第7章Flexsim建?；A(chǔ)目錄01Flexsim建模的相關(guān)概念02Flexsim仿真模型的建立03思考題如何建立與優(yōu)化仿真模型建模思想仿真對比仿真運(yùn)行仿真模型建立需掌握面向?qū)ο笏枷?，理解對象層次結(jié)構(gòu)，熟悉任務(wù)序列與分配規(guī)則包括基本組成成分，遵循建模步驟，通過實(shí)例講解模型建立與優(yōu)化過程正確布局，定義物流流程，編輯參數(shù)，運(yùn)行仿真，分析結(jié)果進(jìn)行模型優(yōu)化通過汽車清洗店案例，對比手工與計(jì)算機(jī)仿真，證明計(jì)算機(jī)仿真的可行性Flexsim建模的相關(guān)概念01Flexsim建模框架建構(gòu)模型需要想象力和技巧，這里從方法論的角度總結(jié)建?？蚣?。在明確目標(biāo)和條件后，形成問題是規(guī)定模型屬性和預(yù)測后果的過程；選定變量則是從影響因素中篩選適合的變量建?？蚣芨庞[形成問題與選定變量面向?qū)ο蟮乃枷耄篎lexsim的面向?qū)ο筇匦訤lexsim是用C++開發(fā)的面向?qū)ο蠓抡孳浖?，包括仿真軟件和VC++.NET后臺支持環(huán)境Flexsim面向?qū)ο筇匦訤lexsim用戶需了解C++，因?yàn)檐浖褂蒙婕疤赜忻嫦驅(qū)ο笏枷?，不完全教授C++語言Flexsim與C++需求面向?qū)ο笏枷胴灤┯贔lexsim使用中，理解此思想是發(fā)揮軟件特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)用戶目的的關(guān)鍵對象思想在Flexsim應(yīng)用面向?qū)ο蟮乃枷隖lexsim中的對象是類實(shí)例，封裝了數(shù)據(jù)和方法。對象的屬性如顏色、尺寸，可使用其處理方法Flexsim中的對象是具有特定功能的軟件實(shí)體，如處理器，可模擬現(xiàn)實(shí)中的設(shè)備處理和改變物件狀態(tài)Flexsim對象概念Flexsim對象封裝方法Flexsim的對象層次結(jié)構(gòu)：繼承性與對象層次Flexsim對象庫包含廣泛抽象對象，具有層次結(jié)構(gòu)，可清晰理解各類對象間的關(guān)系Flexsim對象庫結(jié)構(gòu)對象庫中對象分兩類：固定實(shí)體衍生的靜態(tài)對象和任務(wù)執(zhí)行器衍生的動(dòng)態(tài)對象。靜態(tài)對象不運(yùn)動(dòng)，用于生成、存儲和加工物件；動(dòng)態(tài)對象可運(yùn)動(dòng)，負(fù)責(zé)物件的運(yùn)輸對象庫中對象的分類面向?qū)ο蟮睦^承性允許用戶擴(kuò)展類，創(chuàng)建新對象，實(shí)現(xiàn)軟件的靈活性。在Flexsim中，用戶可以利用繼承性開發(fā)自定義對象繼承性與對象擴(kuò)展01、02、03、Flexsim對象層次結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)和樹Flexsim對象層次結(jié)構(gòu)圖展示了庫對象的派生關(guān)系，分為固定實(shí)體和任務(wù)執(zhí)行器兩類，用戶可定制新對象。節(jié)點(diǎn)是樹結(jié)構(gòu)的最基本組成單元，可以是其他節(jié)點(diǎn)的容器，擁有數(shù)據(jù)項(xiàng)類型，用戶可以在對象的樹結(jié)構(gòu)中任意操作。樹（tree）結(jié)構(gòu)是一種很常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。FlexSim仿真模型中的對象，或?qū)ο笾械膶傩院头椒ü?jié)點(diǎn)等都是樹結(jié)構(gòu)；用戶甚至可以直接在樹結(jié)構(gòu)中操作對象。Flexsim對象層次結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和樹任務(wù)序列Flexsim中的任務(wù)序列是控制動(dòng)態(tài)對象執(zhí)行特定動(dòng)作的指令集合，如移動(dòng)、裝載、卸載等。通過任務(wù)序列，靜態(tài)對象能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能任務(wù)執(zhí)行器是動(dòng)態(tài)對象的基類，包括操作員、叉車等，它們按照任務(wù)序列中的命令執(zhí)行操作任務(wù)序列組成包含多個(gè)具體任務(wù)，如移動(dòng)到某位置、裝載或卸載物料，用于規(guī)劃動(dòng)態(tài)對象的運(yùn)動(dòng)路徑和行為自定義任務(wù)序列用戶可根據(jù)需求設(shè)置不同的任務(wù)類型和參數(shù)，通過任務(wù)序列實(shí)現(xiàn)定制化的仿真操作任務(wù)序列：默認(rèn)任務(wù)序列創(chuàng)建任務(wù)序列機(jī)制固定實(shí)體能通過“臨時(shí)實(shí)體流”選項(xiàng)卡創(chuàng)建任務(wù)序列，處理器對象可自動(dòng)創(chuàng)建時(shí)間設(shè)置、處理時(shí)間、維修操作的任務(wù)序列任務(wù)序列執(zhí)行流程當(dāng)用戶選中“使用運(yùn)輸工具”時(shí)，任務(wù)序列自動(dòng)創(chuàng)建并由操作員執(zhí)行：移動(dòng)到暫存區(qū)，拿起物件，移動(dòng)到下一個(gè)站點(diǎn)，放下物件任務(wù)序列執(zhí)行限制仿真運(yùn)行時(shí)，任務(wù)執(zhí)行器只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)序列，其他任務(wù)序列則存儲在緩存隊(duì)列中等待執(zhí)行任務(wù)序列：協(xié)同作業(yè)的任務(wù)序列在Flexsim中，通過創(chuàng)建任務(wù)序列實(shí)現(xiàn)叉車與操作員的協(xié)同作業(yè)，以展示復(fù)雜協(xié)同作業(yè)概念協(xié)同作業(yè)概念與示例01任務(wù)分解包括：人移動(dòng)到叉車，叉車按指定路線移動(dòng)，裝載貨物，再移動(dòng)至卸載點(diǎn)，最后卸載貨物分解協(xié)同作業(yè)任務(wù)02叉車任務(wù)與人任務(wù)協(xié)同，人僅在特定環(huán)節(jié)介入，其余時(shí)間無任務(wù)協(xié)同作業(yè)任務(wù)序列特點(diǎn)03任務(wù)序列：任務(wù)分配器及任務(wù)序列的分配規(guī)則任務(wù)分配器負(fù)責(zé)調(diào)配任務(wù)給操作員或叉車，優(yōu)化資源使用，提高工作效率任務(wù)分配器的角色與功能高優(yōu)先級任務(wù)先處理，相同優(yōu)先級按先進(jìn)先出原則處理，可動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)優(yōu)先級，實(shí)現(xiàn)隊(duì)列動(dòng)態(tài)排序任務(wù)序列的優(yōu)先級與排序任務(wù)分配器負(fù)責(zé)隊(duì)列存儲任務(wù)序列，并根據(jù)條件通過“PassTo”函數(shù)發(fā)送給相應(yīng)對象任務(wù)序列的隊(duì)列存儲與發(fā)送任務(wù)分配器是Flexsim中任務(wù)執(zhí)行器的父類，允許操作員或叉車扮演任務(wù)分配器角色，分配或執(zhí)行任務(wù)序列操作員與任務(wù)分配器的關(guān)系01020304Flexsim仿真模型的建立02Flexsim仿真模型的基本組成對象Flexsim采用對象對實(shí)際過程中的各元素建模，包括離散型類對象和連續(xù)類對象。連接Flexsim模型中的對象之間是通過端口來連接的，分為輸入端口、輸出端口和中心端口。方法Flexsim建模方法主要包括到達(dá)方法、觸發(fā)方法、實(shí)體流方法、導(dǎo)航方法、任務(wù)執(zhí)行器移動(dòng)方法等。Flexsim建模的基本步驟02按下“a”或“s”鍵，用鼠標(biāo)連接兩個(gè)對象端口。定義物流流程01將仿真對象從對象庫拖拽到仿真視圖窗口適當(dāng)位置。構(gòu)建模型布局04重置模型，運(yùn)行仿真，控制動(dòng)畫速度。編譯運(yùn)行仿真03雙擊對象打開參數(shù)對話框，編輯暫存區(qū)、臨時(shí)實(shí)體流等。編輯對象參數(shù)05查看統(tǒng)計(jì)結(jié)果，根據(jù)需要優(yōu)化模型。查看統(tǒng)計(jì)結(jié)果并優(yōu)化Flexsim建模的基本步驟01構(gòu)建模型布局將仿真所需要的對象模型從對象庫中拖拽到仿真視圖窗口中的適當(dāng)位置Flexsim建模的基本步驟02定義物流流程根據(jù)連接類型，按下“a”或“s”鍵的同時(shí)，用鼠標(biāo)從一個(gè)對象拖拉到另一個(gè)對象上以連接二者按鍵功能“A”鍵用來將對象1的輸出端口連接到對象2的輸入端口上?！癚”鍵用來取消對象1的輸出端口與對象2的輸入端口之間的連接。“S”鍵用來連接對象1與對象2的中心端口?！癢”鍵用來取消對象1與對象2的中心端口的連接。Flexsim建模的基本步驟02定義物流流程各類端口連接的顯示位置：各類端口連接的顯示位置：輸出端口顯示在對象的右上角、輸入端口顯示在對象的左上角、中心端口顯示在對象底部中心查看對象的端口連接：對象屬性窗口常規(guī)選項(xiàng)卡、可調(diào)整端口的編號順序Flexsim建模的基本步驟02定義物流流程各類端口連接的顯示位置：各類端口連接的顯示位置：輸出端口顯示在對象的右上角、輸入端口顯示在對象的左上角、中心端口顯示在對象底部中心查看對象的端口連接：對象屬性窗口常規(guī)選項(xiàng)卡、可調(diào)整端口的編號順序Flexsim建模的基本步驟03編輯對象參數(shù)雙擊對象可以打開對象的參數(shù)對話框?qū)ο髮傩詫υ捒蛑邪ǎ簳捍鎱^(qū)、臨時(shí)實(shí)體流、觸發(fā)器、標(biāo)簽、常規(guī)Flexsim建模的基本步驟04編譯運(yùn)行仿真重置模型建模過程中，每次修改模型后，都要重置模型控制動(dòng)畫速度運(yùn)行仿真05查看統(tǒng)計(jì)結(jié)果并優(yōu)化Flexsim統(tǒng)計(jì)與分析Flexsim對象包括產(chǎn)品、模型、圖表、記錄、庫、GUI和應(yīng)用程序。對象資源01實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)、加工產(chǎn)品數(shù)量等數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)報(bào)表02設(shè)備利用率、模型生產(chǎn)線加工能力、設(shè)備狀態(tài)時(shí)長等。統(tǒng)計(jì)分析功能0304選中目標(biāo)對象，點(diǎn)擊快捷屬性窗口中的【統(tǒng)計(jì)】，選擇狀態(tài)、輸入輸出量、容量和停留時(shí)間。查看統(tǒng)計(jì)圖點(diǎn)擊統(tǒng)計(jì)菜單，選擇報(bào)告與統(tǒng)計(jì)，選擇實(shí)體種類和狀態(tài)，生成報(bào)告。報(bào)告與統(tǒng)計(jì)05FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析查看統(tǒng)計(jì)圖FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析點(diǎn)擊狀態(tài)后的指針按鈕，選擇想要的統(tǒng)計(jì)表，就會出現(xiàn)當(dāng)前選中實(shí)體的效率狀態(tài)情況在狀態(tài)餅狀圖中：Idle表示實(shí)體空閑的情況Processing表示實(shí)體運(yùn)行的情況FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析點(diǎn)擊輸入輸出量后的指針，查看輸入輸出時(shí)間序列，得到輸入輸出量統(tǒng)計(jì)表FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析容量統(tǒng)計(jì)表FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析停留時(shí)間統(tǒng)計(jì)表，可以給出貨物在實(shí)體中的最小停留時(shí)間，最大停留時(shí)間以及平均停留時(shí)間FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析報(bào)告與統(tǒng)計(jì)FlexSim統(tǒng)計(jì)與分析圖中的三個(gè)箭頭代表可以把左邊欄目中的所有項(xiàng)目選擇到右側(cè)欄目中，或者把右邊欄目中的所有項(xiàng)目選擇到左側(cè)欄目中；兩個(gè)箭頭代表可以把左右欄目中的項(xiàng)目逐一加到右左欄目中。如只想看到Transporter（叉車）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以點(diǎn)擊中間欄中的往左側(cè)的三個(gè)箭頭清空右側(cè)，然后從左側(cè)欄目中選擇Transporter加到右側(cè)欄目中然后點(diǎn)擊狀態(tài)報(bào)告，先清空右側(cè)報(bào)告中的狀態(tài)欄目，然后從左側(cè)把反應(yīng)Transporter統(tǒng)計(jì)結(jié)果的狀態(tài)加到右側(cè)欄目中然后點(diǎn)擊生成報(bào)告，就可以得到反應(yīng)Transporter（叉車）運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果的Excel表格。當(dāng)統(tǒng)計(jì)大量實(shí)體的運(yùn)行報(bào)告時(shí)，這種方法非常實(shí)用。建模步驟示例：模型的基本介紹下面我們以本書2.5節(jié)的某校園快遞服務(wù)中心系統(tǒng)仿真的小例子，通過計(jì)算機(jī)仿真來具體說明Flexsim仿真建模的基本步驟建模步驟示例：確定輸入數(shù)據(jù)的特征1）到達(dá)事件中，顧客到達(dá)間隔時(shí)間為(1,8)的均勻分布到達(dá)2）到達(dá)事件的產(chǎn)生（即到達(dá)間隔時(shí)間的確定）到達(dá)間隔時(shí)間/min概率累計(jì)概率隨機(jī)數(shù)區(qū)間10.1250.125001～12520.1250.250126～25030.1250.375251～37540.1250.500376～50050.1250.625501～62560.1250.750626～75070.1250.875751～87580.1251.000876～1000顧客隨機(jī)數(shù)字到達(dá)間隔時(shí)間/min顧客隨機(jī)數(shù)字到達(dá)間隔時(shí)間/min1——63093291387922837276875374015192352594881030233）服務(wù)事件中，服務(wù)時(shí)間的分布服務(wù)時(shí)間/min概率累計(jì)概率隨機(jī)數(shù)區(qū)間10.100.1001～1020.200.3011～3030.300.6031～6040.250.8561～8550.100.9586～9560.051.0096～1004）服務(wù)事件的產(chǎn)生（即服務(wù)時(shí)間的確定顧客隨機(jī)數(shù)字服務(wù)時(shí)間/min顧客隨機(jī)數(shù)字服務(wù)時(shí)間/min1844679421017915374867445339895517210383步驟1：構(gòu)建模型布局根據(jù)模型要求，從實(shí)體庫中拖拽出1個(gè)發(fā)生器、1個(gè)暫存區(qū)、1個(gè)處理器和1個(gè)吸收器放到正投影視圖中根據(jù)臨時(shí)實(shí)體的路徑連接端口，固定實(shí)體之間的連接用〈A〉鍵，移動(dòng)實(shí)體與固定實(shí)體的連接用〈S〉鍵。本實(shí)驗(yàn)都是〈A〉連接，連接過程是：按住〈A〉鍵，然后用鼠標(biāo)左鍵單擊發(fā)生器并拖曳到暫存區(qū)，再釋放鼠標(biāo)左鍵。拖曳時(shí)將看到一條黃線，釋放時(shí)變?yōu)楹诰€。具體連接操作為：〈A〉連接發(fā)生器到暫存區(qū)，〈A〉連接暫存區(qū)到處理器，〈A〉連接處理器到吸收器，這樣就完成了連接過程。步驟2：定義物流流程步驟3：編輯對象參數(shù)1）發(fā)生器1的參數(shù)設(shè)置。2）服務(wù)員/處理器的參數(shù)設(shè)置。步驟4：運(yùn)行仿真為了在運(yùn)行模型前設(shè)置系統(tǒng)和模型參數(shù)的初始狀態(tài)，總是要先點(diǎn)擊主視窗頂部的鍵，然后按按鈕使模型運(yùn)行起來。步驟5：觀察仿真結(jié)果并優(yōu)化1）顧客的平均等待時(shí)間顧客的平均等待時(shí)間為0.9min2）服務(wù)員空閑的概率3）平均服務(wù)時(shí)間4）手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果對比

顧客的平均等待時(shí)間/min服務(wù)員空閑的概率平均服務(wù)時(shí)間/min手工仿真0.90.343.5計(jì)算機(jī)仿真0.90.343.5

通過比較可知，手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果一致，計(jì)算機(jī)仿真具有可行性。手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比（1）汽車清洗店系統(tǒng)手工仿真

在本書的第3.1.5節(jié)，已經(jīng)有關(guān)于汽車清洗店系統(tǒng)手工仿真案例的詳細(xì)敘述，此處不再贅述。此處采用計(jì)算機(jī)對汽車清洗店系統(tǒng)進(jìn)行仿真，將二者加以對比。（2）汽車清洗店系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真——一臺洗車機(jī)1)根據(jù)模型要求，建立仿真布局圖。手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比2)設(shè)置參數(shù)①汽車清洗店入口（發(fā)生器）的參數(shù)設(shè)置。

打開“汽車清洗店入口（發(fā)生器）”的屬性對話框，在“發(fā)生器”選項(xiàng)卡中將“到達(dá)方式”改為“到達(dá)時(shí)間表”，“Arrivals”的值設(shè)置為26，Labels的值設(shè)置為1，把表中最后一列的名字改為“Type”，然后對表中“ArrivalTime”等各列分別進(jìn)行設(shè)置。汽車清洗店入口（發(fā)生器）的參數(shù)設(shè)置即顧客到達(dá)方式的設(shè)置手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比2)設(shè)置參數(shù)②A洗車機(jī)的設(shè)置時(shí)，在處理器菜單下的加工時(shí)間處選擇“根據(jù)不同的Case執(zhí)行相應(yīng)的值”，選擇后加工時(shí)間處為“根據(jù)不同Case設(shè)置時(shí)間”

然后增加26個(gè)Case，并根據(jù)3.1.5節(jié)表3-3中的服務(wù)時(shí)間列設(shè)置相應(yīng)的Case值手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比3）運(yùn)行仿真運(yùn)行完成后，仿真自動(dòng)停止，時(shí)刻為89（min）手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比4）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

①顧客的平均等待時(shí)間：等待序列（暫存區(qū)）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示，停留時(shí)間（車輛等待時(shí)間）的平均值為12.96分鐘。

②A洗車機(jī)的效率：A洗車機(jī)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示，從圖中可見A洗車機(jī)的效率是100%。A洗車機(jī)的平均服務(wù)時(shí)間如圖所示，從圖中可見A洗車機(jī)的平均服務(wù)時(shí)間是3.42分鐘。手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比5）運(yùn)行結(jié)果分析通過前文分析結(jié)果，可以得到如表所示。

顧客的平均等待時(shí)間服務(wù)臺效率平均服務(wù)時(shí)間手工仿真12.96(min)100%3.42(min)計(jì)算機(jī)仿真12.96(min)100%3.42(min)手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比（3）汽車清洗店系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真——兩臺洗車機(jī)1）根據(jù)模型要求，建立圖所示的仿真布局圖。手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比2)設(shè)置參數(shù)

①汽車清洗店入口（發(fā)生器）的參數(shù)設(shè)置。

打開“汽車清洗店入口（發(fā)生器）”的屬性對話框，在“發(fā)生器”選項(xiàng)卡中將“到達(dá)方式”改為“到達(dá)時(shí)間表”，“Arrivals”的值設(shè)置為26，Labels的值設(shè)置為1，把表中最后一列的名字改為“Type”，然后對表中ArrivalTime等各列分別進(jìn)行設(shè)置。入口/發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置即顧客到達(dá)方式的設(shè)置，設(shè)置結(jié)果和單臺洗車機(jī)時(shí)相同。

②A洗車機(jī)和B洗車機(jī)的設(shè)置時(shí)，以A洗車機(jī)為例，在處理器菜單下的加工時(shí)間處選擇“根據(jù)不同Case設(shè)置時(shí)間”手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比2)設(shè)置參數(shù)然后增加26個(gè)Case，并根據(jù)表3-3中的服務(wù)時(shí)間列設(shè)置相應(yīng)的Case值，如圖所示，此時(shí)A洗車機(jī)的服務(wù)時(shí)間設(shè)置和單臺時(shí)相同。

B洗車機(jī)服務(wù)時(shí)間設(shè)置：根據(jù)表3-5和3-6中的服務(wù)隨機(jī)數(shù)和服務(wù)時(shí)間可以利用隨機(jī)數(shù)生成一組B洗車機(jī)服務(wù)全部26個(gè)顧客時(shí)的服務(wù)時(shí)間，把26個(gè)服務(wù)時(shí)間輸入B洗車機(jī)服務(wù)時(shí)間中的26個(gè)case值后，如圖所示。手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比3）運(yùn)行仿真運(yùn)行完成后，仿真自動(dòng)停止，時(shí)刻為62（min）手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比4）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)①顧客的平均等待時(shí)間：②A洗車機(jī)的效率：③B洗車機(jī)的效率：

從以上優(yōu)化過程可見，購進(jìn)一臺同樣的洗車機(jī)后整個(gè)洗車站的排隊(duì)平均時(shí)間降到了0.31分鐘，排隊(duì)隊(duì)長最多2輛車，洗車機(jī)的效率得到了改善，兩臺洗車機(jī)都還有一定的裕量（85%左右最優(yōu)，機(jī)器有了休息時(shí)間和故障維護(hù)時(shí)間）手工仿真與計(jì)算機(jī)仿真對比（4）如果讀者按照計(jì)算機(jī)仿真時(shí)A、B洗車機(jī)的工作情況重新修改手工仿真表，最后的計(jì)算結(jié)果二者一致，其手工仿真表如下。兩臺洗車機(jī)（擇優(yōu)分配）顧客編號到達(dá)隨機(jī)數(shù)到達(dá)間隔到達(dá)時(shí)鐘時(shí)間服務(wù)隨機(jī)數(shù)AB

開始服務(wù)時(shí)間服務(wù)時(shí)間完成服務(wù)時(shí)間開始服務(wù)時(shí)間服務(wù)時(shí)間完成服務(wù)時(shí)間排隊(duì)時(shí)間排隊(duì)長度1--095055---002262221---235003984651639---004904109210515---0052621289---12618006422143815318---1177431713---18321118803206120424---0096832350---234270010221244924327---00114822639---2743