生产建模与仿真课程设计在flexsim环境下课设生产系统建模与仿真

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1、目录1课程设计任务书22平行顺序移动法33工序内容分析64各种方案设计74.1传统方案：总时间最短法74.2自行设计方案:84.2.1有批量无等待时间方案84.2.2有批量等待时间最小方案125各种方案的分析以及其适用场合14课程设计任务书学生姓名：专业班级：工业工程0702指导教师：工作单位：机电工程学院题目：生产系统建模与仿真课程设计初始条件：现要加工10个相同零件，共8道工序，工序如下：请设计一种你认为好的方案，说明设计方法、过程、理由、结果，并输出该方案的总加工时间、总设备等待时间、总设备闲置时间，flexsim仿真结果，工序图、以及方案分析报告。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师

2、）签名:2.平行顺序移动法在对工序进行具体的分析之前，首先用最常见的平行顺序移动法进行加工，具体的工序图如下7222IU日1$鼎&U1579246101J5794*46JMU埴贝MH折化啊j(24i*：*!bii111：I11:1i：*11F1|ZI1:1!1*I-IL1IJ1I121机坤磨U9136153liftit(74134|5;6i撰91011M碾割*的|些虬吐b凰|g_刷耳壬甘匕4冲MJI1胜典IFjlf山述4INIm0mmmEIIiMtiim71M1H11011ro-b1I2*1V；i1-!ii|IM6i|ii；Ilg10iJ.1.1；B1:1ii-i-J11_J_1*!4i1：!

3、：.一卜叫疽有工序图可得：总加工时间=254总设备等待时间=2X9+9X9+12X9X3=138总设备闲置时间=12+24+34+51+66+74+79+96=436利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，布置图如下:OrllKicirciijiMc.MotlelVm=w-运行后可得标准报告表和状态报告表。见下FlexsimsummaryreportModelClock:254.000ContentThroughputStaytimenowminavgmaxminavgmaxSource1:000010000Queue2:00r581002448Processor3:0011512121

4、21Processor4:00115121212Queue5:0002100001Processor6:000.83151212121Processor7:000.8315121212Queue8:001.8451002142.Processor9:00r0.81I110101010.Queue10:001.68410031.563.Processor11:000.83110171717Queue12:0001110000.Processor13:000.681101515151Queue14:000110000Processor15:00r0.35110888.Queue16:0001100

5、00.Processor17:000.22110555Queue18:00r01110000.Processor19:000.4615222222Processor20:000.4315222222|Processor21:00000000Queue22:0r00110000Sink23:0i010000FlexsimsummaryreportModelClock:254.000idleprocessingbusyblockedgeneratingemptycollectingreleasingwaiting_for_operatorSource10.00%0.00%0.00%0.00%0.0

6、0%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%Processor3:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor4:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue5:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor6:16.70%83.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0

7、.00%Processor7:16.70%83.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue8:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%22.80%0.00%77.20%0.00%Processor9:19.40%80.60%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%25.10%0.00%74.90%0.00%Processor11:16.70%83.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue120.00%0

8、.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor13:31.50%68.50%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue140.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor15:64.80%35.20%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue160.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor17:78.40%21.60%0.00%0.00

9、%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue180.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%Processor19:53.60%46.40%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor20:56.70%43.30%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor21:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue220.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0

10、.00%0.00%Sink23:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%第二个表只给出部分表格，其余的部分都为零。（下同）从上表可以看出平行顺序所带来的坏处：1. 设备等待时间过长；2. 加工过程中运输频繁。优点：1.工件加工按顺序，有规律可循，同时机床的布置和连接较为简单;2.可适应丁流水线大批量生产。3工序内容分析所需加工的零件个数为10个，总共有8道工序，其中共需要用到12台机床，那么各种设备分析如下表所示：工序号设备数量加工时问没个工序至少所需要的加工时间（总时问）121260221260311010041171705115150618

11、80732273.3333333381550注：各工序总加工时间=加工时间*工件数量/各工序设备数量由以上信息可得：1各个工序的加工时间从50到170,中间浮动很大，因此可以考虑通过混合加工方式，使工序间穿插进行。2其中第四道工序加工时间为170分钟，时间最长，较容易产生加工瓶颈，因此考虑越早加工该工序越好工序间的先后顺序关系如下表所示fj-f丁序顺序并列工序f12341工序一工序二工序四工序七2工序三工序五13工序六其中工序八可以任意放置，暂时不考虑其顺序乂由上表可得，加工瓶颈工序四之前共有：工序一工序二以及工序三共三种工序，因此,考虑设定某一工件的加工路径为：工序一一一工序二一一工序三一一

12、工序四（其中工序二和工序三的顺序可以任意调换），这样一来，在工序四之前只需等待12+12+10=34min如果可以保证工序四连续加工，那么前4道工序的总耗用时间：34+17*10=204min那么综合考虑，设计各个零件的加工工序图如下图所示:4各种方案设计4.1总时间最短法1f161i2jfariI2*3，加41515as.1722ii*.LJ1r序州【叶血|hH2n_45!Ji-iK97J|9u环H曲721021?ISfj10LS721)410tn9X晦LIU1ni1i144i612|14q.甲IM1PI721)9*呷瞻怫T脾憎牌。4总加工时间=226总设备等待时间=2+2=4总设备闲置时间

13、=12+12+22+34+34+72+121+116+170+154=747可以看到该方案的优缺点如下：优点：1总加工时间最短，零件高效加工2等待时间较短，适用丁设备开启比较昂贵的加工。缺点：1工件流程杂乱无章每个工件都有不同的加工路线，设计繁琐。2物流过程复杂总共10个工件，就需有十种不同的机流动方式，机床加工设备规划十分不便。3设计和实施的额外费用可能会很高考虑到物流和机床布置的繁琐程度，不考虑应用此方案，但该方案的设计可以给我们的设计带来思路，即：1尽量使第四道工序尽早加工2加工时尽量避免出现过丁混乱的布置，这就要求工件最好能按一定的顺序进行加工4.2自行设计方案4.2.1有批量无等待时

14、间方案再吸取了刚才两次设计的经验教训之后，我的下一个加工方案应该具备:2 1工件按顺序工序四尽量提前；在等待时间最小的前提下是加工时间最小那么经过详细分析画草图以及筛选，最终得到的加工工序图如下所示:匚序I234567S有工序图得：总加工时间=250总设备等待时间=0总设备闲置时间=12+24+14+36+44+83+164+128+131+200=836根据工序图所设计的机床布置：加工运行后所得到的标准报告表和状态报告表数据:FlexsimsummaryreportModelClock:250.000ContentThroughputStaytimenowminavgmaxminavgmax

15、Source1:00001。000Queue2:00000000Processol:00115121212Processor2:00115121212Queue4:000.191503.610Processors：000.8315121212Processo4:000.7115121212Processor5:000.88110101010Queue10:000.772561632Queuell:00015000Queue12:00017000Processor6:000.49110888Processor?:000.77110151515Processors:000.83110171717Q

16、ueue16:00018000Queue17:000.111002.114Queue18:000.0711001.510Processor9:000.4615222222Processo10:000.2913222222Processor11:000.2512222222Queue23:001.29610731.763Processor12:000.2110555Queue26:000110000Sink27:01010000Queue1:00581002448Queue3:000.532507.612Queue5:00015000Queue43:000.221318.3319Queue49:

17、000.2712112029Queue21:001.21310022.940Queue51:000.7137015.7127Queue11:000.74210013.220FlexsimsummaryreportModelClock:250.000idleprocessingbusygeneratingemptyreleasingSource1:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processo1:0.00%100.00%0.00%r0.00%0.00%0.00%Processor2:0.00%

18、100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue4:0.00%0.00%0.00%0.00%80.90%19.10%Processo4:28.60%71.40%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor5:12.30%87.70%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue10:0.00%0.00%0.00%0.00%34.60%65.40%Queue11:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%Queue12:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%Processor6:50.90%49.10%0.00%0

19、.00%0.00%0.00%|Processor8:17.50%82.50%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue16:0.00%0.00%0.00%P0.00%100.00%0.00%Queue17:0.00%0.00%0.00%0.00%89.90%10.10%Queue18:0.00%0.00%0.00%0.00%93.10%6.90%Processor9:53.80%46.20%0.00%P0.00%0.00%0.00%Processo10:71.30%28.70%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor11:75.10%24.90%0.00%0.00%0

20、.00%0.00%Queue23:0.00%0.00%0.00%P0.00%55.90%44.10%Processor12:80.00%20.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue26:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%Sink27:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue1:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%Queue3:0.00%0.00%0.00%0.00%47.20%52.80%Queue5:0.00%0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%lQueue43:0.0

21、0%0.00%0.00%0.00%78.30%21.70%Queue49:0.00%0.00%0.00%0.00%73.30%26.70%Queue21:0.00%0.00%0.00%0.00%30.70%69.30%Queue51:0.00%0.00%0.00%0.00%52.90%47.10%Queue11:0.00%0.00%0.00%0.00%34.60%65.40%有上述数据分析该方案的特点：1一共十个工件，分成了四个批量，分别是1,35,7,92,46,8,10一共四个批量，并且按照既定的顺序，各个批量分别加工，而批量中的工件顺序始终保持不变。2从工序布置可以看到，每个批量按照一定

22、的顺序进行加工，比较有规律可循。3总等待时间为0,避免了机床的空运作现象。同时也应该注意到的是：1机床布置比较杂乱，虽然比总加工时间最小的方案要好，但是一单工件数过多，成本自然会上升。2注意到的是，总加工时间为250分钟，相对丁最优化的时间226分钟多出了24分钟的时间，而其加工总时间和顺序平行加工的254分钟相比，仅仅提起了4分钟而已。3进一步推寻原因，发现第八道工序，占用了过多的额外时间，使总加工时间整整延后了12分钟的时间，而延后的原因则是我在设计时过丁追求机床的等待时间为0,使整个加工时间受到了不小的影响。因此，考虑设计一种加工方式，它需要满足的条件是：在按照批量的前提下，使总的加工时

23、间最小；在总的加工时间最小的前提下，尽量使物流合理化4.2.2有批量等待时间最小方案利用flexsim软件对这种移动方式进行仿真，仿真图如下:运行后得标准报告表和状态报告表数据如下:FlexsimsummaryreportModelClock:235.000ContentThroughputStaytimenowminavgmaxminavgmaxSource1:000010000Queue2:00581002448Processor1:00115121212Processor2:00115121212Queue5:00015000Queue6:00015000Processor3:000.8

24、315121212Processor4:000.8315121212Processor5:000.79110101010Queue1:000.031200.51Queue2:000.111312.674Queue3:000.6323811.6717Queue4:000.191267.59Queue5:000.181327.3314Queue6:000.121702.146Processor6:000.73110151515Processor7:000.82110171717Processor8:000.47110888Queue7:000.5427314.8623Queue8:000.1113

25、16.3315Queue21:000.311006.314Queue22:000.6210012.433Processor9:000.1912222222Processor10:000.4715222222Processor11:000.3113222222Queue26:00012000Queue27:00015000Queue28:00013000Processor12:000.55110555Queue30:001.1248016.2530Sink31:01010000Queue1:000.92227174.578FlexsimsummaryreportModelClock:250.00

26、0idleprocessingbusyemptycollectingreleasingSourcel:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Queue2:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%.Processol:0.00%100.00%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor2:0.00%100.00%0.00%P0.00%0.00%0.00%.Queue4:0.00%0.00%0.00%80.90%0.00%19.10%Processors:16.70%83.30%0.00%0.00%0.00%0.00%Processo4:28

27、.60%71.40%0.00%P0.00%0.00%0.00%.Processor5:12.30%87.70%0.00%0.00%0.00%0.00%.QueuelO:0.00%0.00%0.00%34.60%0.00%65.40%Queuell:0.00%0.00%0.00%r100.00%0.00%0.00%.Queue12:0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%.Processor6:50.90%49.10%0.00%0.00%0.00%0.00%Processor?:22.70%77.30%0.00%r0.00%0.00%0.00%.Processors:17

28、.50%82.50%0.00%0.00%0.00%0.00%.Queue16:0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%Queue17:0.00%0.00%0.00%r89.90%0.00%10.10%Queue18:0.00%0.00%0.00%93.10%0.00%6.90%.Processor9:53.80%46.20%0.00%0.00%.0.00%0.00%.Processo10:71.30%28.70%0.00%r0.00%0.00%0.00%.Processor11:75.10%24.90%0.00%10.00%0.00%0.00%.Queue23:0.00

29、%0.00%0.00%55.90%0.00%44.10%Processor12:80.00%20.00%0.00%r0.00%0.00%0.00%.Queue26:0.00%0.00%0.00%100.00%0.00%0.00%.Sink27:0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%|Queue1:0.00%0.00%0.00%r0.00%0.00%100.00%Queue3:0.00%0.00%0.00%47.20%0.00%52.80%Queue5:0.00%0.00%0.00%100.00%.0.00%0.00%Queue43:0.00%0.00%0.00%P78.3

30、0%0.00%21.70%Queue49:0.00%0.00%0.00%73.30%0.00%26.70%Queue21:0.00%0.00%0.00%30.70%0.00%69.30%Queue51:0.00%0.00%0.00%P52.90%0.00%47.10%Queue11:0.00%0.00%0.00%34.60%0.00%65.40%5各种方案的分析以及其适用场合平行顺序移动乱序方案批量A批量B加工时问254226250235设备等待423406设备闲436747836546置物流强度弱强中中强适应场合1对机床设备的资金1对产品的出厂时问1工件数量有一定的1对产品的出厂时问投入较少

31、的厂房要求高规模要求较局2产品加工时间无要2加工数量较小的工2对设备等待方面的2对总时间的要求求件要求大丁总时间大丁对设备等待方3生产淡季，需求量3厂房设备规划合理3设备的工艺路线面的要求不大精细，保障物流的有一定的保障3工件数量较多4需要适应连续加工畅通4机床较为精密，需保证连续加工5生产旺季，需要额外加工少量工件在实际的加工过程中，我们可能遇到各种各样的问题，不可能有一个完美的解决方案让我们一劳永逸。在不同的场合，不同的条件下，应该采用相应的措施积极应对。比如工序的加工，不能一味的追求最短的总加工时间，方案中的乱序版虽然有最小的加工时间，但是确是最先不予以考虑的，因为在只有10个工件的情况

32、下它的物流强度都已经大的难以想象了。而综合起来，反而是另外三个加工时间大丁它的比较适用。另外，由丁时间的关系，比较遗憾的是另外有一个方案尚未能实现一一乱序和批量相结合的方案，即设定一定的批量，但对决定时间的关键工件制定独特的加工工序。这可以综合乱序和批量的优点，获得解决不同问题的新途径。最后，在使用flexsim的过程中，我们遇到了很多困难，但是赵老师以及研究生学长都耐心解决，在这里十分感谢赵老师以及学长对我们学习软件上的支持！本科生课程设计成绩评定表姓名性另U专业、班级工业工程0702课程设计题目：生产系统建模与仿真课程设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：