Machine的用法。

4）研究机器、缓冲区结合路径以及劳动者之间协作所形成系统的运行效率。

三、实验设备仪器计算机、Witness仿真软件四、实验内容1、元素定义（Define）本系统的元素定义如表1所示。

表1 实体元素定义元素名称类型数量说明Back Part 1 部件Seat Part 1 部件Legs Part 1 部件B1buffer 1 缓冲区B2buffer 1 缓冲区B3buffer 1 缓冲区Paint_Q buffer 1 缓冲区Inspection_Q buffer 1 缓冲区Packing_Q buffer 1 缓冲区path1Path 1 路径Path2Path 1 路径Path3Path 1 路径Path4Path 1 路径Path5Path 1 路径Assembly machine 1 组装机器Painting machine 1 染色机器Inspection machine 1 检验机器Packing machine 1 包装机器Inspector labor 1 质检员x variable 1 变量attribute c 1 属性2、元素可视化（Display）设置各个实体元素的显示特征定义设置如下图所示3、元素细节（Detail）设计1对Part各元素细节设计●可视化效果设定●属性定义：seat.Arrival Type＝Activeseat.inter Arrival=2.0back.Arrival Type＝Activeback.inter Arrival=2.0legs.Arrival Type＝Activelegs.inter Arrival=2.0●规则定义：seat’s output Rules：PUSH to B1back’s output Rules：PUSH to B2legs’ output Rules：PUSH to B32对Buffer各元素细节设计display 选项中对话框对buffer icon 、name、part queue属性进行设置；3对Machine各元素的细节设计属性定义：Assembly.Type=AssemblyAssembly.Cycle Time=6.0Assembly. Input Quantity=3；！机器Assembly的输入零部件数量为3个；规则定义：Assembly.Input Rules（From）:MATCH/ANY B1 #(1)B2 #(1)B3 #(1) ！匹配缓冲区B1、B2、B3中的任意类型的part各一个；Assembly.Output Rules（To）:PUSH to Paint_Q Using Path ！通过路径将成品送至缓冲区Paint_Q；活动定义：Assembly.actions on finish：3.1）对machine元素Assembly的详细定义：属性定义：♦Assembly.Type=Assembly♦Assembly.Cycle Time=6.0♦Assembly. Input Quantity=3；！机器Assembly的输入零部件数量为3个；规则定义：Assembly.Input Rules（From）:♦MATCH/ANY B1 #(1)B2 #(1)B3 #(1) ！匹配缓冲区B1、B2、B3中的任意类型的part各一个；Assembly.Output Rules（To）:♦PUSH to Paint_Q Using Path ！通过路径将成品送至缓冲区Paint_Q；活动定义：Assembly.actions on finish：♦ICON = 115！通过变换图标，表示seat、back、legs组装成了一把白色椅子；3.2）对machine元素inspection的详细定义：属性定义：♦inspection.Type=Single♦inspection.Cycle Time=3.0♦bor＝Inspector规则定义：inspection.Input Rules（From）:♦PULL from Inspection_Q ！从缓冲区Inspection_Q中提取零件加工；inspection.Output Rules（To）:♦PERCENT /189 Packing_Q Using Path 90.00 ,Paint_Q With Inspector Using Path 10.00 ！产生随机概率，以90％的概率通过检测，使用路径移向Packing_Q，进行打包；以10％的概率检测出油漆有质量问题，需要人工搬运，通过路径送回缓冲区Paint_Q，排队重新油漆。

合肥工业大学管理学院实验报告课程名称：物流系统建模与仿真实验名称：流水线仿真系统专业：11级物流管理姓名：XX XX XX学号：201-----实验地点：管理学院办公楼四楼实验室实验时间：年月日指导教师：一、实验目的（1）part、machine、conveyor、labor 实体元素、variable 逻辑元素的使用；（2）掌握可视化输入、输出关系的建立；（3）掌握report 工具栏的使用和分析，并根据分析，进行系统优化设计二、实验设备Witness 2008Educational Version 、PC机一台三、实验内容1、学习元素的定义2、学习各元素可视化的设置3、学习各元素细节的设计4、运行模型四、实验步骤1.构建第一阶段（Stage1.mod）模型1)定义元素定义如下图所示的几个元素：2)建模元素详细设计这一阶段主要是输入机器加工时间、改变元素的名字3)建立元素之间的逻辑规则各个元素之间链接的逻辑规则，规则输入可以通过以下两种方法：一是通过工具栏和鼠标，一是通过元素细节对话框。

下面以机器为例：●点击选中Weigh图标，然后单击element工具栏中的visualinput rule图标，出现input rule for weigh 对话框：●规则文本框的缺省值为pull――；●在规则文本框中输入“PULL Widget out of WORLD”，定义了机器Weigh 加工完成一个Widget 之后，从本系统模型的外部WORLD 处拉进一个Widget 进行加工。

规则定义结果显示如图4)运行模型模型运行100 分钟会有19widgets 被加工完成。

2.构建第二阶段（Stage1.mod）模型1)本阶段需要添加的机器为清洗（wash）、加工（produce）、检测（inspect），添加的输送带为C1、C2、C3，同时添加了一个逻辑元素――变量output，用于动态显示模型中加工完成的小零件的数量。

课程名称：物流库存系统witness仿真实验一、实验目的学会运用witness来仿真物流模型，进而学会运用软件对物流库存系统进行分析二、实验环境Witness2003三、实验原理Witness仿真软件可以用来仿真物流模型，利用witness可以十分直观地得到我们物流库存系统的相关数据。

四、实验过程1 分析：对我们要做的物流库存系统进行分析得到所需的数据。

某商店销售产品A，顾客到达时间间隔服从均值为0.1个月的指数随机分布，需求批量服从如下的概率密度函数：C1=1元/件.月C2=5元/件C3=K+mQ=32+3Q,K—订货附加费，电话、订单传递等；m—单件订货费，例如运输费，保险等；Q—订货量；订货策略（littles，bigs）平I超过下限s，则不定货；若低于s，定货量Q为库存上限S与I之差，即订货提前期为1个月仿真建模：A、元素定义jianyankucun PART 每隔1月到达一次，进行库存检查和采购决策quehuowupin PART 当仓库中的“物品”不足时，由缺货物品填补，缺货物品进入系统的数量为系统缺货量wupin PART 客户需要的物品cangku BAFFER 存储物品的仓库caigou MECHINE:batch 根据NeedPurchase和Q来进行物品采购kehuxuqiu MECHINE:assembly 模拟客户到达和获取物品bigs V ARIABLE：real 库存决策中的littles V ARIABLE：real 库存决策中的cost V ARIABLE：real 统计库存系统存储费、缺货费、订货费和三项费用之和needpurchase V ARIABLE：integer 控制变量，当其为1是，表示需要采购；当其为0时，表示不需采购Q V ARIABLE：real 当期采购批量RA DISTRIBUTION 某一客户需求的数量B、元素可视化C、细节定义PULL from cangku，wupin out of world;Cost (2) = Cost (2) + 5 * NPARTS2 (ELEMENT,quehuowupin ,0);IF NPARTS (cangku）<littles NeedPurchase = 1Q = BigS -NPARTS (cangku）ELSENeedPurchase = 0ENDIF;Cost (1) = TIME * APARTS (cangku）*1; Cost (4) = Cost (1) + Cost (2) + Cost (3);IF NeedPurchase= 1PULL from wupin out of world ELSEWaitENDIF;NeedPurchase= 0 ;0Cost (3) = Cost (3) + 32 + 3 * Q ; PUSH to cangku;3行模型仿真数据得出结果。

基于witness的系统建模与仿真实验报告本文主要介绍了基于witness的系统建模与仿真实验报告。

首先，对witness进行了简单介绍，witness是一款用于模拟连续流程和离散事件仿真软件。

其次，介绍了系统建模的步骤，包括确定模拟对象、建立流程模型、构建事件模型、设置实验参数等。

最后，对一个实际案例进行了模拟仿真实验，展示了witness在系统建模与仿真方面的应用。

一、witness简介witness是一款全球领先的、面向工业制造领域的仿真软件，是英国Lanner公司开发的产品。

witness软件提供了连续流程仿真和离散事件仿真两种模拟方式，支持多种仿真方法和数学模型，可以为用户提供高质量的仿真分析服务。

witness的用户涵盖了各行各业，包括制造业、物流业、金融业、航空航天业等。

二、系统建模步骤1. 确定模拟对象在进行系统建模和仿真实验之前，需要确定所要模拟的对象，例如某个工厂的生产线、某个物流中心的物流过程等。

确定模拟对象后，需要收集足够的数据和信息，包括生产能力、生产工艺、规模等方面的数据，以及原材料、半成品、成品、设备等物资的数量、规格等详细信息。

2. 建立流程模型在witness软件中，可以通过图形化界面来建立流程模型。

首先需要定义流程中的各个部分，例如生产线的各个工位、物流中心的各个处理环节等。

然后需要建立这些部分之间的联系和依赖关系，例如生产线上的各个工位之间的输送关系、物流中心中不同处理环节之间的物流传递关系等。

3. 构建事件模型在witness软件中，事件模型是指各种随机或固定的事件，包括人员进出场、设备故障、运输工具到达、货物装卸等。

建立事件模型需要考虑到各种可能出现的情况，例如人员疲劳、设备老化、交通堵塞等，同时需要有合理的处理方式。

在witness软件中可以为各种事件赋予不同的概率分布，以便于模拟真实情况。

4. 设置实验参数在建立模型的基础上，需要设置一系列实验参数，包括模拟时间、模拟人数、随机数种子等。

基于witness的厂区物流系统仿真与分析仿真技术的优势在于可以对规划中的系统或现有配置提出各种假设并建立合理的仿真模型，在计算机中运行仿真系统，测试和检验仿真模型在各种运行状态的绩效。

目前，基于witness的物流系统仿真的研究主要集中在对集装箱码头物流系统的仿真，主要有码头规模和资源配置优化、运营环节局部的设备配置和泊位分配，码头装卸能力和泊位通过能力研究，以及装卸工艺方案设计和改善等方面。

文献3在构建配送中心的成本模型基础上，使用了witness的仿真与优化程序包，研究需求随机、存储策略为（T，s,S）的物流系统，确定其最优的配送中心选址策略。

文献4指出当前对于物流系统的研究以宏观物流为对象的较多，而针对企业内部的生产物流即微观物流的研究则较少。

为此，我们以某包装企业厂区内的物流系统为研究对象，利用witness仿真工具建立了从厂门口到仓库再到出厂整个过程的物流运输仿真模型，利用该模型考虑了调度策略和工位比例对运输总时间的影响关系，最终给出了厂内物流系统的优化建议。

1,.问题描述某公司是一家包装材料生产厂，随着产品质量和品牌知名度的不断提升，产品开始出现供不应求的良好局面。

因此，企业管理层开始考虑扩大生产规模，初步提出新增多条生产线方案。

生产线的增加势必带来仓库成品数量的增加以及原材料需求的增加；另一方面，由于厂区面积以及库存容量的限制，要求物流系统要把当天的产品运出厂区，并且要把所有原材料准时运到仓库指定位置。

因此，给定数量的物流车辆能否在一天之内完成这两项任务成为需要考虑的问题，以及如何配置相应的资源才能使得花费的时间最短。

2.厂区物流系统仿真建模为了实现厂区内物流状况的预先模拟、实时再现和对仿真过程进行实时干预，应用witness仿真系统对物流系统进行实时干预，应用witness仿真系统对物流系统进行可视化的仿真，这样便于表达数学模型中不能完全表达的物流系统中各要素之间的关系，利于发现物流过程的瓶颈。