物流系统规划实验指导书

物流系统规划实验指导书 一、物流系统规划与分析实验 1 实验目的 通过实验，使同学们了解物流系统规划与分析的原理、方法、步骤，掌握物流系统的建模技巧，并熟悉物流仿真系统的基本功能与操作。 2 实验要求 1)了解物流系统规划理论 2)了解物流仿真软件的基本功能 3)掌握物流系统分析和物流系统规划与分析的方法 4)通过分析，学会对物流系统的建模 5)学会物流系统仿真软件Flexsim的基本操作 6）实验课时：2学时 3 实验所需装置 投影仪                                            1台 电脑                                              20台 话筒                                              1个 播放器                                            1个 Flexsim物流仿真系统                              1套 4 实验内容 4．1某物流系统的规划分析 在第一个物流系统模型中，我们将研究三种产品离开一个生产线进行检验的过程。有三种不同类型的临时实体将按照正态分布间隔到达。临时实体的类型在类型1、2、3三个类型之间均匀分布。当临时实体到达时，它们将进入暂存区并等待检验。有三个检验台用来检验。一个用于检验类型1，另一个检验类型2，第三个检验类型3。检验后的临时实体放到输送机上。在输送机终端再被送到吸收器中，从而退出模型。图1-1是流程的框图。 图1-1  模型1流程框图 4．2 物流系统模型的建立 步骤1：从库里拖出一个发生器放到正投影视图中，如图1-2所示： 图 1-2  步骤2：把其余的实体拖到正投影视图视窗中，如图1-3所示： 图1-3 完成后，将看到这样的一个模型。模型中有1个发生器、1个暂存区、3个处理器、3个输送机和1个吸收器。 步骤3：连接端口 下一步是根据临时实体的路径连接端口。连接过程是：按住“A” 键，然后用鼠标左键点击发生器并拖曳到暂存区，再释放鼠标键。拖曳时你将看到一条黄线，释放时变为黑线。。 连接每个处理器到暂存区，连接每个处理器到输送机，连接每个输送机到吸收器，这样就完成了连接过程。 详细定义模型 每个实体都有其特有的图形用户界面（GUI），通过此界面可将数据与逻辑加入模型中。双击实体可打开叫做参数视窗的GUI。 对于这一模型，我们想要有三种不同的产品类型进入系统。为此，将应用发生器的“离开触发器”为每个临时实体指定一个1到3 之间的均匀分布的整数值，来作为实体类型。 步骤4：指定到达速率 双击发生器键打开其参数视窗。 所有的Flexsim实体都有一些分页或标签页，提供一些变量和信息，建模人员可根据模型的需求来进行修改。在这个模型中我们需要改变到达时间间隔和实体类型来产生3种实体。根据模型描述，我们要设定到达时间间隔为normal(10，2）。现在，按下到达时间间隔下拉菜单中的箭头，选择“正态分布”选项 该选项将出现在视窗里。如果要改变分布的参数，则选择 按钮，之后可以改变模板中任何 灰褐色的值。 选择模板 按钮,将看到这一视窗 可以使用模板改变数值来调整分布，甚至可以插入一个表达式。在本模型中改变10为20。按确定键返回到参数视窗。 下面我们需要为临时实体指定一个实体类型，使进入系统临时实体的类型服从以1到3之间的均匀分布。最好的做法是在发生器的“离开触发器”中改变实体类型 。 步骤5：设定临时实体类型和颜色 选择发生器触发器分页。在“离开触发器”框中，选择“Set Itemtype and Color（设定临时实体类型和颜色） ”以改变临时实体类型和颜色。 在选定改变临时实体类型和颜色的选项后，按模板键     。 离散均匀分布与均匀分布相似，但返回的不是给定的参数之间的任意实数值，而是离散整数值。 点击本视窗和发生器参数视窗的确定键。 下一步是详细设定暂存区参数。由于暂存区是在临时实体被处理器处理前存放临时实体的场所，因此需要做两件事。首先，需要设定暂存区最多可容纳25个临时实体的容量。其次，设定临时实体流选项，将类型 1的实体发送到处理器1，类型2的实体发送到处理器2，依此类推。 步骤6：设定暂存区容量 双击暂存区打开暂存区参数视窗 改变最大的容量为25。选择   按钮。 步骤7：为暂存区指定临时实体流选项 在参数视窗选择临时实体流分页来为暂存区指定流程 在“发送到端口”下拉菜单中选择“By Itemtype (direct)（按历史实体类型（直接））”。 由于我们已经分配实体类型号为1、2、3，我们就可以用实体类型号来指定临时实体通过的端口号。处理器1应连接到端口1，处理器2应连接到端口2，依此类推。 选定了“By Itemtype (direct)”之后，点击确定按钮关闭暂存区的参数视窗。 下一步是设定处理器的时间参数。 步骤8：为处理器指定操作时间 双击处理器1，打开处理器1的参数视窗。 在“ 处理时间”下拉菜单中，选“Exponential Distribution（指数分布）”。其默认的时间是10秒，因此，这里需要改变，改变的方法是选择模板按钮   . 将形状参数（scale value）改为30。这里指数分布的形状参数恰好是均值。按确定按钮关闭视窗。这仅仅是这一次对处理器所做的改变，今后的课程中还要考察一些其它的操作。按确定按钮关闭处理器参数视窗。 对其它的处理器重复上述过程。因为输送机的默认速度已经设为每时间单位为1，所以这次不需要修改输送机的速度。现在可以编译和运行模型了。 步骤9：编译 按主视窗的    按钮。完成编译过程后就可以运行模型了。 步骤10：重置模型 为了在运行模型前设置系统和模型参数的初始状态，总是要先点击主视窗底部的   键。 步骤11：运行模型 按   按钮使模型运行起来。 可以看到临时实体进入暂存区，并且移动到处理器。从处理器出来，实体将移动到输送机，然后进入吸收器。你可以通过主视窗的速度滑动条改变模型运行的速度。 步骤12：模型导航 当前，我们是从正投影视图视窗中观察模型的。让我们从透视视图中来观察它。选择正投影视图视窗视窗右上角的X来关闭它。选择工具条上的   按钮打开透视视图。 鼠标导航 鼠标左键：在X-Y平面内移动模型。在一个实体上按住左键，然后移动鼠标可以在X-Y平面内移动该实体。 鼠标右键：X,Y,Z轴旋转。在实体上按右键，然后移动鼠标则可以旋转此实体。 鼠标左右键（或鼠标滚轮）：通过向前和向后旋转鼠标轮可以轻松地调整镜头的远近。如果有一个实体被当前选中，则将会改变它的Z向高度。如果鼠标有滚轮，则可以转动鼠标滚轮代替鼠标左右键同时点击。 F7键： F7键可启动飞行俯瞰模式。欲退出飞行俯瞰模式时按F7键。 步骤13：查看简单统计数据 为了观察每个实体的简单统计数据，选择视窗上的设置菜单，取消对“隐藏名称”选项的选择。正投影视图的默认状态是显示名称的，而透视视图在默认状态下是隐藏名称的。 步骤14：保存模型 可使用“文件 >模型另存为...”来保存模型。 5 实验步骤 1）熟悉Flexsim的基本功能和操作 2）物流系统的规划分析 3）物流系统模型的建立 4）物流仿真系统的建立 6 注意事项 对注意操作步骤的先后次序。 二、仓储与物流中心的规划与设计实验 1 实验目的 通过仓储与物流中心的规划与设计实验，使学生掌握一般类型的仓储与物流中心的物流系统的规划与设计的方法，培养学生理论与实践相结合的能力，处理一般的系统规划设计的能力以及实事求是的科学态度。 2 实验要求 1）了解仓储与物流中心的基本概念 2）了解仓储与物流中心的运作流程 3）学会物流中心的规划与设计的方法 4）学会物流系统仿真软件Flexsim的基本操作 5）通过建模，设计出一个物流仓储中心的仿真系统 6）实验学时；4学时 3 实验所需装置 投影仪                                            1台 电脑                                              30台 话筒                                              1个 播放器                                            1个 Flexsim物流仿真系统                              1套 4 实验内容 一、某物流仓储中心物流系统模型2的描述与建立 模型2中将采用一组操作员来为模型中的临时实体的检验流程进行预置操作。检验工作需要两个操作员之一来进行预置。预置完成以后，就可以进行检验了，无需操作员在场操作。操作员还必须在预置开始前将临时实体搬运到检验地点。检验完成后，临时实体转移到输送机上，无需操作员协助。 当临时实体到达输送机末端时，将被放置到一个暂存区内，叉车从这里将其拣取并送到吸收器。观察模型的运行，可能会发现有必要使用多辆叉车。当模型完成后，查看默认图表和曲线图并指出关注的瓶颈或效率问题。图2-1是模型2的流程图。 图2-1 模型2图示 模型2 数据 检测器的预置时间：常数值为10秒 产品搬运：操作员从暂存区到检测器。叉车从输送机末端的暂存区到吸收器。 输送机暂存区：容量=10  建模步骤 建立模型2 请首先装载前一课建立的模型1 ，然后开始建立模型2。 步骤1：装载模型1并编译 选用工具条上的打开 按钮来装载模型1。选择第1课中存储的模型1的文件(.fsm file)。装载后，按下工具条上的编译按钮。切记，在运行模型前必须进行编译。 步骤2：向模型中添加一个分配器和两个操作员 分配器用来为一组操作员或运输机进行任务序列排队。在该例中，它将与两个操作员同时使用，这两个操作员负责将临时实体从暂存区搬运到检测器。从库中点击相应图标并拖放到模型中，即可添加分配器和两个操作员，如图所示。 步骤3：连接中间和输入/输出端口 暂存区将要求一个操作员来拣取临时实体并送至某个检测器。临时实体的流动逻辑已经在第1课中的暂存区设置好了，无需改变。只需请求一个操作员来完成该任务。由于我们使用两个操作员，我们将采用一个分配器来对请求进行排队，然后选择一个空闲的操作员来进行这项工作。如果我们只有一个操作员，就不需要分配器了，可以直接将操作员和暂存区连接在一起。 为了使用分配器指挥一组操作员进行工作，必须将分配器连接需要操作员的实体的中间端口上。若要将分配器的中间端口连接到暂存区，则按住键盘上的“S”键然后点击分配器拖动到暂存区  。 释放鼠标，就建立了一个从分配器中间端口到暂存区中间端口的连接 。 中间端口位于实体底部中间位置。很明显它并非输入或输出端口。 为了让分配器将任务发送给操作员，须将分配器的输出端口与操作员的输入端口连接。实现方法是，按住键盘“A”键并点击分配器拖动到操作员。必须对每个操作员进行此操作。 步骤4：编辑暂存区临时实体流设置使用操作员 下一步是修改暂存区临时实体流属性来使用操作员完成搬运任务。可以双击暂存区打开参数视窗完成上述修改。视窗打开后，选择“临时实体流”分页。选择 “送往端口”下拉菜单下面的“使用运输机”复选框。 当选择了“使用运输机”后将激活一个“按下列请求运输工具”的新下拉菜单。这个下拉菜单将根据端口号来选择运输机或操作员去搬运临时实体。在本例中，它被连接到分配器，由分配器将任务分配给操作员。选择“确认 ”按钮关闭视窗。 步骤5： 编译、保存模型，和测试运行 现在运行模型来确认我们所做的改变是否生效。在开始运行前首先要进行 。编译完成后，重置模型，然后按 按钮保存此模型。 运行模型来验证操作员正在从暂存区搬运临时实体到检测器。 步骤6：为检测器的预置时刻配置操作员 为了使检测器在预置时使用操作员，必须连接每个检测器的中间端口和分配器的中间端口。操作是：按住键盘“S”键点击分配器拖到检测器释放。 现在我们需要为检测器定义预置时间。双击第一个检测器打开其参数视窗。 在“预置时间” 下拉菜单中选择“Constant Value（常数值）” 选项，然后按   键来打开代码模板视窗，将时间改为10。 点击“确认”按钮关闭代码模板视窗。点击主页中的 “应用” 保存此改变。然后打开“操作员”分页。 选择“使用操作员进行预置”旁的复选框。选择后，将会看到“操作员数量”编辑区和“选取操作员”下拉菜单可用。预置所需的操作员数量为1，“ 选取操作员”的被选内容应设置为中间端口1。 点击“确认”按钮保存此改变并关闭视窗。对模型中的每个检测器重复此步骤。然后编译、重置，并运行模型以确认在预置时间期间确实使用了操作员。 模型的下一步是添加输送机暂存区，并重新连接输入和输出端口。 步骤7：断开输送机到吸收器的端口间连接 应在添加输送机暂存区前断开输送机和吸收器之间的输入输出端口连接。操作是：按住键盘“Q” 键点击输送机拖动至吸收器。端口被断开后，从库中拖一个暂存区放置在中间那个输送机的末端。然后连接输送机的输出端口至暂存区的输入端口，操作为：按住“A”键点击每个输送机拖动至暂存区。然后用同样的操作连接暂存区的输出端口至吸收器。 现在已修改了模型布局，并创建了端口连接，可以添加叉车了。 步骤8：添加叉车 在模型中添加叉车，来将临时实体从输送机暂存区搬运到吸收器，这和添加操作员来完成输入暂存区到检测器之间的临时实体搬运是一样的。由于此模型中只有一辆叉车，所以不需要使用分配器。直接将叉车连接到暂存器的一个中间端口。 从库中拖出一个输送机放置到模型视窗中。添加叉车后，将暂存区的中间端口连接到此叉车。按住键盘“S”键点击暂存区拖动到叉车。 步骤9： 调整暂存区的临时实体流参数来使用叉车 下一步是调整暂存区的临时实体流参数来使用此叉车。双击暂存区打开其参数视窗。 选择“临时实体流”分页并选中“使用运输机 ”复选框。暂存区的中间端口1已经被连接上，因此无须其它调整。点击“确认”按钮关闭视窗。 点击 。模型编译完成后，重置并保存模型。 步骤10：运行模型 这一步是建立本模型的收获部分，现在可以检验此模型是否如你所愿地运行。在模型运行中，可使用动画显示来直观地检查模型，看各部分是否运行正常. 应能看到操作员来回走动，叉车在暂存区和吸收器之间搬运临时实体。 可注意到当一个检测器在等待操作员进行预置时，一个黄色的方框显示在检测器下。 二、某物流仓储中心物流系统模型3描述与建立 在模型3中，将用3个货架代替吸收器，用来存储装运前的临时实体（见图3-1）。需要改变输送机1和3的物理布局，使它们的末端弯曲以接近暂存区。采用一个全局表作为参考，所有实体类型1的临时实体都送到货架2，所有实体类型2的临时实体都送到货架3，所有实体类型3的临时实体都送到货架1。采用网络节点实体，可以为一个叉车建立一个路径网络，当它从输送机暂存区往货架运输临时实体时使用此路径网络。还要用实验控制器来设定多次运行仿真来显示统计差异，并计算关键绩效指标的置信区间。 图 3-1  模型3图表 模型3数据 修改输送机1和3将临时实体输送到离输送机暂存区更近的位置。 从输送机暂存区寻径到货架去：使用一个全局表给临时实体指定如下的路径： 实体类型1到货架2；实体类型2到货架3；实体类型3到货架1 为叉车设定一个路径网络，沿此网络在输送机暂存区和货架之间行进。 为漫游式模型展示生成一个漫游路径。 建模步骤 建立模型3 在开始建立模型3之前，需要从上一课中装载模型2。 步骤1：装载模型2并编译 装载模型后，在工具栏上按编译按钮。 步骤2：重新配置输送机1和3的布局 使用输送机1和3的参数视窗中的布局分页，改变其布局，使输送机在末端有一个弧段，将临时实体输送到离输送机暂存区更近的位置去（见图3-2a和图3-2b）。至少需要添加一个附加的弧段来实现此目的。注意，第2个分段的“类型”的值是2，表示它是一个弧形分段。对于类型1的分段，可以使用长度、上升高度和支柱数目等参数。对于类型2的分段，可以使用上升高度、弯曲角度、半径和支柱数目等参数。 图 3-2a  添加分段来重新配置输送机1和3 图 3-2b  配置好输送机后安排布局 步骤3：删除吸收器 为模型添加货架做准备，先要把模型2中的最后的吸收器删除。选中吸收器，使它成为黄色高亮显示，并按键盘上的“ Delete” 键即可将其删除。当删除一个实体后，所有从此实体连接出和连接入的连接都同时将被删除。当心，这可能会影响到与被删除实体相连的实体的端口编号。 步骤4：给模型添加3个货架 在库中选择货架实体，往模型中拖放3个货架。模型中放入货架后，创建从输送机暂存区到每个货架的端口连接，方法是按住“ A”键然后从这个暂存区到每个货架进行点击拖动操作。 将货架放置得离暂存区有足够的距离，以便让叉车在到达货架时需要行进一定的距离。 步骤5：设定用来安排临时实体从暂存区到货架的路径的全局表 下一步是设定一个全局表，用来查找每个临时实体将被送到哪个货架（或者，更确切的表述为，临时实体将从输送机暂存区的哪个输出端口发送出去）。这里假设条件是，输出端口1连接到货架1，输出端口2连接到货架2，输出端口3连接到货架3。本模型将把所有实体类型为1的临时实体送到货架2，所有实体类型为2的临时实体送到货架3，所有实体类型为3的临时实体送到货架1。下面是设定一个全局表的步骤： 1. 在工具栏中选择全局表按钮。 2. 打开全局建模工具视窗后，按全局表旁边的按钮。全局表的下拉菜单中将会出现默认的表名称。 3. 选择按钮来设定此表。 4. 在全局表参数视窗中，将表的名称改为“rout”。 5. 设定此表有3行1列，然后点击应用按钮。 6. 将3行分别命名为item1、item2和item3，然后填入相应的临时实体要被送到的输出端口号（货架号）。 7. 选择视窗底部的确认按钮。选择全局建模工具视窗底部的关闭按钮。 现在，已定义了全局表，可以调整暂存区上的“送往端口”选项。 步骤6：调整输送机暂存区上的“送往端口”选项 在输送机暂存区上双击打开其产生视窗。选择临时实体流分页。在“送往端口”下拉菜单中，选择“By Lookup Table（通过查表）”选项。选择了查表选项后，选择代码模板按钮。编辑模板来使用叫做“rout” 的表。 选择确认按钮关闭模板视窗，然后再选择确认按钮来关闭参数视窗。 步骤7：编译、重置、保存和运行 到现在为止，最好编译、重置、保存一下模型，然后运行模型来验证对模型的改动。模型应该显示用叉车往货架中搬运临时实体，送往的货架的选择基于在全局表中定义的实体类型。 步骤8：为叉车添加网络节点来为叉车开发一条路径 网络节点用来为任何任务执行器实体，如运输工具、操作员、堆垛机、起重机等，开发一个路径网络。在前面几课中，已经采用过操作员和运输工具来在模型中任意运输临时实体。到此为止，任务执行器可以在模型中在实体之间的直线上自由地移动。现在，当叉车在从输送机暂存区到货架之间运输临时实体时，想将叉车的行进限制在一个特定的路径上。下面的步骤用来设定简单的路径。 步骤9：编译、重置、保存并运行模型 现在，可以编译、重置、保存，然后允许模型来查看叉车是否在使用路径网络。 步骤10：使用来查看输出结果 如要在Flexsim中获得相应的特征报告，就必须在模型中选中想要包含在报告中的实体。在运行结束后可以获得报告。要选中实体，可以按住键盘 “Shift”键然后用鼠标拖动一个选择框包围要报告的实体。当一个实体被选中时，在它周围将显示一个红色方框。也可以使用“Ctrl”键并点击实体来实现向选中的集合中添加和移除实体。 选择了想要进行报告的实体后，选择菜单选项“统计>报告”。 选择了此选项后，将会看到Standard Report Setup（标准报告设置）视窗。 按生成报告可以生成一个基本报告。如果只需要生成关于所选实体的报告，就不要选择“整个模型的信息报告 ”复选框。如果需要向报告中添加其它的属性，可以在此界面中添加。报告将输出到一个csv文档，并自动用Excel显示，或者用用户机器上所默认的用来显示csv文档的应用程序来显示。 选择菜单选项“统计>统计报告”可以创建统计报告。这将生成一个包括模型中所有选定实体的状态报告。 状态报告（Microsoft Excel） 5 实验步骤 1）熟悉Flexsim软件的功能 2）熟悉Flexsim的基本操作 3）仓储与物流中心一般类型的物流系统模型的分析与建立 4）仓储与物流中心仿真系统的建立 6 注意事项 对注意操作步骤的先后次序以及各实体参数的设置。