Flexsim物流系统建模与仿真ppt课件(完整版)

1、Flexsim 物流系统建模与仿真 第一部分（生产物流）01第一部分生产物流02第二部分仓储物流03第三部分配送物流目录第一部分 生产物流01020304离散型流水作业线设计混流生产线排程混流生产线排程制造加工车间仿真优化相关介绍生产系统布局是在一定生产环境下，制造系统设计人员根据生产目标确定制造系统中各设备的布局形式和位置。生产车间设备布局设计是将加工设备、物料输送设备、工作单元和通道走廊等布局实体合理地放置在一个生产车间内的过程。1.离散型流水作业线设计根据位置关系，布局类型分为：产品布局；工艺布局；固定位置布局；成组单元布局。产品布局固定布局工艺布局切割切割切割切割铣铣铣铣磨磨钻钻钻单元

2、布局布局类型的比较布局形式适用范围优点缺点产品布局大批量、少品种的生产结构简单、物流易控制、物料处理柔性高只考虑定量要求，不考虑定性要求工艺布局同种产品多，产量低、产量中等批量生产运输成本低、有柔性、可应对多种工艺要求流动时间长、工序冲突、成本高、效率低固定布局大型，少数量产品的生产产品不动、费用较低缺乏存储空间、控制系统复杂、管理复杂混合布局对上述布局形式扬长避短系统柔性高、效率高、单位产品陈成本低系统复杂单元布局成组技术、加工类似产品、产量中等单元制造省去物料处理问题、效率较高柔性较差、要求需求稳定、一旦变化优势不再案例分析某公司炼漂车间生产线由两台胚布打卷机、两台脱脂漂白高效压锅炉、两台

3、烘桶组成，每台机器由一个工人操作。整条生产线工作流程如下：将原料仓库的外购胚布机输送到两台胚布打卷机处理，中型规格的胚布打卷每台5.5h处理一个大卷，然后用运输机运送进高压锅炉进行脱脂漂白的煮炼，整个过程8分钟。2台脱脂漂白高压锅炉进行脱脂漂白，两种不同型号高压炉可以分别处理3个和2个大卷，其中处理3个大卷的煮炼时间为5.7h，处理2个大卷的煮炼时间为5h。由于脱脂漂白高压锅炉运行成本的关系，每次都是上游达到3个大卷存货时开启脱脂漂白高压锅炉，煮炼结束之后有运输机把高压锅炉内取出的纱布卷输送至烘桶，运输时间为4分钟。将布卷在烘桶机器上进行展开烘桶后细分打卷，每台烘桶只能处理一个大卷胚布，处理时

4、间为每台机器6.8h，细分打成的小卷暂时搁置在机器旁边的运输车内，1个大卷可以分成两个小卷，当运输车装满两个小卷胚布后运至码布车间。本次仿真时间以一星期为单位，6个工作日每天24小时，共计144小时，假定1个仿真时间代表现实一个星期，实体如下：设备名称对仿真实体（可变）时间胚布打卷机1Processoe2330胚布打卷机2Processoe3330高压锅炉1Processoe6342高压锅炉2Processoe8300烘桶1Processoe11408烘桶2Processoe12408输送带1Conveyor4速度为1，长度为8输送带2Conveyor9速度为1，长度为4实体选择平面布局原材料

5、进入胚布打卷机胚布打卷机暂存区暂存区烘桶烘桶暂存区码布车间脱脂漂白高压锅炉脱脂漂白高压锅炉仿真模型仿真结果整个仿真模型运行时间为8640min，所以设置stop time为8640min。通过仿真可以看出，在烘桶工序和脱脂漂白 工序之间的暂存区产生了待加工产品积压严重的情况，并通过饼图了解每台机器的工作情况。仿真结果1.胚布打卷机；2.脱脂漂白高压锅炉；3.烘筒；优化方案从工序2、3入手。将工序2中3卷才加工改为2卷就加工，将原有的可加工3卷的脱脂漂白高压锅炉除去，只用加工2卷的高压锅。购置新的烘筒加至工序3，增强工序3的吞吐能力，消除工序2、3间的瓶颈。优化方案模型性能分析1.工序2的生产能

6、力比较：为改进的2台脱脂漂白高压锅炉产量为48卷，之后为50卷。在减少设备的情况下，虽然产生了0.2%的拥堵现象，但生产能力却提高了。2.工序3的比较：改进前的工学3生产量为36卷，之后为47卷，产量大幅提升，生产积压完全消化，消除了瓶颈。未改进时2台烘筒效率为88.1%，改进后位80.2%、50.9%和57%。3.总产量的比较：改进前的生产线和改进后的生产线在入码车间的产量分别为36卷和46卷，增加10卷，提高27.8%。2 混流生产线排程混合生产线排程概述混流固定比例流水线（简称为混流生产线）是一种广泛应用于冰箱、电热水器等家用电器生产的流水线生产方式，其排产问题是指确定在一定事件段上（通

7、常在冰箱行业中为一周或两周）各条生产线上各种产品的生产数量。特点混流生产线的显著有点为既能满足市场大批量的需要，又能同时生产多种产品，满足不同客户的要求。但它的最大缺点是产出受到夹具数量、比例的限制。混流生产线的一般假设(1)在生产能力允许的前提下尽量不调整夹具，调整夹具时也只影响被调整的夹具产量（调整时间为H小时），其余夹具不受影响；(2)生产线双班，正常工作时间16小时，工作期间夹具均衡产出；(3)尽量不加班，若需加班，单条生产线每天加班时间不能超过4小时且为整数。排产模型假设有m条生产线，n种产品，生产周期为W天，夹具的调整时间为H小事的混流生产线的排产模型如下。模型中与第i种产品（i=

8、1，n）相关的符号为：需求量 Di，期初库存Ii0，期末库存Ii，本期产量Pi，本期可能的缺货Yi，单台产品库存成本Ki，单台产品的缺货成本Bi；与第j条生产线（j=1，m）相关的符号为：期初第i 种产品的夹具数Aij0 ，单付夹具每日产量Sj ，生产线夹具调整数Mj ，固定成本C1j ，单台变动成本C2j ，每小时加班成本C3j ，单付夹具调整成本C4j ，生产周期内总加班时间Tj ，决策变量Xij为计划期内第i种产品在第j条生产线上的生产数量。排产模型目标函数（1）表示单台平均成本最小化；约束（2）表示每种产品的生产量与其缺货之和不小于其需求量与库存量的增量之和；（3）表示每条生产线的生产

9、时间与夹具调整时间之和等于其正常工作时间（用单产表示）与加班时间之和，其中Aij0为第j条生产线期初夹具的总数；约束（4）表示库存和缺货不能同时发生；（5）为生产线在排产Xij下夹具调整数的表达式，其本身不表示约束，引入该式主要是为了描述的方便与模型的简洁性；约束（6）表示每条生产线每天加班不能超过4小时，因而在生产周期内表示每条生产线总的加班时间不能超过4*W;（7）为非负与整数约束。排产方法案例描述3 种产品分别以10，5，2 单位的批量，每隔30分钟到达混合生产线（车床3台，钻床3 台，铣床2 台，磨床3 台，检验台2 台），加工和检测时间见下表。产品加工时间/分钟检验时间/分钟车床钻床

10、铣床磨床A55444B44343C45341概念模型设备的平均故障间隔时间（MTBF）和平均维修时间（MTTR）均服从均值为1500 分钟和30 分钟的指数分布，其中不合格品（5%）将返回相应的工段进行再加工，多余的则暂存于缓存库中（图2-1）。顾客订单为：产品A1000件、产品B500 件、产品C200 件。排产优化的目标是交货期最短，满足订单后的缓存库存最低。仿真布局图Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit.参数设定（1）连线：根据整个临时实体流动过程（生产流程）用A线将各个实体连接起来。（2）发生器：首先我们将实体

11、类型分为三种，分别代表ABC 三类产品。以source1为例。（3）处理器：涉及的处理器包括3台车床、3台钻床、2台铣床、3台磨床、2台检验台。因为A、B、C 三种产品都需要经过这一系列处理器，而且处理三种产品所对应的时间均不同，所以这里需要利用全局表来实现这一功能。处理器需要利用全局表来实现这一功能。首先点击菜单栏Tools，在下拉列表里选择Global tables，选择Add。新建一个三行五列的全局表，反映三种产品加工时间。接着设置每一个处理器process time，在下拉列表里选择by global table，点击之前设好的全局表，并在breakdowns 标签下新建一个MTBF

12、MTTR（故障时间）按要求进行参数设置。Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit.在检验台的地方，有5%的不合格品将返回相应的工段进行再加工，所以需要在相应处理器flow里设置如下：（4）暂存区设置：每一个环节之间都会有暂存区存在，起到缓冲储存的作用。在检验台之后的暂存区需要对实体进行分类型输送，所以需要设置其send to port，选择by expression。（5）缓存与原料供应控制的参数设置：成品库中产品满足顾客需求就自动停止响应的原料供应，正在加工的则继续加工并存于缓存Rack4，并通过state_conten

13、tmax 的到不同的投产方案的库存量。（6）吸收器设置：当货架满足订单需求后，货架上的货物会立刻被吸收器吸收。（7）仿真器设置：排产方案（3 种产品的到达加工顺序和时间）通过Simulation Experiment Control 的实验变量设置。经过分析，实际可采用7 种排产方案：3种产品同时到达或相隔10min到达（ABC.BAC,CAB 等）。该系统仿真属于终止型仿真，根据固定样本数量法，仿真5次。性能评价模型编译、运行后。可在Simulation Experiment Control 下的performance measures 下查看运行结果：评价结果从图表中可以看出，我们选择置信

14、度为99%，置信度越高越与真实情况接近。而且方差越小，效果越好，所以从7 种情景的结论可以看出，效果最好的是第三种情景。即三种产品到达方式为BAC具有缓存库存量最少。3 柔性制造系统CHAPTER1柔性制造概念： 柔性制造技术也称“柔性集成制造技术”，是现代先进制造技术的统称。柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制作加工技术于一体，把以往工厂企业中相互孤立的工程设计、制造、经营管理等过程，在计算机及其软件和数据库的支持下，构成一个覆盖整个企业的有机系统。柔性制造的表述： 柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化

15、的能力，可用在有干扰（如机器出现故障）情况下，系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。010203040506制造柔性的体现机器柔性产品柔性生产能力柔性工艺柔性维护柔性扩展柔性运行柔性0701020304柔性制造系统组成柔性制造系统（FMS）柔性制造单元（FMC）柔性制造单元（FMC）柔性制造工厂（FMF）下图为系统全局图，包括从立体仓库取料到加工、装配、后续加工检测及回库等各个环节；上图为数控车床、数控铣床、机器人及激光雕刻机单元；另外，系统有单独控制台，用于整个系统的节拍控制。案例描述本案例为一柔性制造生产系统仿真设计平台，该平台实体如下图所示 该系统主要是进行上盖、下箱、销钉

16、的加工、装配、检测和水晶雕刻，码垛机从立体仓库中取料至传送带，各工序识别加工零件、进行加工、装配、然后进行清洗、热处理、打标签、综合检测、废品分拣，最后合格成品回库形成一个闭环的FMS；实现了物料流和信息流的自动化。传送带、码垛机运输速度参数如右图所示运输机械运输速度/(*min-1 )传送带3码垛机1.5加工时间参数表加工单元加工工序加工时间/s小型数控铣铣削加工7机械手取料13机械手下料12上箱装配32装配上盖装配18销钉装配8数控加工数控车10数控铣12激光雕刻10后续处理清洗（热处理）15打标签14图像识别8综合监测5废品分拣合格品4不合格品4回库取料到堆垛机0平面布局Lorem ip

17、sum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing （1）立体仓库：RMS 立体仓库分为5 个区域，分别储存A、B、C 三种原材料、托盘以及最后加工的成品。每个货架迁移实体均由不同的source产生，其中有一个source产生托盘，

18、其余均为textured colored box。并分别用不同的颜色加以区别。一开始均产生100个实体。（2）取料：从立体仓库到传送带需要利用巷道堆垛机进行取料作业。（3）小型数控铣：小型数控铣的原材料由单独的source生产，并置于缓冲区queue中等待。待托盘到达上箱装配线时组合在一起。（4）合格检验：在合格品检验时，合格与不合格的比例为9：1，合格品由叉车搬运到成品货架上。仿真的实现1 拉式流动式柔性制造单元（FMC）2.推式流动方式3.消息驱动机制工艺流程具体实现1）多种产品进入同一排队序列等待处理器加工。加工策略有：无条件(No Requirement)，拉入临时实体时没有任何条件限

19、制；指定临时实体类型(Specific itemtype)，按照临时实体的类型拉入，临时实体的顺序可以按照工艺要求来设置；指定标签(Specific Label)，按照实体的标签进行设置，以标签作为拉入依据；分情况选择实体类型(Itemtype By Case)，根据临时实体的类型，以及对相应类型对应的条件拉入；指定排队序号，对临时实体进行排序，按照顺序依次拉入；类型数组(Array of ltemtype)将临时实体类型与设置好的数组中的类型进行比较，如果有便将实体拉入。2）多条队列不同产品进入同一处理器。仿真策略如下：指定端口(specific Port)，从指定的端口中拉入，如果端口不可

20、用，将一直等待直到可用为止；任意端口，在所有连接端口可用的情况下，按顺序从端口拉入；轮循(Round Robin)，按轮循模式(数字轮序)从端口拉入；最长排队队列(Longest Queue)，从排队最长的端口拉入；等待时间最长(Longest waiting)，从等待时间最长的端口拉入；按百分比输入，根据端口输入的百分比从各端口中拉入；按条件选择，根据事先设定好的拉入程序依次拉入；全局表(Global Table)，事先设置好全局表作为程序依次拉入。3）工艺路线出现逆回和旁路。以推动方式实现仿真:指定端口(specific Port)，将临时实体发送到指定的端口号；排队最短(Shortest

21、 Queue)，发送到当前数量最少的那个实体；随机端口(Random Port)，将实体发送到一个随机端口；按实体类型(By ltemtype)，将特定类型的临时实体发送到与类型号相同的各个输出端口；对应实体类型(Matching itemtype)，将临时实体发送到特定的端口，此端口与一个工作实体相连，该工作实体包括处理了涉及的临时实体类型相同的临时实体。装卸搬运1）物流节点和物流路径2）搬运路径优化3）交通控制物流节点、物流路径、交通控制器仿真模型14 制造加工车间仿真优化概念生产系统设计是一个庞大的离散事件系统。一般将生产系统设计分为布局问题、物流最优化设计与搬运系统规划分别进行研究。物

22、流路径设计无论是工厂的总平面布局、车间布局，或者制造单元布局，都要考虑物料流、信息流和人员流的流动形式。物料的基本流动形式有6种：直线型、L型、U型、环型、S型和W型，如下表。 物料基本流动形式依据物流路径形式，设施布局主要有单行布局、多行布局和环型布局三种：单行布局：环形布局：多行布局：物料搬运系统设计物料搬运是对物料进行搬上、卸下、移动的活动。据统计，搬运费用占总生产费用的30%-40%。在现代制造业中，物料搬运的影响和复杂性与日俱增。物料搬运系统是指将一系列的相关设备或装置，用于一个过程或系统中，协调合理地将物料进行移动、储存、保护和控制，具体内容包括：（1）移动(Moving)（2）存

23、储(Storing)（3）保护(Protecting)（4）控制(controlling)物料搬运系统设计的信息主要数据P、Q、R、S、T，即：P(Product)产品和物料，包括其变化和特性；Q(Quantity)每种物品的数量；R(Routing)加工流程或搬运路线，即工艺操作过程、加工顺序或加工；S(severing)支持生产过程的服务部门或辅助部门；T(Time)与上述四项有关的时间因素，以及与设计本身进度有关的时间。关系如右图所示：案例描述某机加工车间，主要生产钻床主轴，主轴箱和型芯块。车间内有8台车床，6 台磨床，4台铣床，以及钻床等其它的机加工设备。车间有1个入口，1 个出口和专

24、门存放制成品的货架。入口在车间前段中间位置，出口在车间的后端。该机加工车间加工零件采用批量生产方式，不同产品批次各异。钻床主轴，主轴箱以及型芯块的主要加工工序的时间消耗如下表：钻床主轴主轴箱 序号机加工种类工艺消耗时间（s）序号机加工种类工艺消耗时间（S）1车粗车端面971铣粗铣顶面2302车粗车小端面1012钳工钻R面上的孔并攻丝R面上的孔并攻丝1233车粗车小端外圆903铣铣底面、侧面2104车粗车端面和外圆热处理504粗镗粗镗各轴孔1505车半精车莫式锥孔1015镗精镗各轴孔2406车车螺纹906镗精镗主轴孔2307车半精车莫式锥孔937磨磨O/P/Q面O/P/Q面1208钳工划长孔线8

25、48清洗清洗1809铣铣长孔539检验检验精度15010铣粗铣、半精铣花键、热处理62型芯块11磨初磨各段外圆641铣铣台阶面12712磨初磨锥孔672铣铣削斜面13513磨精磨各段外圆603车车端面8214磨精磨花键1114钻钻孔28015磨精磨各端外圆1295镗镗中心孔12016磨精磨莫式锥孔1056检验检验尺寸12017切除切除小端余量1657磨磨削外形平面6018检验检验尺寸和精度808磨磨削斜面80 9抛光淹没抛光型面217生产车间为24m*16m的矩形车间，除了上面提到的机床设备外还包括：上料站1个，卸料站1 个，工序间的缓存区若干。车间内以托盘作为搬运单元，同一托盘中只能放置一种

26、零件，托盘所能容纳不同零件的数量为：主轴10个、主轴箱4个、型芯块5个。搬运方式主要是采用人工搬运和叉车搬运两种方式：设备相邻工序之间采用人工搬运，不相邻的工序之间或距离较远的工序用叉车运输，每次搬运量都为1个托盘。工人上料、卸料时间以机械加工工艺手册为基准。下表为普通车床装夹与卸下工件时间，工件重量为1kg。普通车床装夹与卸下工件时间表（单位min）装夹方式 加工方式装夹时间卸下时间三爪自定心卡盘 手工0.080.06三爪自定心卡盘与顶尖 手工0.100.07两个顶尖或三爪自定心卡盘与中心架 手工0.060.03两个顶尖、顶尖与卡盘或制动物 手工0.030.02参数设定（1）依据网络布局形式

27、，横向中间的通道为2m宽，横向的两侧为1.5m，纵向的中间通道为lm宽，为单行通道，其余的都是双行道。设备与设备之间的距离不小于设备长度的1/3，设备与边界的距离为0.6m。（2）上料站与卸料站单独放置，分别处于入口与出口处，距离最近设备的距离为2m。（3）叉车搬运能力为1个托盘，最大速度为2/s，加速度和减速度都为1m/s2。（4）以单个托盘的容量作为加工批次，则零件的加工批量为：主轴10pcs，主轴箱为4pcs，型芯块为5pcs。（5）工序与工序之间的缓存区容量最大为10个托盘。由于各工序的加工时间不同，不可能使生产达到完全的平衡，多余的零件积压在缓存区中，设备故障率服从泊松分布，故障修复

28、率为97%。（6）各台设备的外形尺寸己知，设备布局在具有相同尺寸的位置之内，此位置包含设备之间、设备与通道、设备与外边界之间的距离。（7）设备与设备之间的运输距离为与设备相连的网络节点(Network Node)之间的距离，且各网络节点之间的距离根据设备的具体布局位置设定。车间布局仿真模型（1）.工艺流程设置产品类型设置如下图：Itemtype工艺流程产品1车车车车车车车钳铣铣磨磨磨磨磨磨切除检验主轴2铣钳铣粗镗镗镗磨清洗检验主轴箱3铣铣车钻镗检验磨磨抛光型芯块（2）不同临时实体类型批量到达时间设置，如下图：（3）设备处理时间设置，不同处理时间设置如下图：（4）物流路径设置网络节点设置如又图：

29、结果分析多余缓存分析动态仿真效果图如下：Flexsim仿真标准报告和状态报告如下表：瓶颈分析瓶颈分析投入与产出的比例仅为32.7%，有大量的零件积压于缓存区中。这样的积压主要是因某些加工工艺所消耗的时间过长，造成生产的不平衡，这些工序便是即生产过程中的瓶颈工序。下表为充满缓存的后续设备的利用与阻塞率：缓存1-32-32-42-53-03-1后续设备C4Q1X1X2M1M2Idle0.9%15.6%1.4%0.5%1.3%0.2%Process82.6%46.6%42.5%47.6%42.3%49.1%Blocked16.6%37.8%56%51%56.4%50.7%从表中可以看出C4是瓶颈工序

30、，C4 是类型1 的最后工序，是类型5 的第3道工序，为瓶颈工序。出现阻塞的原因是由于下一道工序的加工时间太长，导致缓存区填满，而缓存区前一道工序由于不能进一步向下游工序输送零件，从而出现阻塞。从类型3的Ml、MZ、M3的缓存区容量随时间的变化的统计分析图(时间分析图)可以看出：M3 的缓存在30000 左右达到10，并一直处于充满的状态，同理MZ在5000s左右达到10。也就是说随着仿真时间的推进，瓶颈工序的缓存充满之后，其上游的设备的缓存也会慢慢的到达最大容量，最终导致整个生产系统的阻塞。下图为缓存区系统堵塞时间分析表： a M1缓存容量分析 b M2缓存容量分析 c M3缓存容量分析结果

31、分析搬运设备分析搬运设计的最初思想是专门的叉车负责专项运输任务，如叉车entry只负责将原料从卸料站发送到各类型零件的首道工序，尽可能避免运输机的任务繁杂造成物流路线迂回、交叉和减少不必要的物流距离。从表中的数据可以看出，入料叉车与出库叉车的搬运能力过剩，建议更改策略。系统优化CHAPTER11根据工艺要求绘制作业先后次序图，确定工作周期时间C。 C=H/Q 式中：H-每天生产时间； Q-每天在H时间内要求的产量； C-周期时间（2）生产线平衡，确定最少工作站（工作地点）数目K K0= tsum /C式中：K最少工作站数； tsum 完成作业所需时间总量。 工作站作业分配规则：1。优先分配后续

32、作业较多的作业2。优先操作时间最长较多的作业（3）按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和最大规则优先安排作业（阶位法）（4 ）向第一个工作站分配作业，一次一项，逐项增加，直至作业完成所需时间等于工作站周期，或者由于时间或者操作次序的限制而使其他作业不能再增加为止。重复该过程，向后序工作站分配作业，直至完毕。 （5）计算各工序工作地的负荷率，E= tsum /K*C （6）确定工作地（或设备）的排列方式，。依据实际情况考虑：（1。产品在各道工序之间的运输距离最短（2。生产面积利用最好（3。生产工人工作最方便（7）确定传送带的长度和速度传送带长度应稍大于各工作地长度的总和，皮带或链板式传送带周

33、长应稍大于传送带长度两倍。生产线闲置率每节拍内的闲置时间（实际工作地数节拍）生产线效率1生产线闲置率方案评价(1)1加权因素法：加权因素就是把布置设计的目标分解成若干个因素，并对每个因素的相对重要性评定一个优先级(加权值权重)。然后，分别就每个因素评价各个方案的相对优劣等级，最后加权求和，求出各方案的得分，得分最高的方案就是最佳方案。(2)2优缺点比较法：优缺点比较法是最简单的评价方法。其具体做法是列出每个方案的优点和缺点，加以比较。关键问题是要选择好优缺点所涉及的因素，特别是有关人员所考虑和关心的主导因素。(3)3层次分析法：AHP 将复杂问题分解为不同的要素，并将这些要素归并为不同层次，从

34、而形成多层次结构，所有处于下一层次的要素，按其和与之相关联的上层的某一个要素所发生的关联关系的情况，以某一上层要素为对象或者准则，在其下层要素之间，按其对上层要素的重要或影响程度，进行两两比较，从而形成所谓的判断矩阵。AHP 选择评价指标体系的必要环节：仿真实现CHAPTER1记录器数据表表数据指的是包含在当前Flexsim表中的信息。通过之前记录在表中的数据选择，在二维坐标中进行二次输入，达到数据挖掘的目的。标准数据表标准数据是指对每个实体自动收集的数据。标准数据包括停留时间、当前数量和状态信息。并通过容量图、柱状图、饼状图对信息进行可视化展示。（3）用户定义数据用户定义数据指建模者需要用图

35、形显示或者记录到表中的特定数据。记录器“监视”模型中某节点的值，如实体状态或者实体容量等。优化布局优化器OptQuest优化器用来优化模型中的变量，以最大化某些特定的输出变量。分析与改进车间的布置总共有三种方式：流程布置、工艺布置、成组布置，分别为方案1、2、3。为了使三种布置具有可比性，各方案的几何位置属性、逻辑控制属性、仿真策略设置相同。除案例一流程布置仿真模型外，另外两种布置方案的仿真模型如下图：工艺仿真模型单元仿真模型评价结果根据上述计算结果，由最大隶属度原则获得流程布置方案对于实例的设施布置为最优方案。成组布置方式与流程布置的综合评价指数比较接近，为次优方案。工艺布置方案的评价指数最

36、低，为最劣方案。这也符合了现代机加工的布局的趋势，即传统的工艺布局方式在机械加工过程中，特别是小批量、多品种的生产方式下已经不在适用。实例分析过程中，整个车间生产系统的产品种类为3种。在产品品种固定，产量稳定的情况下，流程布局比成组布局较优。Flexsim 物流系统建模与仿真 (第二部分 仓储物流)01第一部分生产物流02第二部分仓储物流03第三部分配送物流目录第二部分 仓储部分050607普通仓库设计自动化仓库仓库优化仿真5普通仓库设计1.普通仓库设计ABC方法被分析的对象分成A、B、C三类，称为ABC分析法。累计比率在0-60之间的，为最重要的A类；累计比率在60-85之间的，为次重要的B

37、类；累计比率在85-100之间的，为不重要的C类。从图中可以看出 a 属于 A 类货品，b、c、d 属于 B 类货品，e、f、g、h 则属于 C 类货品。品目销售额累计销售额比例（%）%）a616161b157676c88484d69090e39393f39696g29898h2100100EIQ分析EIQ 分析是物流中心的 POS 系统，进行物流系统的系统规划，从客户定单的 品类、数量与订购次数等观点出发，进行出货特征的分析。E（订货件数 order entry）、I（货品种类 item）、Q（数量 quantity）。EIQ 分析的，主要分析项目主要有包括 EN（每张订单的订货品项数量分析

38、）、EQ（每张订单的订货数量分析）、IQ（每个单品的订货数量分析），IK（每个单品的订货次数分析）基本业务作业流程：应包括入库作业、存储作业、拣选、出库作业，如右图作业区域：（1）入库区（2）仓储区（3）分拣区（4）流通加工区（5）出库区（6）物流配合作业区布局方式：直线布局 U型布局 ）T 型布局 案例描述公司现有的商品分为三类：A 类物品属于快速消费 品，每月的进货量和出库量都比较大，该产品入库后通过仓库验货是否合格直接出库。B、C类产品属于基本消费品，时常都有备货，以应对促销活动等，进出货量相对于 A 类产品就小的多，所以入库后必须上到货架进行储存。货品在仓库理货区进行检验，三类产品分别

39、通过三个检验台进行检验。A 产 品的合格率为 95%；B 产品的合格率为 96%；C 产品的合格率为 97%。不合货品直 接进入退货区。退货区没有最大容量限制。仓库放宽比为 1.1，每日日工作时间为 3 小时。商品数据如下图：公司一个季度商品进出库数据如下表一月月累计出库量月累计入库量A27903072B8251627C12121611总计48276310二月月累计出库量月累计入库量A26212480B205428C131152总计29673060三月月累计出库量月累计入库量A23032373B595828C490666总计32883867仓库布局设计仓库作业流程图 仓库整体布局系统仿真该模型

40、模拟了仓库在处理三种不同货品内部处理流程，三种不同颜色的实体代表 A、B、C 三类货品。其中 A 种货品属于快速消费品不需要上货架存放，入库 后直接通过加工检验后出库；B、C 类货品则需要先存放到货架后等到订单到达 时再进行出库。结合上述三个月的入库量计算得出 A 产品日平均入库量为 88，B 产品平均入 库量为 32，C 产品平均入库量为 27。平面布局-仓库的整体布局图实体要求-仓库仿真模型实体组成及功能模型组成实体数量实体功能入库区暂存区 QueueQueue3堆放进库货物发生器 SourceSource3产生模型中所描述的三类实体托盘发生器1产生托盘理货加工区退货暂存区 QueueQu

41、eue1堆放不合格货物检验台 ProcesserProcesser3检验货品是否符合质量要求合成器3把商品以托盘单元化叉车3搬运货物储存区叉车3搬运货物货架6存储货物出库区吸收器 SinkSink1吸收出库的A类货物暂存区1存放出库货物参数设置-A入库区: A 产品发生器 B 产品发生器C 产品发生器 托盘发生器参数设置-B理货分拣区:检验台运输方式选择 检验台检验比例设置 合成器 码垛性能评价与优化通过上表可以看出，在模拟的三个小时的运行时间内，仓库内的各个操作设别的使用效率参差不齐，三个合成器几乎是超负荷运转，没有空闲时间，是仓库运行中的瓶颈环节。其次，用于将A类货品从检验台搬运至合成器的

42、叉车的利用率也过高，这是由于A类产品在单位时间段的入库量较大造成的。Processor1812.25552.10%Processor199.1761.38%Processor1616.33446.14%Combiner228.1050.18%Combiner2319.2850.58%Combiner2621.890.69%Transporter194.00115.41%Transpoter205.91554.67%Transpoter217.64750.18%Transpoter227.48976.77%Transpoter239.12690.78%Transpoter249.11592.75

43、%小结本章结合国内某公司提供的商品基本数据及仓库建设要求，对仓库进行总体布局设计和作业流程分析并通过科学的计算方法得出仓库的内部设计。最后通过Flexism 仿真软件模拟仓库的运行情况，对设计的方案进行仿真分析确定系统是否满足需求。在此基础上，保持布局设计和基本作业流程不变，增加自动化机械设备替代现有的传统机械设备，包括自动分拣带，传送带，机械手，单立柱堆垛机等设备。通过 Flexism 仿真完成设计与运行仿真过程6 自动化仓库自动化仓库自动化仓库是指通过电子计算机和相应的自动控制设备对仓库的作业和仓储管理进行自动化控制和管理，并通过自动化系统进行仓库作业的现代化仓库。自动化仓库的组成包括：1

44、 高层货架2 堆垛机3 输送机系统4 AGV系统5 自动控制系统6 库存信息管理系统7 电气与电子设备案例描述首先给出一个非自动化仓库的基本数据：仓库总体布局：该仓库面积约为1200m2，仓库中间按照东西走向平行设置立体货架，货物出入的大门设置在仓库西侧，大门外的月台为入库区域，大门与货架之间的区域设置处理区，仓库的西北角和西南角是叉车停放区、东北角是控制室。如下图叉车停放区货架1货架4货架3货架2大门叉车停放区控制区处理区 仓库入库流程：货车到月台即开始入库流程。叉车负责将货物从月台搬至仓库内的处理区（检查包装完整性并根据货物瓶中类表上不同标签），货物被处理完毕后即由叉车运送至货架上相应的货

45、位。若在此过程中叉车繁忙则需要进行等待。然后，用自动化机械设备代替现有设备，完成自动化，具体如下：1 自动分拣机；2 传送带；3 机械手；4 单立堆垛机。研究过程立体仓库由理货区、入库区、货物存放区、出库区等部分组成，结构图如下图所示： 出库区输送机、出库站台、叉车 入库区输送机、叉车、入库站台理货区暂存区、机械手、自动分拣装置、码盘装置 货物储存区巷道堆垛机、货架作业流程图：自动化立体仓库位置布局图出库暂存区废物区处理区辅助作业区 自动仓储区分拣加工区空托盘退货区7 仓库优化仿真仓库优化仿真案例描述选用跟第6章一样的实例（未自动化之前）首先给出一个非自动化仓库的基本数据：仓库总体布局：该仓库

46、面积约为1200m2，仓库中间按照东西走向平行设置立体货架，货物出入的大门设置在仓库西侧，大门外的月台为入库区域，大门与货架之间的区域设置处理区，仓库的西北角和西南角是叉车停放区、东北角是控制室。如下图仓库布局图叉车停放区货架1货架4货架3货架2大门叉车停放区控制区处理区仓库入库流程研究过程入库分析：目前仓库的日入库牛奶数量的平均值为 8000 0箱（纯牛奶和非纯牛奶分别占60%和 40%），且到达时间为上午十点到达 4000 箱，下午 1 时到达 4000 箱。每 个托盘的装载量为 100 箱，则目前日入库量均值为 80 个托盘。分析可得出仓库 在接收完第一批牛奶后有三个小时间来处理 400

47、0 箱牛奶，目前仓库配置的设备 能够迅速的对这批牛奶进行处理并入库。，这是造成设备停滞等待利用率不高的主 要原因。，因此我们在考虑增大入库量时选择在这个时间段让仓库处理更多的牛奶。 立体效果图参数设定如图所示所属实体参数名称参数值货架列宽2列数10层高1层数10每相邻货架之间距离1通道宽度5发生器车辆到达时间分布按时间表暂存区最大容量48处理器处理纯牛奶的时间（秒）50处理非纯牛奶时间（秒）40叉车每次装载量（托盘数）1最大速度（m/s）m/s）2关键步骤-托盘时的参数设置 纯牛奶 非纯牛奶性能评价与优化在仿真结束后在菜单栏中点击统计(Stastistics)，选择 Reports andst

48、atistics 。在本案例中我们只要求估计设备的利用情况，因此我们统计对象 只选择处理器（Processor）和运输机（Transporter）。状态统计表中只选择空 闲率（idle）；在摘要报告（summary report）中选择统计实体等待时间选项。对日入库量为 80 个托盘和 160 个托盘表7-2中的80和120是表示托盘数吗，是否有误分别进行仿真，通过改变货物到达时 间表中的参数来设置不同入库量。对每种入库量对应的仿真场景运行 10 次，取平均值。时间选项两种入库量下的仿真结果实体设备空闲率平均等待时间8016080160叉车 1159.35%45.02%10.5710.60叉车

49、 2258.95%52.71%6.706.70叉车 3347.93%27.04%14.7215.07叉车 4452%18.23%10.2318.00处理器 1166.22%47.02%12.1416.55处理器 2267.48%54.65%17.4314.14结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出当每日的入库量为80个托盘时，各个设备的空闲率非常高，当入库量增加到160个托盘时，设备的空闲率降低利用率提高，叉车的利用率都达到了50%以上，可以通过表直接得出当入库量增长一倍时叉车3的空闲率27.04%，货品的平均等待时间为15.07；叉车4 的空闲率只有18.23%，货物的等待时间达到了18.0

50、0；因此当入库量增大时，叉车3、4 就成为作业流程中的瓶颈环节。优化方案对于当入库量达到 160 托盘时形成的瓶颈，我们可以考虑通过改进叉车来解 决，通过配备最新的效率更高的，使其运作速度是最初叉车的两倍。对叉车改进 10后的方案进行仿真，得到的仿真结果，如表所示：实体设备空闲率平均等待时间改进前（）改进后（120）120）改进前（120）120）改进后（120）120）叉车 1145.02%44.57%10.6010.57叉车 2252.71%45.816.706.99叉车 3327.04%28.62%15.0714.56叉车 4418.23%33.04%18.0017.62处理器 1147

51、.02%53.9716.5512.53处理器 2254.65%55.1014.1410.75仿真结果通过对仿真结果进行分析，可以法相发现通过改进叉车，提高叉车 4 的运作效率后，不但缓解了叉车的使用压力，同时也降低了货物在各个处理环节的等待时间。使得仓库的整体效率得到了提高。Flexsim 物流系统建模与仿真 第三部分（配送部分）01第一部分生产物流02第二部分仓储物流03第三部分配送物流目录配送物流89101112钢材配送中心设计与仿真零售配送中心设计与仿真食品配送中心设计与仿真配送分拣系统设计与仿真制药企业多功能区域设计与仿真第章8钢材配送中心设计与仿真配送中心的目的配送中心是从事货物的配

52、备（集货、储存、加工、分货拣货、配货）和组织对用户的送货（运输），以高效率、在一定区域范围内实现对生产、销售等物流活动支持的物流节点和组织。建设配送中心的主要目的包括：1 扩大市场占有率 竞争的需要；2 降低成本；3 提高服务质量。配送中心的功能采购功能；存储功能；分拣功能；集散功能；加工功能；信息处理功能。案例描述该配送中心是从事钢材配送的钢材流通设施。其主要功能包括：仓储、倒装、装卸搬运、拣选配货、钢材维护、展示、销售、流通加工、运送及信息管理。 现某钢材生产制造企业计划在A地拟建一钢材配送中心，基本资料信息如下所示： 配送中心的总吞吐量为20万t/年，总流动量为100万t/年（工作天数3

53、00天/年，每天工作8h），库区不平衡系数为1.4；钢材品种及货流量如表1钢材配送中心设计能力如下表所示，钢材额定堆放量如表2所示；，此配送中心内预计入驻客户150户，平均每户面积6m4m。钢材配送中心设计能力类别钢种储存区域吞吐量（万吨）储量（万吨）加工量（万吨）建筑钢材线材 钢材堆49 2.72 4.9螺纹钢 场14 0.78 其他 7 0.39 总计 703.89 工业用材薄板 钢材库18 1.5 2.7 中厚板 区 1.5 0.13 0.23 型材 钢材堆7.5 0.63 1.13 棒材 场1.5 0.13 0.23 其他 1.50.130.23总计 302.52 总量 100 钢材平

54、均定额堆放量类别钢种定额堆放量(t/(t/建筑钢材 线材 2 螺纹钢 2.5 其他按照2计算2计算工业用材 薄板 4-6（库内） （库内） 中厚板 4 型材 2.5 棒材 2 其他按照2计算2计算研究过程主工艺流程如下图所示：相互关系分析 将该接货区、检验区、钢材库存区、露天堆场、钢材加工区、发货区、管理交易区按序号1、2、3、4、5、6、7排列，通过分析钢材配送中心主工艺流程，得到下物流强度分析。 如下：由此钢材配送中心内，以公路运输和水运为主，物流关系占主导地位，非物流关系影响很小，可以忽略不计。通过对物流作业单位相互关系的分析，形成物流作业单位相互关系如下图所示:作业单位综合接近程度表作

55、业单位位置相关图 4 3 5 1 2 6 7面积确定由钢材配送中心设计能力可知，钢材配送中心对堆场的要求是4.26万t，假定库场的不平衡系数是1.4，则配送中心对堆场的要求面积是是否缺东西：S=4.26*10000*1.4/3=19880m2钢材库区： 钢材配送中心对钢材库区的储放要求是1.63万t，取平均额定值5t/对吗m2假定库场不平衡系数是1.4，则钢材库区要求的面积是是否缺东西：S=1.63*10000*1.4/5=4564m2钢铁配送中心作业位置相关图9零售配送中心设计与仿真案例描述某零售企业拟在B地建设一总面积为994的配送中心，用以分拣商品并配送到各零售分店，配送中心平面流程图如

56、图：拣选区暂存暂存暂存货架货架分拣区暂存货架发货区、接货区面积为10 m2，拣选区面积为168 m2，暂存区总面积为66 m2，储存区为100 m2（共3个货架，每个货架均有10层，10 个货位，货架长20m，过道宽为3m），分拣区560 m2。 零售企业配送中心以摘果式分拣模式分拣供应商送达的A、B、C、D类产品。其中A、B、C三类产品由同一家供应商送达，D产品由另一家供应商送达。研究过程产品到达：A、B、C产品以整箱的形式到达配送中心，平均每15秒到达一箱产品，标准差为2秒；D产品以平均每20秒，标准差为3秒到达暂存区。产品运送：使用两辆叉车，分别对产品进行放置和取出的工作，举起和放下速度

57、均为3秒。产品拣选：使用两个拣选工作人员，拣选A、B类产品各2个进行捆包，由传送带送出；拣选C、D类产品各2个进行捆包，由传送带送出。建立Flexsim模型-模型实体设计表模型元素 系统元素备注Source发生器 Separator分离器将A、B、C三类产品按其类型进行分离A、B、C三类产品按其类型进行分离Conveyor产品传输带 Queue产品暂存区 Rack货架3个Rack分别存放A、B、C三种产品个Rack分别存放A、B、C三种产品Transporter叉车2个叉车分别将三种产品放置和取出货架个叉车分别将三种产品放置和取出货架Operator操作人员2个操作人员根据订单拣选产品个操作人

58、员根据订单拣选产品Combiner合成器将拣选后的产品进行捆包Sink吸收器实体布局及其参数设置-产品送达部分的模型视图实体布局及其参数设置-Source的参数设置 实体布局及其参数设置- 分布函数的选择视图单击后，编辑为Statistical Distribution： normal（15,2,1）。这个指令的意思Source将会在均值为15秒，标准差为2秒的时间内产生一个实体。改编数值后编辑页如图5所示在Tiggiers中的OnCreation选择Set Color，对产品实体的颜色进行设置，如图所示：Separator参数设置页Layout的属性页的传送带形状设置1Layout的属性页的

59、传送带形状设置2Layout的属性页的传送带形状设置3分别在3个传送带的Triggers属性中的OnEntry中选择 Set Color，对分离后的产品（颜色）进行设置传送带上产品实体的颜色设置更改Queue参数设置Flow属性中叉车使用的设置分别双击打开Transporter的参数设置页。 在Transporter属性中，点击选取Load Time（举起速度）下拉菜单中的By Expression,编辑Expression：3叉车属性设置页分别双击Rank，在Flow属性中选择Use TransportFlow属性设置页D产品入库暂存设置分布函数设置图图Source下的Inter-Arriv

60、altime设置页点击Inter-Arrivaltime下拉菜单后的参数编辑按钮进行编辑，选择normal的正态分布分布函数的选择单击后，编辑为Statistical Distribution： normal（20,3,1）。这个指令的意思是Source将会在均值为20秒，标准差为3秒的时间内产生一个实体。改编数值后编辑页如图所示点击OK关闭编辑窗口。 在Tiggiers中的OnCreation选择Set Color，对货物的颜色进行设置，如图所示 Tiggiers属性中的OnCreation设置页 更改Queue的参数设置 分别双击Queue,在Flow属性中选择Use Transport，