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供应链与物流系统建模仿真软件
WITNESS培训视频
北京威特尼斯科技中心
www.witness-china.com
生产线物流系统建模案例
•
某公司有一条加工一种零件的生产线,有四道工序:
 称重工序,时间为服从均值为5分钟的负指数分布;
 清洗工序,时间服从均值为4.5分钟的负指数分布;
 加工工序,时间服从均值为4分钟的负指数分布;
 检测工序,时间服从均值为3分钟的负指数分布。
•
每道工序的每台机器上每次只能加工一个零件,工序之间零件依靠输
送链运输,零件通过每条输送链的时间为10分钟。
•
其中加工工序的机器每运行50分钟,就需要一个工人来进行一次检修
,检修时间长短服从均值为10分钟的负指数分布;
同时清洗工序每清
洗完10件产品,就需要整理一下工作台,整理工作台需要一名工人工作,
整理时间长短服从均值为8分钟的负指数分布。
•
该生产线上每道工序仅有一台机器,整条生产线由一名工人维护,假
设零件数量足够多,建立该系统的WITNESS仿真模型。
Widget
L
称重
L1
清洗
L2
加工
L3
检测
生产线物流系统建模案例
• 通过本案例的学习:
 熟悉使用WITNESS建模的常用屏幕操作;
 熟悉建模元素part、machine、conveyor、labor的一般应用;
 使用可视化工具栏建立输入、输出工序流程;
 熟悉machine元素的setup、breakdown设计;
 了解负指数分布NEGEXP()的使用;
Widget
L
称重
L1
清洗
L2
加工
L3
检测
组装作业工序建模案例
• 模型描述:
• 三种类型的零件A、B、C随机到达系统,分别暂存于仓库的特定库区,有一
装配机器将1个A、2个B和1个C组装一个成品D,存于自身的专有缓冲区;
• 其中:
A零件到达时间间隔为5分钟,批量为1,第一个零件在0时刻到达;
B零件到达时间间隔为4分钟,批量为2,第一个零件在10时刻点到到;
C零件到达时间间隔为6分钟,批量为1,第一个零件在0时刻到达,该零件总量为20;
装配机器对零件的提取顺序为先取A、再取B、再取C;
• 使用WITNESS建立该系统模型。
A
L4
Hold
L7
B
L5
Hold 1
L8
L9
C
L6
Hold 2
Process
D
组装作业工序建模案例
• 通过本案例的学习:
 熟悉active模式的part元素相关项目的设计;
 熟悉缓冲区buffer元素的设计;
 熟悉组装类型的machine的设计;
 了解machine专有缓冲区的使用;
 了解输入规则sequence
A
L4
Hold
L7
B
L5
Hold 1
L8
L9
C
L6
Hold 2
Process
D
油漆作业仿真案例
流程介绍:
•
有一个油漆工序油漆一种立方体的箱体,箱体是由客户昼夜不停的不定期提供,
客户提供的箱体长宽高各不相同,油漆工序只在白天工作,即每天工作8小时,
为每个箱体油漆的时间由箱体的面积决定。
•
根据以往的统计数据:




•
客户提供箱体的时间间隔服从(10,20)小时的均匀分布,
批量服从[8,15]的整数均匀分布,
箱体长宽高分别服从(10,20),(15,30),(10,25)的均匀分布,
油漆时间(分钟)是表面积的均方根,
使用WITNESS建立该油漆工序的仿真模型
油漆作业仿真案例
• 通过本案例的学习:
 Function/attribute/shift元素的使用;
 自定义part图标;
 系统属性pen的运用;
 分流输出设计;
 均匀随机分布函数uniform和整数均匀随机分布函数iuniform的使用;
shift元素
Hour Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Hour Mon
1
2
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9
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11
12
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16
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20
21
22
23
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Tue
Wed
Thu Fri Sat Sun
港口集装箱运输仿真案例
模型介绍
•
某零售公司销售进口产品,这些进口产品由国外通过集装箱运输至码头,然后公司派车辆将这些
集装箱运输至公司的配送中心,以便配送给各地的销售网点。
•

其中:
集装箱到达码头的时间间隔服从[10,20]小时的均匀分布,每次到达批量服从[2,4]的均匀
整数分布,
公司只有一辆运输车用来将集装箱由码头运送至配送中心,该车每次只能运送一个集装箱,车辆
空载行驶速度为80公里/小时,满载速度为60公里每小时。
公司停车场距离码头10公里,码头距离配送中心50公里,配送中心距离公司停车场45公里。
车辆在码头装载集装箱需要的时间服从均值为30分钟的负指数分布,在配送中心卸载集装箱需
要的时间服从均值为20分钟的负指数分布。



港口集装箱运输仿真案例
• 通过本案例的学习:
 使用Vehicle/track元素;
 load/unload操作的设定;
 Vehicle速度设定;
 Call、vsearch命令的使用;
 Action的进一步理解;
Witness Optimizer优化器
•
在仿真一个实际系统的时候,往往希望得出系统绩效最优时的系统配置;或
者希望得出系统绩效相对较好的几种方案的系统配置,通过比较和权衡,选
择其中的一种配置进行实际的实施。
•
比如前面的生产线,给定一个利润目标函数=产出量×价格-设备成本-人
力成本,它同产出率成正比,同设备数量和人员数量成反比,在特定约束条
件下,目标函数越大越好。为了得出目标函数的最大值,可以通过逐步的改
变系统中设备和人员数量,然后仿真运行,比较每次仿真运行的利润目标函
数。如果每种设备(共有四种)的数量可以是1台或2台,人员数量可以是1
或2人,则系统的配置方案就有2×2×2×2×2=32种,在进行方案比较时
,就需要改动并运行模型32次,效率较低。
十一
optimizer优化的基本过程
1.建立系统的仿真模型
2.设置控制变量
3.设计目标函数
4 . 优化设计
5.运行优化
6.对优化结果进行分析
7.选择系统最优配置方案
优化目标函数的设计
•
设备费用=设备数量*(折旧费率+运行维护费率)
•
人员:工资=人数*工资率=人数*60元/天
•
Nqty()
•
假设费率如下表:
折旧费率
Weigh
Wash
Produce
inspect
500
400
900
300
600
500
800
200
元/月
运行费率
元/月
数据交互--Excel
• WITNESS与Excel数据表的数据交互
• 以生产线仿真系统为例,仿真模型要实现如下功能:
– 由Excel表中的数据设置机器数量
– 将每台机器的开始加工时间和结束加工时间写入Excel表中
• 要点:
– Xlwritearray()
– Xlreadarray()