生产系统建模与仿真实验报告

企业生产仿真实训报告1. 概述本报告为某企业生产仿真实训的总结报告，通过实训活动，以企业生产过程为模型，利用仿真软件进行模拟，分析并优化生产流程，提高生产效率和产品质量。

2. 实训目标本次实训的主要目标是通过仿真模型，深入了解企业生产流程，找出瓶颈和问题所在，提出相应的改善方案，以提高生产效率和产品质量，在不增加额外成本的情况下实现效益最大化。

3. 实训过程3.1 数据收集在进行生产仿真之前，我们首先需要收集企业生产过程中的各项数据，如生产线上的工序、工人数量、工作时间、机器设备使用情况等等。

通过深入了解企业的生产现状，才能更准确地模拟整个过程。

3.2 建立仿真模型在收集到足够的数据后，我们利用仿真软件建立了企业的生产仿真模型。

模型包括了各个环节的工序、工人和设备的数量，以及工作时间和效率等参数。

3.3 仿真模拟通过对建立的仿真模型进行仿真模拟，我们可以模拟出整个生产过程中的各个环节，并及时获取各项数据指标。

通过这些数据，我们可以了解到当前的生产效率、产能和质量等情况。

3.4 问题分析根据仿真模拟的结果，我们可以找出生产过程中的瓶颈和问题所在。

可能出现的问题包括：工序时间过长、工人负担过重、机器设备利用率低下等等。

通过针对问题的分析，我们可以定位问题并找到解决办法。

3.5 优化方案根据问题分析的结果，我们可以提出一些优化方案。

例如：调整工序的安排，减少非生产时间；增加工人数量，平衡工作负荷；优化机器设备的使用计划，提高利用率等等。

这些方案将会在模型中进行仿真验证。

3.6 优化结果通过对优化方案的仿真验证，我们可以得出优化后的生产效果。

数据指标的提升将会反映出优化方案的有效性。

根据结果进行调整，直到达到我们预期的目标。

4. 实训成果通过本次企业生产仿真实训，我们获得了以下成果：4.1 问题解决通过对生产仿真模型的分析和优化，我们成功解决了生产过程中的一系列问题和瓶颈。

优化后的生产流程更加合理高效，工人负担得到缓解，机器设备利用率得到提高。

一、实验名称Witness仿真软件认识（一）——排队系统二、实验目的1、认识熟悉软件；2、掌握排队系统仿真，了解排队系统的设计；3、熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的用法；4、深入研究系统Part的用法；5、研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响。

三、实验设备仪器及材料计算机、Witness仿真软件四、实验内容单服务台排队系统仿真（M/M/1）五、实验原理1、排队系统是离散事件系统中典型的问题。

排队系统的要素是顾客和服务台。

“顾客”一词可以是人、机器、飞机、零件和信息等任何一个到达系统并需要服务的实体。

“服务台”指售货员、出纳柜台、机器、生产线、防空系统和通讯设备等提供顾客所需服务的一切实体。

影响排队系统的主要因素有：到达模式、服务模式、服务台数、系统容量和排队规则。

2、排队系统指标：服务台利用率：ρ=λ/μ平均对长：L=ρ*ρ/(1-ρ)系统中平均顾客数：L=ρ/(1-ρ) 顾客停留时间:W=L/λ=1/(μ-λ) 平均等待时间：WQ=λ/[μ*(μ-λ)]六、实验过程及步骤1、元素定义（Define）本排队系统共有6个元素，具体定义如下表：仿真模型图2、元素可视化（Display）设置（1）、Part元素可视化设置：在元素选择窗口guke元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“顾客”，Icon选择图片。

（2）、Buffer元素可视化设置：在元素选择窗口paidui元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“排队队列”，Icon选择图片，Rectangle 和PartQueue。

（3）、Machine 元素可视化设置：在元素选择窗口fuwuyuan元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“服务员”，Icon选择图片，PartQueue。

生产系统建模与及仿真实验报告实验一Witness仿真软件认识一、实验目的1、学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法；2、学习生产系统的建模与仿真方法。

二、实验内容学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法三、实验报告要求1、写出实验目的:2、写出简要实验步骤；四、主要仪器、设备1、计算机（满足Witness仿真软件的配置要求）2、Witness工业物流仿真软件。

五、实验计划与安排计划学时4学时六、实验方法及步骤实验目的：1、对Witness的简单操作进行了解、熟悉，能够做到基本的操作，并能够进行简单的基础建模。

2、进一步了解Witness的建模与仿真过程。

实验步骤：Witness仿真软件是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。

它可以用于离散事件系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。

目前已成功运用于国际数千家知名企业的解决方案项目，有机场设施布局优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。

◆Witness的安装与启动：➢安装环境：推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存，Windows98、Windows2000、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。

➢安装步骤：⑴将Witness2004系统光盘放入CD-ROM中，启动安装程序；⑵选择语言（English）；⑶选择Manufacturing或Service；⑷选择授权方式（如加密狗方式）。

➢启动：按一般程序启动方式就可启动Witness2004，启动过程中需要输入许可证号。

◆Witness2004的用户界面：➢系统主界面：正常启动Witness系统后，进入的主界面如下图所示：主界面中的标题栏、菜单栏、工具栏状态栏等的基本操作与一般可视化界面操作大体上一致。

这里重点提示元素选择窗口、用户元素窗口以及系统布局区。

实验四混流生产系统建模与仿真一、实验目的掌握part route在混流生产系统建模中的应用二、实验内容有一个制造车间由5组机器组成，第1，2，3，4，5组机器分别有3，2，4，3，1台相同的机器，假定存在三种类型的作业1，2，3，其到达车间的间隔时间分别服从均值为50，30，75分钟的指数分布。

第1，2，3种类型的作业分别要求完成4，3和5道工序，而每道工序必须在指定的机器组上，按照事先规定好的工艺顺序进行。

不同类型作业的工艺路线如表1所示。

于是，第1种作业首先在第3组机器上加工，然后在第1组、再后来在第2组机器上加工，最后在第5组机器上完成最后工序，表一工艺路线如果一项作业在特定时间到达车间，发现该组机器全都忙着，该作业就在该组机器处排入一个FIFO规则的队列。

在特定机器上完成一个工序的时间是一种按二阶爱尔朗分布的随机变量，它的平均值取决于作业类别以及机器的组别。

每种作业的每道工序的平均服务时间如表2所示：表2 工序的平均服务时间于是，一个第2类作业在第4组机器上（第一道工序）的平均服务时间要66分钟。

三、实验步骤1、根据题意画出系统模型，截图如下：2、对part001进行设置，到达车间的间隔时间服从均值为50分钟的指数分布，机器组别为3，1，2，5，其加工时间分别为30，36，51，30：3、对part002进行设置，其到达车间的间隔时间服从均值为30分钟的指数分布，机器组别为4，1，3，加工时间分别为：66，48，45：4、对part003进行设置，其到达车间的间隔时间服从均值为75分钟的指数分布，机器组别为2，5，1，4，3，在各机器上的加工时间分别为：72，15，42，54，60：5、对机器进行设置，第1，2，3，4，5组机器分别有3，2，4，3，1台相同的机器，其加工时间根据零件而定：6、运行系统：四、系统改善和优化1、假定在保持车间逐日连续工作的条件下，来仿真365个8小时工作日的工作，运行后统计如下：Machine001：Machine002：Machine003：Machine004：Machine005：2、在运行365天后，通过分析可知，machine001和machine002的队列分别为30和27，总体来说已是比较理想，但machine003的平均利用率只有71%，为了节约成本可考虑相应的减少一台machine003.3、经过减少一台machine003后，在运行365*8*60分钟后，经统计可以看到各设备的利用率都达到了98%以上，从整年来看，其队列堆积分别为49、41、23、0、0，这个在一定程度上是可以接受的。

建模与仿真实验报告建模与仿真实验报告引言建模与仿真是一种常用的方法，用于研究和分析复杂系统的行为。

通过建立数学模型并进行仿真实验，我们可以更好地理解系统的运行机制，预测其未来的发展趋势，并为决策提供依据。

本实验报告将介绍我所进行的建模与仿真实验，以及所得到的结果和结论。

1. 实验目标本次实验的目标是研究一个电动汽车的充电过程，并通过建模与仿真来模拟和分析其充电时间和电池寿命。

2. 实验步骤2.1 建立数学模型首先，我们需要建立一个数学模型来描述电动汽车充电过程。

根据电动汽车的充电特性和电池的充电曲线，我们选择了一个二阶指数函数来表示充电速度和电池容量之间的关系。

通过对历史充电数据的分析，我们确定了模型的参数，并进行了合理的调整和验证。

2.2 仿真实验基于建立的数学模型，我们使用MATLAB软件进行了仿真实验。

通过输入不同的充电时间和初始电池容量，我们可以获得充电过程中电池容量的变化情况，并进一步分析充电时间与电池寿命之间的关系。

3. 实验结果通过多次仿真实验，我们得到了一系列充电时间和电池寿命的数据。

根据这些数据，我们可以绘制出充电时间与电池寿命的关系曲线。

实验结果表明，充电时间与电池寿命呈现出一种非线性的关系，即充电时间的增加并不总是能够延长电池的使用寿命。

4. 结果分析通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：4.1 充电时间的增加并不总是能够延长电池的使用寿命。

虽然在一定范围内增加充电时间可以提高电池的容量，但过长的充电时间会导致电池内部产生过多的热量，从而缩短电池的寿命。

4.2 充电速度对电池寿命的影响较大。

较快的充电速度会增加电池的热量产生，从而缩短电池的寿命；而较慢的充电速度则可以减少电池的热量产生，延长电池的寿命。

4.3 充电时间和电池寿命之间的关系受到电池类型和充电方式等因素的影响。

不同类型的电池在充电过程中表现出不同的特性，因此在实际应用中需要根据具体情况进行充电策略的选择。

系统建模与仿真实验报告系统建模与仿真实验报告1. 引言系统建模与仿真是一种重要的工程方法，可以帮助工程师们更好地理解和预测系统的行为。

本实验旨在通过系统建模与仿真的方法，对某个实际系统进行分析和优化。

2. 实验背景本实验选择了一个电梯系统作为研究对象。

电梯系统是现代建筑中必不可少的设备，其运行效率和安全性对于整个建筑物的使用体验至关重要。

通过系统建模与仿真，我们可以探索电梯系统的运行规律，并提出优化方案。

3. 系统建模为了对电梯系统进行建模，我们首先需要确定系统的各个组成部分及其相互关系。

电梯系统通常由电梯、楼层按钮、控制器等组成。

我们可以将电梯系统抽象为一个状态机模型，其中电梯的状态包括运行、停止、开门、关门等，楼层按钮的状态则表示是否有人按下。

4. 仿真实验在建立了电梯系统的模型之后，我们可以通过仿真实验来模拟系统的运行过程。

通过设定不同的参数和初始条件，我们可以观察到系统在不同情况下的行为。

例如，我们可以模拟电梯在高峰期和低峰期的运行情况，并比较它们的效率差异。

5. 仿真结果分析通过对仿真实验结果的分析，我们可以得出一些有价值的结论。

例如，我们可以观察到电梯在高峰期的运行效率较低，这可能是由于大量乘客同时使用电梯导致的。

为了提高电梯系统的运行效率，我们可以考虑增加电梯的数量或者改变乘客的行为规则。

6. 优化方案基于对仿真结果的分析，我们可以提出一些优化方案来改进电梯系统的性能。

例如，我们可以建议在高峰期增加电梯的数量，以减少乘客等待时间。

另外，我们还可以建议在电梯内设置更多的信息显示，以便乘客更好地了解电梯的运行状态。

7. 结论通过本次实验，我们深入了解了系统建模与仿真的方法，并应用于电梯系统的分析和优化。

系统建模与仿真是一种非常有用的工程方法，可以帮助我们更好地理解和改进各种复杂系统。

在未来的工作中，我们可以进一步研究和优化电梯系统，并将系统建模与仿真应用于更多的实际问题中。

8. 致谢在本次实验中，我们受益于老师和同学们的帮助与支持，在此表示诚挚的感谢。

一、1.实验素材：某港口只有一个岸桥为到达的船舶提供卸货服务。

当船舶到达港口时，停入泊位等待服务。

如果岸桥空闲，则立即对其进行货物卸载作业；如果岸桥为其他船舶卸载，则船舶在泊位等待；岸桥为船舶提供服务的规则为FIFO。

假设船舶到达时间间隔服从均值为10小时的负指数分布，岸桥为每艘船的卸载时间服从[6,14]小时的均匀分布。

建立仿真模型，运行100天=2400小时，统计：1.岸桥的利用率；2.船舶的平均等待时间；港口船舶等待队列的最大长度；4.仿真结束时服务船舶的数量。

进一步考虑以下几种情况1.船舶到达时发现港口中已经有4艘船舶在等待，则选择离开；统计系统100天流失的船舶数量；（通过控制Buffer元素的Capacity实现）2.船舶等待时间超出30小时，则选择进行服务投诉（；统计系统100天中接受到的投诉数量；（通过控制Buffer元素的Delay项实现）3.港口增加了一台岸桥对船舶进行服务；仿真比较此时系统与原系统（只有一个岸桥）在绩效指标上的变化（通过设置Machine元素的Quantity项目实现）统计1.岸桥的利用率；2.船舶的平均等待时间；3.港口船舶等待队列的最大长度；4.仿真结束时服务船舶的数量2.系统分析：把一个part设定成船，一个buffer设定成泊位，一个machine设定成岸桥；3.详细建模：设施布置图：输出报告：ELEMENT NAME: 岸桥Element Type: MachineQuantity: 1Priority: LowestType: SingleCycle Time: UNIFORM (4,16,1)Input / Output RulesInput: PULL from 泊位Output: PUSH to SHIP_____________________________________________________________ELEMENT NAME: 泊位Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: RearOutput Option: FirstSearch From: Front_____________________________________________________________ELEMENT NAME: 船Element Type: PartType: Variable attributesGroup number: 1Inter Arrival Time: NEGEXP (10,1)First Arrival at: 0.0Maximum Arrivals: UnlimitedInput / Output RulesOutput: PUSH to 泊位_____________________________________________________________ 4.运行模型：5.结果分析：仿真次数 1 2 3 4 5 均值置信下限置信上限岸桥利用率96.71% 96.45% 100% 92.41% 99.95% 97.10% 0.9322 1.009 船舶的平均等待时间104.31 108.12 123.72 43.35 134.91 102.882 58.835 146.9 港口船舶等待队列的最大长度24 35 23 12 20 22.8 12.508 33.09 已服务船舶数234 222 233 212 235 227.2 214.80 239.51）设定buffer（泊位）的Capacity为4可以完成。

系统建模仿真实验报告一、实验目的 (1)二、实验内容及要求 (2)三、实验内容与步骤 (2)生产制造系统建模与仿真基础知识研究： (2)建立实验模型： (2)系统建模及初步的仿真运行调试： (3)四、系统仿真与分析 (5)五、实验心得 (11)一、实验目的本实验围绕生产物流实验系统展开，进行制造系统的建模、仿真分析与设计优化研究实践。

重点研究运用仿真软件Flexsim，对生产物流实验系统的生产运行过程进行建模、仿真和分析，并进行系统改造的方案论证。

二、实验内容及要求对照实验系统，参考有关系统资料及参考案例，在对系统的基本布局、工作特点、工作流程、及实验生产设备等进行详细研究的基础上，运用Flexsim工具进行建模，并对其生产过程进行仿真。

通过仿真分析了解有关生产实验系统方案是否满足预期运行目标的需要，并且针对仿真生产过程中所表现出来的缺陷与瓶颈问题，提出改进方案。

最终完成对于该生产系统的整体产能及物流运作分析，为系统改造决策提供参考依据。

三、实验内容与步骤生产制造系统建模与仿真基础知识研究：结合有关实验系统的生产运作原型，深入研究制造系统的运作控制，及其系统建模与仿真相关知识；熟悉掌握Flexsim建模仿真工具及其安装运行环境，为具体的实验与分析应用做好前期的理论与技术知识准备。

建立实验模型：本实验所涉及的是一个柔性制造系统的生产线（如图1-1所示），它主要有四条流水线组成，同时加工两种不同原材料（以下称原材料a和原材料b），最后把加工后的两种半成品和另一种原材料（以下称原材料c）装配起来，成为成品d。

在模型中，设有存放原材料a、b和成品d的组合式货架，存放原材料c的货栈，它们分别通过堆垛机和AGV小车与生产线相联通，组成系统。

具体物流过程简述如下：(1) 组合式货架用来存放待加工的原材料和成品，货架配备堆垛机，用于从货架上取下原材料，并运到生产线上进行加工。

货架上混合存放a、b两种货物，堆垛机随机取出货物，放入出货台。

系统仿真:以计算机和其他专用物理效应设备为工具，运用系统模型对真实或假想旳系统进行实验,并借助于专家经验知识、记录数据和信息资料对实验成果进行分析研究，进而做出决策旳一门综合性和实验性学科1．系统三要素:实体属性活动２.仿真三要素和三活动三要素:系统模型计算机三活动：系统建模仿真建模仿真实验仿真环节：系统建模仿真建模程序设计仿真输出分析3. 仿真分类(1）根据模型旳种类:物理仿真数学仿真/计算机仿真物理－数学仿真（半实物仿真) (2)仿真时钟和实际时钟旳比例: 实时仿真亚实时仿真超实时仿真（3)根据系统模型旳特性：持续系统仿真离散事件系统仿真4. 离散系统实体属性实体旳特性用特性参数或变量表达（实体旳分类实体行为旳描述排队规则）事件离散事件系统由事件来驱动旳(顾客达到顾客离开)活动实体在两个事件之间保持某一状态旳持续过程;用于表达两个可以辨别旳事件之间旳过程,它标志着系统状态旳转移。

（顾客达到。

排队。

服务开始事件。

服务。

离开）进程由若干个有序事件及若干有序活动构成,描述涉及事件及活动间旳互相逻辑关系及时序关系( 顾客达到。

排队。

服务开始事件。

服务。

离开)５仿真钟旳推动事件调度法:选择具有最早发生时刻旳事件按照事件发生旳先后顺序不断执行相应旳事件例程固定增量时间:选择合适旳时间单位T作为仿真钟推动时旳增量若该步内若无事件发生,则仿真钟再推动一种单位时间Ｔ。

该步内有若干个事件发生,则觉得这些事件均发生在该步旳结束时刻。

解决这些事件时顾客必须规定当浮现这种状况时各类事件解决旳优先顺序。

６库存订货量:Ｑ重新订货点：ＲL订货提前期:LＴ订货准备时间、发出订单、供方接受订货、供方生产、产品发运、产品达到、提货、验收、入库等提前期为随机变量。

库存５大要素:(1）需求按需求旳时间特性:持续性需求、间断性需求按需求旳数量特性:拟定性需求、随机性需求(2)补充(订货)订货提前期(从订货到进货旳时间)订货周期订货量(3)库存最小库存量（安全库存) 最大库存量(4)费用订货费库存费缺货损失费生产费用（库存系统旳目旳:在满足需求旳前提下库存费用最低)(5)存储方略ｔ0循环方略:每隔固定期间t０补充固定库存量Q0,适应于需求恒定状况(定期定量)(ｓ,S)方略:设库存余额为I，s为安全库存量，S为最大库存量（库存容量）,当存储量I>s时不补充;当存储量Ｉ≤s时，补充量Ｑ=Ｓ-Ｉ。

（一）基于witness的单服务台排队系统仿真实验一、实验目的：1.了解排队系统的设计。

2.熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的用法。

3.深入研究系统元素Part的用法。

4.研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响。

二、实验设备：计算机、witness仿真软件三、实验过程：1、元素定义（Define）本排队系统共有6个元素，具体定义如下表：2、Part元素可视化设置；Buffer元素可视化设置；Machine元素可视化设置；Variable元素可视化设置；Timeseries元素可视化设置；3、根据实验要求，分别对Part、Buffer、Machine、Timeseries类型的元素进行细节设置四、实验结果：队列积分（jifen0）：25388Guke：Fuwuyuan:Paidui:五、实验过程中遇到的问题及实验总结：通过数据报告可以发现，不同顾客的服务时间和顾客的到达特性，对应的仿真结果有所不同。

顾客的到达特性以及顾客的服务时间都影响着排队系统的最大队长、最小队长和平均队长以及平均每位顾客的等待时间。

（二）基于witness的库存系统仿真设计实验一、实验目的：1.熟悉系统元素Track、Vehicle的用法。

2.深入研究系统元素Part的用法。

3.了解库存系统的设计。

4.寻找最佳库存策略。

二、实验设备：计算机、witness仿真软件三、实验过程：1、对元素Part：p、kucun；Buffer：kucun1；Machine：xuqiu；Track：load1、unload1；Vechicle：car；Variable：c、c1、c2、c3；Distribution：ra和Timeseries：kucunliang进行定义和可视化设置；2、对各个元素进行细节设计：（1）对kucun细节设计，如type、interarrival、actions on create等；（2）对kucun1细节设计，capacity和input；（3）对xuqiu细节设计，如type、input、output等；（4）对load1、unload1细节设计（5）对car细节设计，如capacity、speed等；（6）对ra细节设计（7）对Timeseries元素kucunliang细节设计；设计结果如图所示：对仿真钟进行设置，运行100仿真时间单位，进行运行；四、实验结果：五、实验过程中遇到的问题及实验总结：由实验结果可以看出，方案（L=20，S=40）的总费用最少，所以该方案最优。