实验1  Flexsim 仿真软件认识

一、 实验目的　　

熟悉Flexsim的安装与启动;熟悉Flexsim用户界面;熟悉Flexsim建模元素;熟悉Flexsim建模与仿真过程.　　

二、 实验设备与仪器　　

1.  微机;  2. Flexsim仿真软件　　

三、 实验步骤　　

1.  了解flexsim的硬件和软件必备环境;　　

2.  启动flexsim;　　

3.  熟悉标题栏,菜单栏,工具栏,元素选择窗口,状态栏,控制栏,以及系统布局区;　　

4.  学习建模与仿真过程.　　

四、 实验报告要求　　

1.   了解flexsim系统界面的各个构成;以及系统布局区的组成;以及每一部分的功能;　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

Flexsim软件界面　　

　 　

2．仿真过程应用举例.（详见实验二）　　

　 　

实验2  配货系统仿真与分析

一、 实验模型简介　　

一个小型的发货商有10种产品运送给五个客户，每个客户有着不同的订单，这个发货商的10种产品都有很大的供货量，所以，当有订单来时，即可发货。产品是放在托盘上输送出去的。。　　

1.       系统数据　　

订单到达：平均每小时产生10个订单，到达间隔时间服从指数分布。　　

产品到达：产品拣选时间服从指数分布，根据订单确定每种产品的需求数量。　　

产品包装：固定时间10秒。　　

2.       概念模型　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　

　　　　

　　　　　　　　

　　　　　　　　　

二、 实验目的　　

1、            掌握flexsim仿真软件的基本功能；　　

2、            熟悉配货系统的作业及物流特点；　　

3、            研究配货系统的配货流程及影响配货时间的因素。　　

三、实验设备　　

1、计算机      2、flexsim仿真软件　　

四、实验步骤　　

l  第一步：建立模型　　

双击桌面上的Flexsim图标打开软件，你可以看到Flexsim菜单、工具条、实体库，和正投影模型视窗，如图1-1所示。　　

1、            模型实体设计　　

表1-1实体与系统元素的对应关系　　

2、            生成实体　　

从实体库中拖出（按住鼠标左键不放，拖至正投影模型视窗即可）11个Source（每个Source代表一类货物）实体，Combiner实体、Conveyor实体、Sink实体各1个，把各实体按照概念模型中的位置摆好，如图1-2所示。　　

　　　　　　

图1-2 生成所需实体对象　　

3、            连接端口　　

连接端口时，根据流程图，我们只需将Source与Combiner，Combiner与Conveyor，Conveyor与Sink之间使用A连接（按下A键不放，鼠标左键点击输入实体不放，拖至输出实体松开鼠标左键和A键即可。若要取消A连接，则按下Q键不放，鼠标左键点击输入实体不放，拖至输出实体松开鼠标左键和Q键即可）进行连接即可，连接时注意输入输出顺序。如图1-3所示：　　

　　　　　　

图1-3 实体的“A”端口连接　　

4、            设置连接线　　

端口连接完成后，我们为了使视图更加好看，同时也为了利于以后的建模，因此我们考虑将这些连接线设为不可见。　　

单击Show Connections选项前的方框，除去其前的√，可以看到模型视窗中的连接线都不见了。　　

为了使界面更加清晰简洁，我们再去掉Show Names选项前面的√，使得模型中各实体的名字属性等标签不显示出来。如图1-4所示：　　

　　　　　　

图1-4 隐藏实体的名称属性等标签　　

5、            定义Source　　

在模型中，共有11个Source实体，第一个Source定义为产生托盘，其余10个Source产生待包装的十种货物。　　

托盘的到达时间固定的，每3600个单位时间产生10个托盘。我们双击对应于托盘阿谁Source1实体，打开其参数视窗。改变其Arrival Style的默认选项“Inter-Arrival Time”，选择“Arrival Schedule”,并将“FlowItem Class”选项的下拉列表中选择“Pallet”，将“Number of Arrivals”数值改为5，点击“Refresh Arrival”按钮刷新列表，修改列表中的数值，如图1-5所示：　 　　　　　

　 　

6、            定义全局表　　

下面我们定义一个全局表。首先，点击工具栏中的“ToolBox”按钮，打开“Global Modeling Tools”视图，在“Global Tables”一项中点击“Add”按钮，系统为我们添加了一个名为“GlobalTable1”的全局表，如图1-6所示：　　

　　　　　　

图1-6 加入一个名为GlobalTable1的全局表　　

“GlobalTable1”就是我们要编辑的全局表。我们单击“Edit”按钮，打开“Global Table Parameters Window”视图，如图1-7所示：　　

　 　

　　　　　　

图1-7编辑全局表　　

编辑的过程中，我们可以随时点击Apply按钮来保存我们的编辑结果，防止发生意外而进行重复劳动。编辑完成后，点击OK按钮保存并关闭视图　　

7、            定义Combiner　　

下面我们来设置Combiner实体。　　

我们双击Combiner实体，打开它的参数视图，然后我们点击名为“ProsserorTriggers” 标签， 我们在“进入触发”选项的下拉列表框中选择“更新组成列表：根据名为’tablename’的全局表设定合成器的组成列表……”一项。　　

　 　

l  第二步 模型运行　　

1、            设置Experimenter　　

我们模型的运行共分4个阶段，每个阶段3600个单位时间，连续进行，共记14400单位时间。模型的运行总时间长度在Experimenter中设置。单击界面右下方的　 　　　按钮，打开Experimenter窗口，将Simulation End Time改为14400。这里，我们只运行一次仿真，因此将仿真次数改为1。　　

2、            编译、重置、运行模型　　

单击　 　　　按钮，对模型进行编译。编译完成后，单击　 　　　按钮，重置模型。最后单击　 　　　按钮，开始仿真。　　

我们看到在不同的阶段，托盘包装的货物个数是不同的，Combiner根据全局表来设定托盘包装的货物的个数，从不同的Source中获取不同数量的货物。如图1-9所示：　　

　　　　　　

图1-9 模型的运行　　

当仿真运行到14400单位时间的时候，自动停止。　　

l  第三步 数据运行　　

数据收集分析。在操作区中Combiner实体上点击鼠标左键使其被选中，被选中的实体显示出红色边框。　　

点击软件菜单栏中的Stats，在弹出的下拉菜单中选中Stats Collecting，在右侧弹出的选项中点击选择Selected Objects On。如图1-10所示：这个操作打开了所选中实体的数据收集开关。　　

右键点击Combiner，选择Properties打开属性页。点击选择Statistics项目。　　

查看该包装机相关数据，与订单信息进行比较。　　

实验3  配送中心仿真实验　　

一、  实验简介　　

配送中心时从事货物配送并组织对用户的送货，以实现销售和供应服务的现代流通设施。它不同于传统的仓储设施， 在现代商业社会中，配送中心已经成为连锁企业的商流中心、物流中心、信息流中心，是连锁经营得以正常运转的关键设施。　　

本实验是一个典型的配送中心建模过程，该配送中心从三个供应商进货，向三个生产商发货。　　

1.     系统数据　　

供货商（三个）：当三个供应商各自供应的产品在配送中心的库存小于10件时开始生产，库存大于20件时停止生产。供应商一和供应商二分别以4小时一件的效率向配送中心送产品，供应商提供一件产品的时间服从3－6小时均匀分布。　　

配送中心发货：当三个生产商各自的库存大于10件时停止发货。当生产商一的库存量小于2时，向该生产商发货；当生产商二的库存量小于3时，向该生产商发货；当生产商三的库存量小于4时，向该生产商发货。　　

配送中心成本和收入：进货成本3元/件；供货价格5元/件；每件产品在配送中心存货100小时费用1元。　　

生产商（三个）：三个生产商均连续生产。生产商一每生产一件产品需要6小时；生产商二每生产一件产品的时间服从3－9小时的均匀分布；生产商二每生产一件产品的时间服从2－8小时的均匀分布。　　

2.     概念模型　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　

　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

二、  实验目的　　

4、            掌握flexsim仿真软件的基本功能；　　

5、            熟悉配送中心的作业及物流特点；　　

6、            研究该配送中心的即时库存成本和利润，并试图加以改善。　　

三、  主要仪器设备　　

1、计算机      2、flexsim仿真软件　　

四、  实验步骤　　

l  第一步：建立模型　　

3、            模型实体设计　　

4、            在模型中加入实体　　

从模型中拖入3个Source、6个Processor、3个Rack、3个Queue和1个Sink到操作区中，如图1-1所示：　　

　　　　　　

图1-1 模型实体布局图　　

5、            连接端口　　

根据配送的流程，对模型做如下的连接：每个Source分别连到各自的Processor，再连到各自的Rack，每个Rack都要与后面的每一个Queue进行连接（配送中心送出产品对三家生产商是均等的），每一个Queue再连接到各自的Processor，最后三个Processor都连到Sink。如图1-2所示：　　

　　　　　　

图1-2 连接后的模型实体布局图　　

6、            Source参数设置　　

双击一个Source打开参数设置页。在Source项目下的Inter-Arrivaltime下拉菜单中选择Constant Value。点击Inter-Arrivaltime下拉菜单后的按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)“Return constant time of 1 .” 　　

然后对其它两个Source做同样的设置。　　

为了区分来自不同供应商的货源，在三个Source的“发生触发器”选项卡中，选择“离开触发”下的“设定颜色（rgb）：采用红、绿、蓝……”选项，并点击参数编辑按钮　 　　　，设置三个参数分别为：　　

r=255,g=0,b=0　　

r=0,g=255,b=0　　

r=0,g=0,b=255　　

7、            Processor（供货商）参数设置　　

双击最上面的Processor打开参数设置页，在ProcesTimes项目下Process Time的下拉菜单中选择默认设置。点击Process Time下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)“Return constant time of　4　.” 　　

在这个模型中，我们将1个单位时间定义为1小时，那么这条指令的意思就是该供应商在收到订单后的成产效率为每4小时1个产品。　　

根据预先设计的系统数据，供货商一和供货商二的生产效率是一样的，都为每4小时1个产品，所以对中间的Processor也进行同样的操作即可完成设置。　　

对于最下面的Processor，在Process Time的下拉菜单中选择Uniform Distribution（均匀分布）。　　

点击Process Time下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)“A Uniform distribution with a minimum value of 　2 　and a maximum value of 　6 　using random number stream 　1 　.” 　　

8、            Rack参数设置　　

双击一个Rack打开参数设置页。在RackTriggers项目下的OnEntry下拉菜单中选择Close and Open Ports。　　

点击OnEntry下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)　　

“If content(current)==20 then closeinput ports of the inobject(current,1) object.” 如图1-10所示：　　

　　　　　　

图1-3Close and Open Ports的参数编辑窗口　　

点击OnEntry下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)　　

“If content(current)==10 then openinput ports of the inobject(current,1) object.” 如图1-11所示：　　

　　　　　　

图1-4 Close and Open Ports的参数编辑窗口　　

我们对另外两个货架进行同样的设置。　　

9、            Queue参数设置　　

三个Queue在模型中代表三个生产商的仓库，它们根据自己的需求向配货中心订货。为了描述的需要，我们按照模型中由上至下的顺序依次将三个Queue和Processor看作生产商一、生产商二、生产商三。　　

双击最上面的Queue打开参数设置页。在Queue项目下，将Maximum Content改为15。在Flow项目下的Pull选项前面点击打勾。　　

点击Pull From Port下拉菜单后面的代码编辑按钮　 　　　，对代码进行如下的编辑（粗体为更改部分）：“return duniform(1,3);” 　　

在QueueTriggers项目向的OnEntry下拉菜单中选择Close and Open Ports。　　

点击OnEntry下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)　　

“If content(current)>=10 then closeinput ports of the current object.” 如图1-16所示：　　

　　　　　　

图1-5 Close and Open Ports的参数编辑窗口　　

点击OnExit下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)　　

“If content(current)<=2 then openinput ports of the current object.” 如图1-18所示：　　

　　　　　　

图1-6 Close and Open Ports的参数编辑窗口　　

对于剩下的两个Queue，我们所做的相同设置是：改变Maximum Content为15，点选它们Flow项目下的Pull选项并进行相关的代码编辑，对QueueTriggers项目下的OnEntry触发进行同样的设置。　　

不同的设置是对QueueTriggers项目下的OnExit触发进行的修改和编辑。　　

对于中间的Queue，我们在OnExit下拉菜单中仍然选择Close and Open Ports。然后点击OnExit下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　将指令改为：(粗体为改动部分)　　

“If content(current)<=3 then openinput ports of the current object.” 如图1-19所示：　　

　　　　　　

图1-7 Close and Open Ports的参数编辑窗口　　

对于最下边的Queue，我们在OnExit下拉菜单中仍然选择Close and Open Ports。然后点击OnExit下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　将指令改为：(粗体为改动部分)　　

 “If content(current)<=4 then openinput ports of the current object.” 如图1-8所示：　　

　　　　　　

图1-8 Close and Open Ports的参数编辑窗口　　

可以发现，唯一改变的只是对需求产品的最低库存条件，其它并没有变化。　　

10、        Processor（生产商）参数设置　　

双击最上面的Processor打开参数设置页，在ProcesTimes项目下Process Time的下拉菜单中选择默认设置。　　

点击Process Time下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)“Return constant time of 6 .” 　　

对于中间的Processor，即生产商二，我们在Process Time的下拉菜单中选择Uniform Distribution（均匀分布）。　　

点击Process Time下拉菜单后的参数编辑按钮　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)　　

“A Uniform distribution with a minimum value of 3 and a maximum value of 9 using random number stream 　1 　.” 　　

对于最下面的的Processor，即生产商三，我们在Process Time的下拉菜单中选择Uniform Distribution（均匀分布）。　　

点击后面的　 　　　，在弹出的编辑框中进行如下编辑：(粗体为改动部分)　　

“A Uniform distribution with a minimum value of 2 and a maximum value of 8 using random number stream 　1 　.” 　　

　 　

l  第二步 模型运行　　

1、            编译　　

单击主视窗底部的 　 　　　  按钮。编译过程完成后，就可以进行模型的重置和运行了。　　

2、            重置模型　　

单击主视窗左下角 　　　　按钮。　　

3、   运行模型　　

单击主视窗底部 　 　　　 按钮。 　　

模型运行时的截图如图1-9所示：　　

　　　　　　

图1-9 模型运行截图　　

要停止运行，可随时按 　　　　 按钮。　　

　 　

l  第三步 数据分析　　

点击软件窗口右下角的　 　　　按钮（实验控制器）。在打开的窗口中做如下的设置：　　

将Simulation End Time值设为8760.00（在该实验中，1个单位时间代表1个小时，我们要对模型运行一年的数据进行收集，即让模型运行24（小时）×365（天）＝8760小时）；　　

将Number of Scenarios值设为1；将Replications per Scenario值设为1； 　　

数据收集分析。在操作区中，按住键盘的Ctrl键，同时点击鼠标左键分别点击三个Rack，则三个Rack被选中，被选中的实体显示出红色边框。　　

点击软件菜单栏中的Stats，在弹出的下拉菜单中选中Stats Collecting，在右侧弹出的选项中点击选择Selected Objects On。　　

右键点击一个Rack选择Properties打开属性页。点击选择Statistics项目。　　

　　　　　　

图1-10 Rack属性页中的Statistics　　

在所显示的数据中，对我们的分析有帮助的数据是（每次运行模型所收集的数据会不相同，这里仅对这一次模型运行的数据结果进行分析）：　　

Content下的Average（该Rack每小时的平均库存），即32.78；　　

Throughput下的Input（该Rack在运行时间内的总输入）即1640；　　

Throughput下的Output（该Rack在运行时间内的总输出）即1637；