纸箱制造作业动态过程仿真课程设计报告

课程设计报告物流系统仿真目录2摘要231仿真系统概述2系统流程分析43系统假设44系统输入数据建模4.1系统决策参数44.2系统绩效评估参数44.3机器数量加工及等待时间分布45系统仿真55.1要素55.2功能划分65.3界面175.4确认和验证17186系统结果分析6.1结果处理186.2敏感度分析186.3正交分解206.4固定样本批量法22237系统改善7.1压线机、糊纸机设备利用率优化237.2打钉机设备利用率优化267.3堆高机设备利用率优化29298成果与缺乏8.1成果298.2缺乏30—基于eM-Plant软件1仿真系统概述2系统流程分析某纸质制造厂纸箱制造作业流程如下列图，该制造厂目前所生产的纸别有浪。所谓之“浪〞是：以原纸张很切面所形成之波浪而命名。1.A浪：是所有纸别中最薄者，为1mm。在市面上常看到的彩色包装箱即属此类，此类纸箱之应用范围非常广泛，例如：电子以及高科技产品包装、精美化装品包装、礼盒等，适用于一般高单价产品。浪：常用语内盒包装，有些为了包装数量，常常外部一个大纸箱包装，内部用小纸盒把产品分批包装，而这些小纸盒所用之原纸别为B浪。常在市面上看到如：鞋子、CPU、泡面等产品。浪：外层包装纸箱，即一般常用之大型纸箱，例如：常常在货运卡车上所看到之纸箱。此类纸箱纸特性：耐破坏性高、耐高温、抗震、防雨淋等。不同的纸别会依制程规划弹性的而有不同的加工步骤：A浪经过蓝赛加工浪经过印刷剪裁、堆打钉与包装流程。此纸器制造厂只有针测三种不同的纸器产品，其流程如下：3系统假设1.纸质产品到来间隔服从时间为A、B及AB的来到比例为3：5：2。2.各种类的机台前均设有一无限长度之产品暂存区。4.纸质产品在两台机器间之间搬运时间忽略不计。5.该纸质制造厂每天工作24小时，模拟30个工作日。故假设其工作720小时。4系统输入数据建模4.1系统决策参数纸制产品来到频率或纸质产品来到之间隔时间。4.2系统绩效评估参数1.三种纸质产品之个别生产周期及平均生产周期。2.三种纸质产品的月产能。3.每台机器的平均使用率。4.印刷剪裁台的平均等候长度。5.系统内的平均在制品数量。4.3机器数量和加工及等待时间分布以下是该纸器制造厂各机台的数量及对应产品之加工时间与整备时间：5系统仿真5.1．要素建立一个models目录下分别复制三个“A〞“B〞“AB〞，代表三种不同类型的纸箱。PlaceBuffer表示压线等候区；PlaceBuffer1表示印刷剪裁等候区；PlaceBuffer2表示堆高等候区；PlaceBuffer3表示糊纸等候区；PlaceBuffer4、6表示打钉等候区；PlaceBuffer5表示包装等候区。Singleproc表示压线机；Singleproc1表示印刷剪裁机；Singleproc2表示堆高机；Singleproc3表示糊纸机；Singleproc4表示打钉机；Singleproc5表示包装机。因系统假设每机台设有无限长度的等候区，故各PlaceBuffer之capcity设置成-1〔表示无限容量〕。设置Source的属性，将其到达时间inteval设置成为UNIFORM〔25，30〕MUselection设置成为Radamresources表，在表中分别输入三种不同的纸箱的Entity的名称及比例，最后将该表拖入与MUselection相关联的Source的Table属性中，在将表拖入该属性值后，系本结构：3024小时，即可只设置仿真钟而不需shiftcalendar。5.2．功能划分1〕除了resources表格以外，系统还需要另外六张表格。2．numtable：分别记录不同时刻在系统中所有Entity的数量，即在制品数量。3．waitingnum：用于记录印刷剪裁台前的等待的长度。4．tongji1：用来记录三种产品的平均生产周期以及月产能：5．tongji2：用来记录各台机器的使用率：6．tongji3：用来记录印刷裁剪台的平均等候长度以及系统内的平均在制品数量：2〕设置全局变量根据以下表格设置5个全局变量：形成：3〕添加method用于控制程序的运行1．reset代码：用于控制系统恢复到初始状态；用于将全局变量恢复到初始值及清空各个表格中的数据。isdoiA:=1;iB:=1;iAB:=1;k:=1;num:=1;deletemovables;tongji1.delete;tongji2.delete;tongji3.delete;waitingnum.delete;numtable.delete;end;2．endsim代码：statworkingportion表示singleproc在整个仿真过程中的工作比例，然后将其值赋到tongji2这张表中；然后将该值赋到表tongji1当中的第几列，第几行；Ydim表示该表中有数值的最后一行。isdotongji2[1,1]:=singleproc.statworkingportion;tongji2[1,2]:=singleproc1.statworkingportion;tongji2[1,3]:=singleproc2.statworkingportion;tongji2[1,4]:=singleproc3.statworkingportion;tongji2[1,5]:=singleproc4.statworkingportion;tongji2[1,6]:=singleproc5.statworkingportion;tongji3[1,1]:=waitingnum.sum(`[1,1]..`[1,waitingnum.Ydim])/waitingnum.Ydim;tongji3[2,1]:=numtable.sum(`[1,1]..`[1,numtable.Ydim])/numtable.Ydim;end;3．method1代码：控制source的输出，即原料进入工作流程。假设原料是A浪，那么进入压线等候区，即placebuffer；假设原料是B浪，那么进入印刷裁剪等候区，即placebuffer1；假设原料是AB浪，那么进入压线等候区，即placebuffer。条件选择；source.numin表示进入source的物件的数量，drain.numin代表进入drain的物件的数量；两者相减就是目前在系统中所有在制品的数量；num:=num+1用来对num值自增，来记录不同的数值。isdoend;numtable[1,num]:=source.numin-drain.numin;num:=num+1;end;4．method2代码：用于控制压线机，即singleproc的输出，从压线机出的产品进入印刷剪裁等候区。isdoend;5．method3代码：用于控制印刷剪裁机，即singleproc1的输出，从印刷剪裁机出的产品进入堆高机。isdoend;6．method4代码：用于控制堆高机，即singleproc2的输出假设出A浪，那么进入糊纸等候区，即placebuffer3；假设出B浪，那么进入糊纸等候区，即placebuffer3；假设出AB浪，着进入打钉等候区，即placebuffer4。条件选择。isdoend;end;7．method5代码：用于控制糊纸机，即singleproc3的输出，从糊纸机出的产品进入包装等候区。isdoend;8．method6代码：用于控制打钉机，即singleproc4的输出，从打钉机出的产品进入包装等候区isdoend;9．method7代码：判断不同的产品，后进行增加记录，statavgLifeSpan表示该entity在整个系统中所待的时间，即其整个加工时间。isdoiA:=iA+1;tongji1[2,1]:=tongji1[2,1]+1;iB:=iB+1;tongji1[2,2]:=tongji1[2,2]+1;iAB:=iAB+1;tongji1[2,3]:=tongji1[2,3]+1;end;end;10．method8代码：placebuffer1.numMU表示在placebuffer1就表示这个数量的值，waitingnum[1,k]:=placebuffer1.numMU表示将该值赋到表waitingnum中的第1列，第k行isdowaitingnum[1,k]:=placebuffer1.numMU;k:=k+1;end;判断不同物品，然后将堆高机的加工时间设置为不同的值；因A浪、B浪、AB浪在堆高机中加工时间服从不同正态分布，需要在堆高机等候区，即placebuffer2的输出阶段进行控制，以保证其在堆高机中的加工时间分布正确。isdoend;end;4〕在系统中插入Guage，用来评估各个等候区。更改其Data及Display：因共需6个，每个设置不同颜色来区分选择type为六个等候区形成：运行后显示为：5〕使用chart来表现tongji2表格中各机器使用率设置该chartData设置该chartDisplayshowchart5.3界面下列图为整个界面一览5.4确认和验证设计出仿真系统的模型。时间分布及加工、等待时间分布，所以是与实际情况根本一致的。6系统结果分析6.1结果处理一次仿真运行结果：表格tongji1输出数据：表格tongji2输出数据：表格tongji3输出数据：6.2敏感度分析采用变动因子法印刷剪裁机加工时间分布为改变分布为更改分布进行仿真后输出结果整理如下表：NORMAL〔15,1〕NORMAL〔16,1〕NORMAL〔17,1〕NORMAL〔18,1〕NORMAL〔19,1〕NORMAL〔20,1〕NORMAL〔21,1〕0.550.580.620.650.690.730.761574157215711570156815731569根据以上表格画出如下两个响应曲线：在印刷剪裁机加工时间不同分布下的设备使用率：在印刷剪裁机加工时间的不同分布下系统成品数量：有两张折线图的结果说明：当印刷剪裁机加工时间服从正态分布，均值不同，方差σ相同，当越大时，印刷剪裁机的使用率越高；但同时印刷剪裁等候区的排队长度也将增加，且成品数量呈现些许波动，并不是越大或越小整体就最优。6.3正交分解法用来了解哪些因子对系统性能的影响比拟大。全面分析各因子的影响。将糊纸机、打钉机、包装机的加工时间分布设置为三个试验因子A、B、C制表：试验因子与水平糊纸加工时间分布(A)水平1NORMAL(12,1)水平2NORMAL(11,1)水平3NORMAL(13,1)NORMAL(15,1)NORMAL(14,1)NORMAL(16,1)NORMAL(20,1)NORMAL(19,1)NORMAL(21,1)将AB纸箱的平均生产周期作为试验治标。因子的水平为3，共有3个因子，做全面试验需要27次，这里用正交表安排试验，做9次试验。把三个因子安排在正交表的前三列上，按照确定的水平和正交表中的试验号进行试验。例如将A因子的第一个水平NORMAL(12,1),B因子的第一个水平C因子的第一个水平NORMAL(20，1)组合起来做一个试验，试验号为1。所有9各个结果如下表所示。实验结果AB纸箱的平均生产周期479812345678911122233312312312312323131246884939476648074869476447644785试验指标的极差分析因子A144251444214313因子B143281425914593因子C144311423914510K1K2K34808.33481447714347764810.334746.334836.6790.347534864.33111.33均值的极差因子B，即打钉机加工时间分布的极差最大，那么该因子为主要因子。其次为因子C，即包装机加工时间分布。纸箱AB最大生产周期在ABC的情况下。323即糊纸机加工时间分布为包装机加工时间分布为NORMAL(21,1)。6.4固定样本批量法保证仿真系统初始条件相同，改变随机数，重复运行10次，输出各纸箱生产周期及月产能，构造90%置信度的执行区间，即产品生产周期或月产能在其置信区间的可能性为90%。此次更改的随机数为source中原料interval分布uniform〔1,25:00,中1用1——10代替，进行独立仿真：A均生产周期4550455845404556453745744544454645474542B均生产周期4082405740604118405940744059408640584095AB均生产周期4798479347934811479247854813480947984774A纸箱月产能459468468453461442475470451479B纸箱月产能774777784772775789796769794771AB纸箱月产能333322319340335338300330325324根据上表算出输出数据的均值、方差、置信区间：4796.6+/_7.0462.6+/_6.7780.1+/_5.7[4790,4804][456,469][774,786]A纸箱月产能B纸箱月产能462.6780.1113.698.3AB纸箱月产能326.6136.5326.6+/_6.8[321,333]A纸箱平均产品生产周期在其置信区间[4543,4556]的可能性为90%；B纸箱平均产品生产周期在其置信区间[4063,4087]的可能性为90%；AB纸箱平均产品生产周期在其置信区间[4790,4804]的可能性为90%；A纸箱月产能在起置信区间[456,469]的可能性为90%；B纸箱月产能在起置信区间[774,786]的可能性为90%；AB纸箱月产能在起置信区间[321,333]的可能性为90%。7系统改善从三个方面使用不同方法机器改善设备利用率7．1压线机、糊纸机设备利用率优化由下列图可知，压线机、堆高机、糊纸机以及打钉机的利用率都比拟低，，之间隔时间，来提高设备使用率，从而实现系统的优化。原系统原料到达时间服从均匀分布uniform〔25,30〕，通过改变分布再次进行仿真。将原framesource中interval分布分别改为那么得到tongji2表格分别为：showchart分别为以下三图，可更加直观地表现出各设备利用率的改变。frame1，即interval分布为frame2，即interval分布