多产品多阶段制造系统仿真与分析
一.关于问题
1. 系统描述
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。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成 4、3 和 5 道工序，而每道工序必须在指定的机器组上处理，按照事先规定好的工艺顺序进行。
假定在保持车间逐日连续工作的条件下，对系统进行 365 天的仿真运行（每天按 8 小时计算），计算每组机器队列中的平均产品数以及平均等待时间。通过仿真运行，找出影响系统的瓶颈因素，并对模型加以改进。 2. 系统数据
三种原料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。
三种原料的工艺路线如表 11.1 所示。第 1 种原料首先在第 3 组机器上加工，然后在第 1 组、再在第 2 组机器上加工，最后在第 5 组机器上完成最后工序。第 1 种原料在机器组 3、1、2、5 加工，在机器组 3、1、2、5 加工的平均时间分别为 30、36、51、30；第 2 种原料在机器组 4、1、3 加工，在机器组 4、1、3 加工的平均时间分别为 66、48、45；第 3 种原料在机器组 2、5、1、4、3 加工，在机器组 2、5、1、4、3 加工的平均时间分别为 72、15、42、54、60。
表4.1原料加工工艺路线与各工序加工时间参数
原料类型 机器组别 相继工序平均服务时间（Minute）
1 3，1，2，5 30，36，51，30 2 4，1，3 66，48，45
3 2，5，1，4，3 72，15，42，54，60 如果一种原料到达车间时，发现该组机器全都忙着，该原料就在该组机器处的一个服从先进先出 FIFO（First In First Out）规则的队列。前一天没有完成的任务，第二天继续加工。在某机器上完成一个工序的时间服从 Erlang 分布，其平均值取决于原料的类别以及机器的组别。例如，表 11.1 中的第 2 类原料，它的第一道工序是在第 4 组机器上加工，加工时间服从均值为 66 的Erlang 分布。 3.概念模型
二.建立Flexsim模型
1.生成实体
从左边的实体库中拖动实体到模型（建模）视窗中。具体操作是，点击并按住实体库中的实体，然后将它拖动到模型中想要放置的位置，放开鼠标键即可。其中发生器代表三种不同产品的出发点，暂存区代表产品的临时存放区，处理器代表机器，吸收器代表成品库。由于受临时实体数量的限制，该方案中一个处理器代表一组机器。如图1所示。
图1
2.连接端口
要连接一个实体的输出端口至另一个实体的输入端口，按住键盘
上的“A”键，然后点击第一个实体并按住鼠标左键，拖动鼠标到下一个实体然后放开鼠标键。将会看到拖动出一条黄色连线，放开鼠标键时，会出现一条黑色的连线。按照问题中不同产品的产品的加工流程，依次连接各实体。如图2所示。
图2
3.定义发生器
在模型中，共有3个发生器实体，每个发生器对应一类原料，也就是说，一个Source生成一类原料。第一类原料的到达间隔时间服从均值为50分钟的指数分布。我们双击对应于第一类原料的那个发生器实体，打开其参数视窗。保留其到达方式的默认选项“按时间间隔到达”，并且在到达时间间隔中选择指数分布，但是我们需要修改其参数，因此单击右侧的
按钮，出现参数修改视窗。把尺度参数
修改成50，其它按其默认值。如图3所示。
图3
同样地，我们可以修改第二类原料和第三类原料的Source，使得其生成实体的到达间隔时间分别服从均值为30分钟和75分钟的指数分布。
三类原料进入系统后，为了方便各机器组能区分开不同的原料，我们需要给这三类原料相对应的实体不同的实体类型。同时为了能在后续的仿真运行中更好的观察系统的行为和变化，可以赋予三类原料不同的颜色，方便我们直接从视觉上观察不同原料的加工状态。这里我们简单将三类原料用红、黄、蓝三种颜色区分，其中第一类原料黑色，第二类原料红色，第三类原料黄色。
再次打开第一个发生器的参数视窗，选择发生触发器标签。我们可以在生成流动实体时设置其类型，在其将要离开发生器时赋予颜色，这需要定义创建触发和离开触发选项。首先我们来设置其实体类型。单击创建触发下拉菜单，选择设置实体类型选项。再打开其参数修改视窗，将其类型值改为1。如图4所示。
图4
单击确定，关闭该参数修改窗口。单击离开触发下拉菜单，选
择设置实体颜色选项。再打开其参数修改视窗，将其颜色改为黑色（black）。如图5所示。
图5
单击确认，再以类似的方法定义发生器二和发生器三。
4.定义处理器
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