WITNESS实验报告：装卸服务中心人员调度仿真系统

1、WITENSS实验报告课程名称：装卸服务中心人员调度仿真系统专业班级： 组员姓名： 指导老师： 实验日期： 实验目的学习并掌握WITNESS的使用方法以及相关用途，了解装卸中心仿真系统设计，加深对离散事件系统仿真的基本概念的理解，掌握用事件调度法进行仿真建模的原理和方法，找出该中心的瓶颈资源以及解决人工约束的策略。理解案例，提高自己分析生产优化流程阶段的问题和解决其问题的思维，在实验过程中独立思考的能力以及团队的协调能力，为以后就业做准备。实验要求和内容要求：熟练使用WITNESS，了解实验相关的工业生产流程以及其优化内容： eq oac(,1)、对WITNESS的认识1、什么是仿真？为什么要

2、仿真？仿真模块能考虑到一个过程的可变性，并且可以提供结果的置信区间指明不同事件的可能性。这种细节使仿真性能的精确性超出了静态分析，例如电子数据表计算。仿真虑及一个过程随着时间流逝的动态描述。任何一个商业过程的动画都有助于传达数学信息像仿真绘画展览，可以显示出一件事情变化时的情形。这种展览范围从抽象的过程图表到简单的计划图表，再到丰富的虚拟现实工厂和操作。它对于基于一系列事实基础前进的过程步骤组成的系统有普遍的适用性。典型地是该事件是一个过程或工作步骤的开始或结束。工作在模拟环境下给你机会迅速做出重要决定来响应出现的商业需要，它还是推动业绩的一条关键链接。仿真解决方案加上其他的特色例如最优化和3

3、D可视化有助于将数据和程序连接起来传递关键的度量和脉冲以达到更和谐的商业途径。可以达到的重要好处包括：1)通过对瓶颈和闲置容量的鉴定更好地利用资源;2)在投放市场前对新的方法进行确认;3)改良的客服水准;4)减少了费用和从订货到交货的时间;Lanneer的WITNESS解决方案被广泛公认为最灵活的，可升级的解决方案，可有效运用于今天的商业改革，商业过程管理和过程工程学。凭借它的仿真组件，增强型模块，发展型模块和WITNESS在企业中的运用，Lanner已经拥有适合于任何组织和任何需要的技术与服务。2、Witness 软件简介：Witness是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。

4、它可以用于工业规划的离散系统仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已被成功运用于国际3000多家知名企业的解决方案项目，如Airbus公司的机场设施布局优化、BAA公司的机场物流规划、BAE SYSTEMS电气公司的流程改善、Exxon化学公司的供应链物流系统规划、Ford汽车公司的工厂布局优化和发动机生产线优化、Trebor Bassett公司的分销物流系统规划、Motorola, Nokia公司在手机生产线上工艺流程的改进等。3、在物流业中，WITNESS仿真技术能解决些什么问题？1)随着企业规模的扩大，需要扩大或新建配送中心，但不知需要扩大多大面积？怎样才能合

5、理地配置新建配送中心的设备和人员？已经有两套以上的方案，但不知怎样选择出最佳？2)作为一个物流企业或物流部门，为了提高效率和工作质量，想引进一台或数台高性能设备，但不知引进何种设备？多大性能的设备？以及引进设备后的场地规划和人员怎样配置才能合理？3)作为一个物流设备厂家，在投标时，不知道有何方法能让客户事先从数据上和视觉上感受到引进自家设备后给客户带来的利益。4)作业流程不流畅，设备有闲余，作业计划不合理，空间利用率低等等，定性的认识已有了，但不知如何才能进行定量分析？如何在定量分析的基础上进行改进、评估？5)不知作业方式选择的定量标准？(例如：按品种集中拣货？还是按送货单位拣货？如果是复合型

6、作业方式，它们各自比率应该是多少？等等)6)生产规模增加时，现有场地，设备，人员是否能应付？怎样才能应付？7)想知道拣货仓库的库存和补充仓库的库存的比例关系，但苦于没有一种好的计算方法。4、witness为您仿真技术咨询的步骤：Step1、目的确认：对客户进行访问,确认仿真的目的、范围、和咨询日程；Step2、现地调查：根据仿真的目的和范围，witness将提出详细的调查资料清单，这份清单分为既存资料和需现场调查资料两部分。既存资料由客户提供，witness将对既存资料以外的所需资料进行现扬调查；Step3、数据分析、数学建模：对调查资料进行整理分析，并对仿真对象内的各个工序进行数学建模；St

7、ep4、系统建模、模型检测：用Witness建立系统模型。并对所建模型进行感度分析和模型检测。模型检测的方法是现实系统的运行结果和仿真模型的运行结果的比较；Step5、方案策定、仿真运行：witness将和客户共同策定方案（仿真模型参数）。对各种方案进行仿真实验；Step6、仿真结果：对仿真试验的结果进行评估分析，编写报告书。 eq oac(,2)、对WITNESS的学习过程在对WITNESS有了一个初步的认识的基础上，我们开始对其进行具体操作的学习。首先我们从网上下载了WITNESS软件以及相关的教学书籍，并进行组员之间的资源共享。由于软件体积不大，在下载安装过程中我们没有遇见大问题。在学习

8、的过程中我们每个人分别根据自己的进度与速度进行学习，并隔天晚上进行交流疑点与困难，互相帮助，互相进步。学习过程中，对该软件使用的总结如下：定义元素，分别定义元素名称、类型、数量等。显示元素，可视化定义。详细定义，例如机器类型、加工周期、进入规则、送出规则等。仿真运行。仿真分析，以达到目的。在进行了软件的一些基础学习后，我们对教材上的“WITNESS可视化仿真项目建模示例”进行了讨论和操作。经过此过程，我们开始讨论实验模型 eq oac(,3)、模型的确定及操作在对软件进行了相关学习后，我们开始讨论模型。最终确立的模型如下：A五个装卸点位于圆形服务中心区周围，每个装卸点之间有一位装卸工人，该服务

9、中心有两名清理工人负责清理货车。如下图：B条件如下：1、该服务中心每10min来一辆货车需要服务，每辆货车在服务中心进行一次装卸和一次清理服务。2、装卸货车时不许清扫工人对该货车进行清扫。3、清扫货车时不许装卸工人对该货车装卸货物。4、任何一辆货车在装卸站点时要么处于清扫状态，要么处于装卸货物状态，要么处于等待工人的状态。5、当某辆货车要装卸货物时，必须接受靠近它的两位装卸工人，当不够两位装卸工人时，它处于等待工人的状态；工人一旦被某辆货车占用，就处于被占用状态，直到该货车的装卸完成后才被释放。6、任何一位装卸工人，均可被靠近他的货车占用，也只能被靠近他的货车占用，按FIFO规则。7、货物充足

10、，两次服务完毕后，货车离开。8、设每一辆车每一次接受清理服务的时间（min）长度服从正态分布N（10，8），每次装卸的时间长度服从均匀分布U（15，25）。C逻辑流程图如下：D由模型抽象出的系统仿真工作流程由模型可以确定元素：Truck/station1/station2/station3/station4/station5/entrance/exit/dustman/stevedore1/stevedore2/stevedore3/stevedore4/stevedore5.操作过程元素的定义我们制定了如下的元素定义表元素名称 类型 数量 说明 Truck Part 1 货车 Station

11、1 Machine 1 装卸站点1 Station2 Machine 1 装卸站点2 Station3 Machine 1 装卸站点3 Station4 Machine 1 装卸站点4 Station5 Machine 1 装卸站点5 Entrance Conveyor 1 装卸服务中心入口 Exit Conveyor 1 装卸服务中心出口 Dustman Labor 2 清理工人 Stevedore1 Labor 1 装卸工人1 Stevedore2 Labor 1 装卸工人2 Stevedore3 Labor 1 装卸工人3 Stevedore4 Labor 1 装卸工人4 Stevedo

12、re5 Labor 1 装卸工人5 第二、元素可视化设计这是我们在系统布局区中完成的可视化设计。第三、元素详细设计 对布局区中的各元素双击进行详细设计。第四、仿真运行，得到运行结果 模型仿真钟取系统默认的1的时间单位为1min，运行模型一天，即1440（60*24）仿真时间单位，得到下列统计数据,如表、图所示： 表1NameTruckNo. Entered145No. Shipped138No. Scrapped0No. Assembled0No. Rejected0W.I.P.7Avg W.I.P.5.65Avg Time56.07Sigma Rating6表2Namestation1sta

13、tion2station3station4station5% Idle6.46.15.476.057.61% Busy39.0138.4439.2440.237.28% Filling00000% Emptying00000% Blocked00000% Cycle Wait Labor33.6438.0436.2532.4435.63% Setup20.9617.4219.0321.3119.49% Setup Wait Labor00000% Broken Down00000% Repair Wait Labor00000No. Of Operations2827282827表3Names

14、tevedore1stevedore2stevedore3stevedore4stevedore5dustman% Busy77.4577.6879.4577.4876.2949.1% Idle22.5522.3220.5522.5223.7150.9Quantity111112No. Of Jobs Started5656575655143No. Of Jobs Ended5555565555142No. Of Jobs Now111101No. Of Jobs Pre-empted000000Avg Job Time20.0820.1420.3220.1819.979.92表4NameEn

15、tranceExit% Empty43.0790.51% Move5.519.49% Blocked00% Queue51.420% Broken Down00Now On20Total On145138Avg Size0.870.1Avg Time8.61第五：结果分析，优化方案优化前的模板运行结果report为：通过上表可以发现，到达每个装卸站点的货车耗用相当一部分时间用于等待装卸工人的到达，这不仅影响了工作站的实际利用率，同时降低了客户对该服务中心的满意度。 为解决上述问题，提出优化方案：优化方案一：提高装卸工人的工作效率，模拟货车到达频率为10min/辆，装卸时间服从U（10，15）的

16、运行数据 数据运行结果为：通过数据的对比可以看出，服从均匀分布U（10，15）的方案中，每个装卸站点的货车耗用等待装卸工人的时间大大的减少，并且较为合理。 优化方案二：改变货车到达频率 ，基于优化方案一，在使每次装卸的时间长度服从均匀分布U（10，15）的基础上，把原来的每10min来一辆货车分别改成5min 运行数据结果为：此方案是在提高装卸工人工作效率的基础上提高货车的到达频率，但结果是增加了货车等待装卸工人的时间。表明无法同时减少站点空闲率和减少货车等待装卸工人时间。 优化方案三：减少一个装卸站点，基于优化方案二，减少一个装卸站点，分别运行货车到达时间为10min、8min、5min的模型 运行数据结果为：10min8min5min优化方案3中，选择货车达到时间频率为8min的较为合理，站点空闲率和货车等在装卸工人时间较为平均。 总结：从3个方案看到，无法完全同时做到低站点空闲率和低货车等待装卸工人时间，选择较优方案，则为优化方案3中的货车到达频率为8min的方案。 实验步骤学习软件WITNESS，并熟练其操作各组员寻找课题，小组讨论决定课题实验室里确定流程模型，依据课题进行初步的仿真制作根据运行的情况对模型进行优化得到运行结果实验器