1、物流系統與設施規劃課程實驗指導書劉階萍 編鄂明成 審機械工程實驗教學中心目錄實驗一：計算機輔助設施布置軟件 VisFactory 及應用 1一、實驗目的 1二、使用軟件 1三、實驗要求 1四、實驗內容 2五、實驗步驟 2六、實驗報告要求 3七、實驗考核要求 3八、實驗參考資料 4實驗二：自動分揀系統仿真 5一、實驗目的 5二、使用軟件 5三、實驗要求 5四、實驗內容 5五、實驗步驟 7六、思考題 8七、幫助與提示 8八、實驗報告要求 9九、實驗考核要求 9十、實驗參考資料 9實驗三：生產 -庫存系統仿真 10一、實驗目的 10二、使用軟件 10三、實驗要求 10四、實驗內容 10五、實驗步驟

2、12六、思考題 12七、幫助與提示 12八、實驗報告要求 13九、實驗考核要求 13十、實驗參考資料 14實驗一：計算機輔助設施布置軟件 VisFactory 及應用一、實驗目的1. 了解經典SLP （系統化布置規劃）方法在 VisFactory軟件中的應用；2. 初步了解 VisFactory 軟件環境和功能；3. 掌握使用 VisFactory 軟件完成工廠設施規劃、分析和優化過程中的難點，并注意 局部細節問題；4. 加深對教學環節中所獲知識的理解和鞏固；5. 學習和培養針對某具體案例進行實驗的能力；6. 完成對物流設施規劃與布置進行實例性系統設計和分析的任務。、使用軟件軟件名稱：Auto

3、CAD 2000 和 VisFactory 7.1所屬公司：EAI 公司主要功能：工廠建模、 生產物流路徑分析、 工廠布局設計分析和優化三、實驗要求1. 實驗前預習，閱讀預習資料；2. 實驗按照老師指導實驗步驟進行；3. 提交實驗報告。四、實驗內容本實驗主要包括兩部分內容：1. 根據指導教師的介紹，了解VisFactory軟件的環境、組成和功能，并結合簡單案例，學習使用FactoryPlan進行設施布置的過程和方法；2. 根據事先布置實驗背景，分組完成早餐店或自行選擇對象的設施規劃問題。五、實驗步驟1. 介紹VisFactory軟件，包括其組成、菜單功能；2. 啟動AutoCAD軟件，檢查主菜

4、單中是否已經增加了Factory菜單項；3. 在Factory菜單中，選擇 FactoryPlan命令，介紹 FactoryPlan各菜單功能；4. 在Chart/Data菜單中，選擇 FPEDIT命令，定義.AMX和.SPC文件名稱和路徑;5. 在ACTIVITY/DEPARTMENT LIST彈出菜單中定義作業單位名稱，并保存.AMX文件；Activity NameSpace RequiredTypeWC I200WC 2250Inspcution250Sccondar:WC 4P rimaiyW5IXlOffice側V 25(1PrimaryWC S55(JHandling6. 定義各作

5、業單位空間面積信息，并保存 .SPC文件;7. 定義各作業單位的相互關系，并保存；8. 通過zoom命令調解窗口大小，并在Diagram菜單中選擇 Next Relationship Lines命令，直至關系線全部畫完；9. 手動優化布置圖；10. 利用VisFactory優化器自動完成布置優化；11. 根據早餐店案例或自行調研數據，完成早餐店顧客區和工作區（或自選背景）的規劃和優化。六、實驗報告要求1. 軟件及其使用簡介；2. 對給定應用案例的物流分析過程和優化結果分析；3. 通過VisFactory軟件和應用，談談你對計算機化布置方法的理解；4此次實驗的收獲、不足以及改進建議等。七、實驗考

6、核要求實驗考核總體分為三部分：實驗預習：20%根據對英文資料的閱讀情況。實驗操作：50%在正常實驗時間內，應正確運用仿真軟件，根據整個過程和仿真效果給出實驗操作成績。 實驗報告： 30% 根據內容的完整性和正確性給出成績。八、實驗參考資料1 蔡臨寧 . 物流系統規劃 建模及實例分析 . 機械工業出版社 , 2003.主要參考資料2 Fred E. Meyers, Matthew P. Stephens. 制造設施設計和物料搬運 (in English). 清華 大學出版社， 2002.并注意局學習實驗二：自動分揀系統仿真一、實驗目的1. 初步了解 Flexsim 軟件的環境和功能；2. 學習使

7、用仿真軟件對實際物流系統進行仿真分析和優化過程中的難點， 部細節問題；3. 加深對教學環節中所獲知識的理解和鞏固；4. 學習和培養針對某具體案例進行試驗的能力；二、使用軟件軟件名稱： Flexsim 3.0所屬公司： Flexsim 公司主要功能：離散事件系統仿真三、實驗要求1. 實驗前預習，閱讀預習資料；2. 實驗按照老師指導實驗步驟進行；3. 提交實驗報告。四、實驗內容本實驗主要包括兩部分內容：1. 根據指導教師的介紹，了解 Flexsim 軟件的環境和功能，并結合簡單案例， 使用 Flexsim 進行物流仿真的過程和方法；2. 根據以下實驗背景，完成自動分揀系統的物流仿真分析。(1)系統

8、描述與系統參數沿一條傳一個大型分揀系統的空間布局如圖1所示。在如下的一個分揀系統中，送帶傳送的貨物，根據各自的品種被分別送至不同的操作臺，經檢驗打包后，被取走; 檢驗不合格的貨物由一條傳送帶送往檢修處。入口端檢驗包裝2檢驗包裝1通往檢修處分揀傳送帶的空間結構圖如圖 2和圖3所示。圖2傳送帶空間布置的俯視圖見圖3。檢驗包裝4圖3分揀系統的流程描述和系統參數如下： 四種貨物 L_a、 L_b 、 L_c、 L_d 各自獨立到達高層的傳送帶入口端；L_a 的到達頻率服從正態分布函數L_b 的到達頻率服從正態分布函數L_c 的到達頻率服從正態分布函數L_d 的到達頻率服從正態分布函數 四種不同的貨物沿

9、一條傳送帶傳送，normal（ 400,50）秒；normal （200,40）秒；uniform （ 500,100）秒；uniform （ 150,30）秒；根據品種的不同由分揀裝置將其推入到四個不同的分揀道口，經各自的分揀通道到達操作臺。 每一個檢驗包裝操作臺需操作工一名，貨物經檢驗合格后打包，被取走。 每檢驗一件貨物占用時間為 uniform （ 60,20 ）秒。 每種貨物都可能有不合格產品。 檢驗合格的產品放入箱子里； 不合格的通過地面 傳送帶送往檢修處進行修復； L_a 的合格率為 95%；L_b 為 96%；L_c 為 97%； L_d 為 98%；傳送帶的傳送速度選默認速度。

10、對上述傳送分揀系統進行建模，模擬系統一天 8 小時的運行狀況，并完成思考題。五、實驗步驟1. 新建一個模型， 定義 source，operator，sink 等實體及其參數。2. 定義傳送系統，定義各段傳送帶的參數，完成傳送系統的空間布局。3. 定義系統的按貨物類型進行分揀的邏輯流程。4. 運行調整模型，直到模型按照實際系統流程正確運行。5. 運行模型，得到數據和圖表等多種結果輸出。6. 根據結果輸出對系統進行分析。六、思考題（1）該分揀系統一天的總貨物流量約為多少？ （2）按照目前的配置，該系統能夠承受的最大日流量是多少？（ 3）如果你是該系統的主管， 你怎樣調整這個系統的物流安排和人員配置

11、（4）比較 24 小時工作制和 8 小時工作制設定模型運行，看是否是簡單的大約 3 倍 的關系？是否能發現不同的現象？連續運行一個月，情況又如何？試說明仿真長度對系 統分析的影響。（5）如果該系統中合格的貨物被操作工放置在箱籠中，累計每20 個打一包送走，如何實現這樣的邏輯（ 6）在 source 定義窗口中改變 source 到達系統的隨機分布函數種類和參數，觀察 仿真結果的變化，結合有關數學參考書，給出數學上的解釋。七、幫助與提示按照空間結構的要求布置傳送帶時，可以右擊傳送帶，選擇 parameters 欄，改變欄 中 layout 中的一些參數來調整傳送帶的尺寸、形狀以及方向。在系統中，

12、需要根據不同的貨物，分別從四條傾斜的傳送帶送到下層傳送帶的檢驗 包裝處。為了實現這個共鞥，需要對傳送帶 flowitem 的輸出端口的選擇邏輯進行相應設 置，按照 flowitem 的不同 type 輸送到傳送帶不同的輸出端口。四種不同的貨物都有自己的檢驗合格率。每個貨物進行檢驗之后，不合格的產品要進入檢修，合格的產品要進入箱子。也就是說，產品在經過檢驗工序以后按數量的百分 比通過兩個不同的 output 輸出。八、實驗報告要求1. 軟件及其使用簡介；2. 對給定應用案例的仿真過程和結果分析；3. 通過對給定自動分揀系統的仿真分析，回答以下問題：4. 此次實驗的收獲、不足以及改進建議等。九、實

13、驗考核要求實驗考核總體分為三部分： 實驗預習： 20% 根據對英文資料的閱讀情況。 實驗操作： 50% 在正常實驗時間內，應正確運用仿真軟件，根據整個過程和仿真效果給出實驗操作 成績。實驗報告： 30% 根據內容的完整性和正確性給出成績。十、實驗參考資料1 蔡臨寧 . 物流系統規劃 建模及實例分析 . 機械工業出版社 , 2003.主要參考資料2 Fred E. Meyers, Matthew P. Stephens. 制造設施設計和物料搬運 (in English). 清華 大學出版社， 2002.實驗三：生產 -庫存系統仿真、實驗目的1. 了解仿真技術在庫存管理和庫存控制領域中的應用， 學

14、習仿真結果分析的概念和 穩態型仿真、終止型仿真，以及置信區間等相關概念；2. 培養對復雜系統進行抽象建模的能力，并注意局部細節問題；3. 加深對庫存控制策略的理解和鞏固；4. 學習和培養針對某具體案例進行試驗的能力；二、使用軟件軟件名稱： Flexsim 3.0 所屬公司： Flexsim 公司 主要功能：離散事件系統仿真三、實驗要求1. 實驗前預習，閱讀預習資料；2. 實驗按照老師指導實驗步驟進行；3. 提交實驗報告。四、實驗內容某企業要投產一條簡單的加工線，如圖 1 所示，原材料經過 4 道工序加工成成品， 入庫存儲， 按照需求提貨出庫。 由于企業認為市場情況好， 認為能制造出來就能賣出去

15、， 因此選擇了傳統的推動式面向庫存的生產模式。系統假設和參數如下： 保證原材料 L_rm 是充足的； 原材料送至機器 R_m1前，每耗時uniform （120,20） sec加工出一件半成品；一 單位原材料能加工出10件半成品。 然后依次送到其他各道工序加工：到機器R_m2前加工，每件半成品加工時間為uniform （ 5,2）min ;到機器 R_m3 前加工，加工時間 normal （ 300,30）sec；到機器 R_m4 前加工，加工時間為 normal （ 6,1）min ;最后成為最終產品 L_prod。 每加工兩個半成品之間需要uniform（60，10）s的調整時間。 原材料

16、經過四道工序加工成成品，如成品庫存儲；假設倉庫容量足夠大。 當機器R_m1加工完一個原材料時，立即從原材料庫中提料，保持持續生產。 當有訂單或需求到達時，按照需求提貨出庫，訂單到達時間間隔服從隨機分布uniform （ 500， 10） min;每個訂單的需求量為normal （ 80，5）個單位的產品。L proR m2R m4R m1R m3L sem圖1對這樣一個生產庫存系統進行建模仿真，分別按1）連續一個月（每天按 24h計算）運行和2）每次運行24小時重復30次仿真運行，連續監測庫存信息，即庫存量隨時間 的變化情況，并統計有無缺貨發生，缺貨率和缺貨量為多少。假設存在以下情況，試建模仿

17、真分析。 預測認為：每次需求量接近normal（ 80,5）的隨機分布，分析這個投產方案的規 劃是否合理？生產中有沒有瓶頸？庫存隨時間的變化是怎樣的？ 假設市場擴大需求增長，每次需求量增長為normal（ 90,5）的隨機分布，仍然采用原來的配置方案，是否還能滿足市場需求？為了滿足需求從而占領市場，從擴大生產 能力的角度如何調整系統的資源配置？五、實驗步驟1. 將實際問題抽象成兩個子系統：生產模塊和庫存控制模塊。2. 按要求編寫生產系統的邏輯代碼。3. 編寫庫存控制系統的邏輯代碼。4. 調試模型。5. 運行輸出與結果分析。6. 系統調整與分析。六、思考題（ 1）如果用面向訂單的拉動生產方式取代

18、本實際系統的推動式面向庫存的生產方 式，則系統的整個運作方案會發生很大的改變，比如，要制定庫存控制策略，要改變生 產的邏輯規則（即根據庫存水平確定生產時間和生產批量）等。請重新設計一套面向訂 單式的系統模型，制定相應的策略和方案，并建立新的仿真模型。（ 2）采用連續查庫或者周期查庫兩種不同的控制策略，會影響系統的運營， 相應的庫存水平和服務率也會有所不同，可以通過進一步的仿真建模進行兩種控制策略的運行 結果比較，從而對兩種庫存控制模式下的庫存系統的運營有所認識，并幫助理解仿真技 術在庫存控制領域的應用。七、幫助與提示（ 1）控制第一次售出產品的時刻， 避免還未生產出產品即有訂貨需求， 在產生訂單 的 source 中注意對到達時間的設定，不選中Arrival at time 0 復選框。（2）個原材料加工出多個半成品的剪切式過程的實現，可以用separator這個object 來進行邏輯等價實現。（3）訂單的生成采用 Source和Separator兩個obj