仓储与配送设计游戏指导书.doc

商贸系
物流管理专业

200９．08 编写

14

一、课程的性质与任务
课程性质：本课程是专业选修课。
课程任务：通过flexsim的学习让学生熟悉和掌握仓储设计软件，对物流公司的业务进行模拟。通过配送中心仓储设计和配送游戏竞赛让学生了解仓库构造、熟练掌握仓储业务流程和配送方式和业务流程。
二、前导课程：
1、经济数学：微积分
2、物流管理：物流7个功能
3、统计学：统计预测、统计指标
4、仓储与配送管理：仓库管理、配送管理
三、教学内容及学时安排
项目
编号
实训名称
内容摘要
实验（训）条件

学时
1
流通加工仿真
离散性生产线设计
带flexsim实验室
10
2
物流节点仿真
仓库设计、航空港和海运港仿真
带flexsim实验室
14
3
配送中心仿真
仓储设计、配送设计
物流实训室
30
合计
54
四、考核形式及评分方法
1、 考核内容
序号
考核内容
所占百分比（%）
1
平时成绩
30
2
实训仿真
40
3
实训报告
30
五、教材与参考书
1、自编实训指导书
2、flexsim学软件使用说明书

实训1 流水作业线的仿真
1. 实验目的
熟悉Flexsim建模步骤；学习逻辑系统的建模方法；学习查看Flexsim的仿真结果。通过实际建立仿真模型深刻认识仿真的基本概念。
2. 实验内容
Q_in
@
¸
Q_m1
Q_m2
M2
M1
Q_out1
Q_out2
‚
L_a
L_b
L_a2
L_b2
¢
Massm
有如下一个流水加工生产线，不考虑其流程间的工件运输，对其各道工序流程进行建模。
该加工系统的流程与相关参数如下：
1． 两种工件L_a、L_b，分别以正态分布(10,2)和均匀分布(20，10)min的时间间隔进入系统，首先进入队列Q_in
2． L_a送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1队列中等待；L_b送往机器M2加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；
3． L_a在机器M1上加工时间为均匀分布(5,1)min，加工后的工件为L_a2；L_b在机器M2上的加工时间为正态分布(8,1)min，加工后的工件叫做L_b2；
4． 一个L_a2和一个L_b2在机器Massm上装配成L_product，需时为正态分布(5,1)min，然后离开系统。
5． 如装配机器忙则L_a2在队列Q_out1中等待；L_b2在队列Q_out2中等待；
建立上述流水作业线仿真模型。
连续仿真一个月的系统运行情况。
3. 实验步骤
（1）打开Flexsim 3.0，新建一个Model；
（2）拖动Library界面上的各种实体单元到Orthographic界面上，按照图1.1所示布置；
（3）定义系统各实体间的流程逻辑；
（4）定义系统和各种实体的参数；
（5）设定运行时间，调节时间比例；
（6）编译；
（7）运行模型；
（7）查看仿真结果，分析设备利用情况；
（8）改变这个加工系统的加工能力配置（改变机器数量、或者更换不同生产能力的机器等），查看结果变化情况。
4. 思考题
（1）什么单元的哪些参数可以有效反映系统生产能力平衡状况？
（2）根据模型运行结果对系统进行调整，比较调整前后的运行结果。
（3）初步学习仿真软件和建模的心得体会和建议。
5. 帮助与提示
在Flexsim中，只要把相应的对象的图标拖动到Orthographic界面中就可以实现相应的实体的定义。选定一个实体，单击鼠标右键，选择弹出菜单中的Properties选项就可以对实体自身的各种属性做修改，例如位置等。
按住键盘“A”键，点击鼠标左键可以在两个实体之间连接一条线，从而定义两个实体之间的逻辑关系。这是一种“流”的关系，Flowitem从一个实体的输出端口进入到另一个实体的输入端口。
在实体Properties选项卡上的General页上，可以查看一个实体的Input port，Central port 以及Output port，特别是一个实体与多个实体有连接时，会有多个端口，分清端口与对应的实体是必要的，有利于顺利的定义逻辑关系。
鼠标左键双击实体，弹出Parameters选项卡，在此可以对系统的逻辑关系进行操作。
本实验中用到了两种工件，建模时可以在实体Source的Item type中定义不同的工件种类，例如L_a、L_b的Item type分别为1和2，定义好了Item type后，后面就可以针对不同的工件作不同的处理。同时，也可以设定工件的颜色，做法是在Triggers中设置OnExit，例如：
Assign item a unique color according to its itemtype number:
case 1: colorred(item); break;
case 2: coloryellow(item); break;
case 3: colorblue(item); break;
default: colorblack(item);
在Flow页上的Send To Port下拉菜单中可以根据逻辑选择多种方式。例如本实验中用到了
Send the flowitem to a port number based on cases defined by its itemtype number
其作用是把不同的工件分配到对应的加工设备上进行加工。
查看仿真结果：在各实体的Properties选项卡上的Statistics页上可以查看设备利用率等仿真结果。
实训2 流水作业线的仿真
6. 实验目的
熟悉Flexsim建模步骤；学习逻辑系统的建模方法；学习查看Flexsim的仿真结果。通过实际建立仿真模型深刻认识仿真的基本概念。
7. 实验内容
Massm
L_b2
L_a2
L_b
L_a
Q_out2
Q_out1
M1
输送机
输送机
¸
@
暂存区
有如下一个流水加工生产线，不考虑其流程间的工件运输，对其各道工序流程进行建模。
该加工系统的流程与相关参数如下：
¢

暂存区
发生器

M2
¸
L_c
‚

搬运机
M3
分配器
输送机
‚

Q_out3

6． 发生器发出3种产品（La，Lb，Lc），发送到暂存区。
7． L_a送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1（暂存区）队列中等待；L_b送往机器M2加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；L_c产品送到机器3中；
8． L_a在机器M1上加工时间为被努里分布80%概率为1（正品），加工后的工件为L_a2；L_b在机器M2上的加工时间为正态分布(10,2)min，加工后的工件叫做L_b2；L_c在机器M3上的加工时间为泊松分布均值为15，加工后的工件叫做L_b3
9． 一个L_a2和一个L_b2，L_b3在机器Massm上装配成L_product，需时为均匀分布最小值为5，最大值为10，然后离开系统。
10． 如装配机器忙则L_a2在队列Q_out1中等待；L_b2在队列Q_out2中等待；
建立上述流水作业线仿真模型。
连续仿真一个月的系统运行情况。
8. 实验步骤
（1）打开Flexsim 3.0，新建一个Model；
（2）拖动Library界面上的各种实体单元到Orthographic界面上，按照图2.1所示布置；
（3）定义系统各实体间的流程逻辑；
（4）定义系统和各种实体的参数；
（5）设定运行时间，调节时间比例；
（6）编译；
（7）运行模型；
（7）查看仿真结果，分析设备利用情况；
（8）改变这个加工系统的加工能力配置（改变机器数量、或者更换不同生产能力的机器等），查看结果变化情况。
9. 思考题
（1）什么单元的哪些参数可以有效反映系统生产能力平衡状况？
（2）根据模型运行结果对系统进行调整，比较调整前后的运行结果。
（3）初步学习仿真软件和建模的心得体会和建议。
10. 帮助与提示
在Flexsim中，只要把相应的对象的图标拖动到Orthographic界面中就可以实现相应的实体的定义。选定一个实体，单击鼠标右键，选择弹出菜单中的Properties选项就可以对实体自身的各种属性做修改，例如位置等。
按住键盘“A”键，点击鼠标左键可以在两个实体之间连接一条线，从而定义两个实体之间的逻辑关系。这是一种“流”的关系，Flowitem从一个实体的输出端口进入到另一个实体的输入端口。
在实体Properties选项卡上的General页上，可以查看一个实体的Input port，Central port 以及Output port，特别是一个实体与多个实体有连接时，会有多个端口，分清端口与对应的实体是必要的，有利于顺利的定义逻辑关系。
鼠标左键双击实体，弹出Parameters选项卡，在此可以对系统的逻辑关系进行操作。
本实验中用到了两种工件，建模时可以在实体Source的Item type中定义不同的工件种类，例如L_a、L_b的Item type分别为1和2，定义好了Item type后，后面就可以针对不同的工件作不同的处理。同时，也可以设定工件的颜色，做法是在Triggers中设置OnExit，例如：
Assign item a unique color according to its itemtype number:
case 1: colorred(item); break;
case 2: coloryellow(item); break;
case 3: colorblue(item); break;
default: colorblack(item);
在Flow页上的Send To Port下拉菜单中可以根据逻辑选择多种方式。例如本实验中用到了
Send the flowitem to a port number based on cases defined by its itemtype number
其作用是把不同的工件分配到对应的加工设备上进行加工。
查看仿真结果：在各实体的Properties选项卡上的Statistics页上可以查看设备利用率等仿真结果。
实训3 流水作业线的仿真
11. 实验目的
熟悉Flexsim建模步骤；学习逻辑系统的建模方法；学习查看Flexsim的仿真结果。通过实际建立仿真模型深刻认识仿真的基本概念。
12. 实验内容
‚
L_b2
L_a2
L_b
L_a
‚
M1
M2
Q_m2
Q_m1
¸
@
Q_in
有如下一个流水加工生产线，不考虑其流程间的工件运输，对其各道工序流程进行建模。
合成器

货架
¢

暂存区1

¢

暂存区2

‚
L_c
2
¸
L_c

分解器

暂存区3
3
M3
Q_m3

该加工系统的流程与相关参数如下：
11． 两种工件L_a、L_b，Lc分别以正态分布(10,2)和均匀分布(20，10)，指数分布（10）min的时间间隔进入系统，首先进入队列Q_in
12． L_a送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1队列中等待；L_b送往机器M2加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；L_c送往机器M3加工。
13． L_a在机器M1上加工时间为均匀分布(5,1)min，加工后的工件为L_a2；L_b在机器M2上的加工时间为正态分布(8,1)min，加工后的工件叫做L_b2；L_c在机器M3上加工时间为均匀分布(5,1)min，加工后的工件为L_c2；
14． 一个L_a2和一个L_b2在机器Massm上装配成L_product，需时为正态分布(5,1)min，然后离开系统。
15． 如装配机器忙则L_a2在队列Q_out1中等待；L_b2在队列Q_out2中等待；
16． 暂存区到货架的员工按规定的路线走。
17． Lc2产品分解成2个部分分别存于暂存区2和3。
建立上述流水作业线仿真模型。
连续仿真系统运行情况。
13. 实验步骤
（1）打开Flexsim 3.0，新建一个Model；
（2）拖动Library界面上的各种实体单元到Orthographic界面上，按照图1.1所示布置；
（3）定义系统各实体间的流程逻辑；
（4）定义系统和各种实体的参数；
（5）设定运行时间，调节时间比例；
（6）编译；
（7）运行模型；
（7）查看仿真结果，分析设备利用情况；
（8）改变这个加工系统的加工能力配置（改变机器数量、或者更换不同生产能力的机器等），查看结果变化情况。
14. 思考题
（1）什么单元的哪些参数可以有效反映系统生产能力平衡状况？
（2）根据模型运行结果对系统进行调整，比较调整前后的运行结果。
（3）初步学习仿真软件和建模的心得体会和建议。
15. 帮助与提示
在Flexsim中，只要把相应的对象的图标拖动到Orthographic界面中就可以实现相应的实体的定义。选定一个实体，单击鼠标右键，选择弹出菜单中的Properties选项就可以对实体自身的各种属性做修改，例如位置等。
按住键盘“A”键，点击鼠标左键可以在两个实体之间连接一条线，从而定义两个实体之间的逻辑关系。这是一种“流”的关系，Flowitem从一个实体的输出端口进入到另一个实体的输入端口。
在实体Properties选项卡上的General页上，可以查看一个实体的Input port，Central port 以及Output port，特别是一个实体与多个实体有连接时，会有多个端口，分清端口与对应的实体是必要的，有利于顺利的定义逻辑关系。
鼠标左键双击实体，弹出Parameters选项卡，在此可以对系统的逻辑关系进行操作。
本实验中用到了两种工件，建模时可以在实体Source的Item type中定义不同的工件种类，例如L_a、L_b的Item type分别为1和2，定义好了Item type后，后面就可以针对不同的工件作不同的处理。同时，也可以设定工件的颜色，做法是在Triggers中设置OnExit，例如：
Assign item a unique color according to its itemtype number:
case 1: colorred(item); break;
case 2: coloryellow(item); break;
case 3: colorblue(item); break;
default: colorblack(item);
在Flow页上的Send To Port下拉菜单中可以根据逻辑选择多种方式。例如本实验中用到了
Send the flowitem to a port number based on cases defined by its itemtype number
其作用是把不同的工件分配到对应的加工设备上进行加工。
查看仿真结果：在各实体的Properties选项卡上的Statistics页上可以查看设备利用率等仿真结果。
实训4 循径运动系统仿真
1．实验目的
学习flexsim系统的建模，初步掌握小车的定义方法和调度逻辑的实现原理，深入理解运动系统的建模思路。

2．实验内容：
某工厂车间内，由轨道小车沿轨道完成不同的工件运送过程。轨道的平面布置如下图所示，图中标出了人员和机器的配置情况。
Qin(1)
Qin(2)
Q_prep
Q_inspect
Rprepworker
Rinspecter
Q_out(2)
Q_out(1)
cppark
cprepair
该运动系统的流程描述如下：
n 有四种货物：L_a（normal 400，50）、L_b（200，40）、L_c（uniform 500，100）、L_d（uniform 150，30）从系统外到达系统，时间单位为秒；
n 队列Q_in是进货口，货物从这里由小车送往后面工序，当没有空闲小车时临时堆放在进货口，出货口用两个queue队列模拟，Qin(1)中放置L_a、L_c，Qin(2)中放置L_b、L_d；
n L_a、L_c由小车送往检验工序，由一个操作工进行检验，每件货物检验耗时1min，经检验，80％的产品合格，再由小车送往出货口，卸货到队列Q_out中，20％的产品不合格，由小车送往修整地点，经2min的检修，再送往检验处检验；
n L_b、L_d由小车送往预加工工序，由一个操作工进行操作，每件货物耗时1min，然后仍由小车送往出货口；
n 出货口货物临时堆放也用2个queue队列来模拟，检验合格的L_a、L_c临时堆放在Q_out(1)中，预加工后的L_b、L_d临时堆放在Q_out(2)中；
n 当货物临时堆放数量达到10件时，批量送往本系统外的其他工序。
小车的调度规程如下：
n 小车在系统开始时刻都在停车处待命；
n 到进货口的两个货物临时堆放地装载货物，运送到检验和预加工地点；
n 将检验和预加工完的货物运往出货口的临时堆放地；
n 将不合格的货物运往检修地点，不下车，直接检修后送回检验处；
n 小车空闲无任务时，到停车处停车等待；
n 有货物到达时可以唤醒停车的小车；
系统计划投入的小车技术参数为：
每辆小车载货容量为1，小车专载某种货物。
任何货物的装载和卸载时间为8sec；
小车正常（默认）加速度为1.5fpss；
小车正常（默认）减速度为0.5fpss
用flexsim软件中的系统建立上述轨道小车运动系统的模型。
在建模之前，需要设定小车的运送方案，即确定该系统运作的一系列工作原则，例如：四种来货如何在两个进货口堆放地堆放？小车专载还是混载货物？小车必须满载还是允许缺载？一辆小车是否可运送到不同目的地的货物？目的地不同时如何安排优先级别？小车单向行驶还是双向行驶？等等。根据你所掌握的情况，设定合适的逻辑难易程度，完成该系统的运送任务就可以了。
尝试设定和比较至少两种不同的运送方案，通过仿真对多种方案的优劣进行对比分析。

3．实验步骤
（1）建立一个新模型，创建一个Process系统和一个Pathmover系统；
（2）定义Pathmover系统，画出路径、控制点，定义小车和小车参数；
（3）定义小车的调度；
（4）定义Process系统的各种实体，如load、queue、resource等；
（5）定义逻辑流程；
（6）调试检查修改模型，使模型的运送逻辑与预期设定的逻辑相符；
（7）运行、输出、分析。

4．思考题
（1）在你给定的运送方案中，该系统需要配置几辆小车可以满足该系统的运送需求？你是根据什么参数判断是否满足需求的？这时小车的工作效率如何？
（2）对比两种以上运送方案的效果，优化整个系统和小车效率，试分析如何可以提高小车效率。
（3）假设小车有两种规格，一种载货量为2，一种为4，并假设容量为4的小车价钱比容量为2的小车价钱高出0.5倍，根据你的系统方案设计和仿真，你认为选择那种容量的小车更适合这个系统？应配置几辆？
*（4）在给定的系统逻辑中，虽然概率很小，但可能会出现这样的情况：某件不合格货物经反复检修仍不合格，因而反复在检验和检修之间往返。而实际中，往往是是这样的：当不合格产品经检修后，仍有某种比例的不合格可能，第二次检验不合格的产品报废。如果要使模型在这个逻辑上完善，应该做什么改动？试改写逻辑代码实现这个逻辑。
*（5）试将路径改为双向路径，系统会发生路径冲突，观察系统运行情况，并参考用户手册尝试解决路径冲突。

5．建模提示：
系统方案的比较对不同方面逐一比较。这是一个方案非常灵活的系统，调整系统方案有很大的发挥空间，但初学尝试最好每次改变一种规则，这样易于判断；如同时改变多种规则，可能会使系统的逻辑纠缠不清，反而使你的调整工作事倍功半。
初步建模时，可以将小车容量设定为1，这样避开大量运送方案中的逻辑规则。等模型其它方面定义调整好之后，再改变小车容量，设定运送方案，重新写逻辑代码，完成复杂运送逻辑的建模与运行分析。
初学建模，路径设定为单向行驶，以避免路线和逻辑冲突导致模型无法运行下去。
关于经两次检验不合格品需要报废的逻辑，可以通过设定Process中send to port选项卡中的Send flowitem to the output number defined by the following percentages进行设置。
小车在空闲时回到停车场待命的逻辑可以的编写task sequence程序进行实现。