Flexsim教学课件Word
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仿真初级培训
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什么叫系统仿真
系统仿真是现代企业科学管理技术之一,是将对象系统模 型化,把模型作为实验装置,用来分析已存在的系统或计划 系统的一种技术 。系统仿真是工程师、经理和决策
人对有关操作、流程、或是动态系统的方案进行试 验、评估、以及视觉化的工具。
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什么是模型 为解决特定问题,对真实系统进行抽象 和简化的产物 只包含真实系统中,解决问题所必需的 元素
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系统仿真技术的必要性现实系统 成本高 计 实 划 时间长 验 业务停止的可能性大 模型化 仿真模型 成本低 计 时间短 实 划 业务不需停止 验 仿真模型 改进方案
现实世界 现实系统(改进)
改进
不组装实际系统,利用计算机模型进行实验,可 以在短时间、低成本下运行,而且不给现行系统 带来任何中止或破坏的危险。4
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解析模型与仿真模型 解析模型– – – – – – 静态的、确定性的 用于寻找答案 容易实现 难以捕捉时间、动态系统 难以捕捉复杂因果关系 难以建立与时间相关的约 束 – 不能随时间运行模型
仿真模型– 动态的、可执行的 – 能够捕捉任何复杂度的 因果关系和时间约束 – 易于捕捉问题的随机本 质 – 能够详细描述模型中的 行为 – 可以测量各种量 – 建立模型需要更多的时 间和技巧5
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离散事件仿真 只考虑在离散的时间点瞬间发生的改变状态的 重要事件 事件包括:– 订单到达 – 零件加工完成 – 库存量下降到下限
状态包括– 机器:空闲、加工、故障 – 车辆:行进、装货、卸货6
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统计分布函数
指数分布
正态分布
Lognormal分布
Gamma分布
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用
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Flexsim软件的安装步骤(单机版) 单机版– 根据电脑操作系统打上相应的补丁 – 安装.Net Framework – 安装Flexsim 5.0.4 – 输入客户序列号 Help / License Activation
– (推荐)安装Visual C++ 2008 Express
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Flexsim软件的安装步骤(网络版) 网络版– 服务器上安装: Flexsim5.04软件 输入客户序列号 安装License Manager 安装flexsimserveractutil
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Flexsim软件的安装步骤(网络版) 网络版– 客户机上安装: 安装.Net Framework (推荐)Visual C++ 2008 Express
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念– Flexsim软件主窗口布局 – Flexsim仿真模型的基本组成
Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用12
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Flexsim软件主窗口布局 Flexsim软件主窗口由下面五部分构成– 菜单 – 工具栏 –
对象库 – 模型视图 – 仿真控制栏
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工具栏 工具栏中常用到的按钮包括– FlowItem:临时实体库 – Tree:打开模型树 – 3D:打开模型透视图
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念– Flexsim软件主窗口布局 – Flexsim仿真模型的基本组成
Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用15
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Flexsim仿真模型的基本组成 对象(Objects)– Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模
连接(Connections)– Flexsim中通过对象之间的连接定义模型的流程
方法(Methods)– 对象中的方法定义了模型中各对象所需要完成的作 业
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念– Flexsim软件主窗口布局 – Flexsim仿真模型的基本组成 对象(Objects) 连接(Connections) 方法(Methods)
Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用17
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对象与继承 Flexsim采用面向对象的技术 大部分Flexsim对象都是FixedResource 或TaskExecutor对象的子对象– 子对象拥有其父对象所有的接口和相应的 功能 – 用户相对比较容易很快掌握子对象的使用
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Flexsim家族树
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Flexsim的对象库 Flexsim有丰富的对象库,其中实体也是灵活便,可 以满足客户个性需求,且可以自定义实体并保存, 方便以后调用。
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对象分类 离散类(Discrete Objects)– 资源类(Fixed Resources) Source, Queue, Processor, Sink, Combiner, Separator, MultiProcessor, Conveyor, MergeSort, FlowNode, Rack, and Reservoir
– 执行类(TaskExecuter) Dispatcher, Operator, Transporter, Elevator, Robot, Crane, ASRSvehicle
– 网络类(Node) NetworkNode, TrafficControl
– 图示类(Visual Object) VisualTool, Recorder
连续类(Fluid Objects)– FluidTank,FluidGenerator,FluidTerminator,FluidMixer,FluidBlender,FluidSplitter,FluidPipe,FluidProcessor,ItemToFluid,FluidToItem,and TheTicker21
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离散类-资源类对象 Fixed Resource类 对象一般是离散仿 真模型中的主干对 象 此类对象决定了模 型的流程
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执行类对象 Task Executer对象可从Fixed Resource 对象中获取并执行任务,如物料搬运或 生产操作等。 一个Task Executer对象可以向其他Task Executor对象指派任务,或者管理模型 中所有的Task Executers对象。 Task Executers对象不参与模型中的流 程指派。23
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网络类对象 NetworkNode对象一般用来设定Task Executor对象的行动路线
NetworkNode
TrafficControl
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图示类对象 图示类对象可用在仿真模型中显示各种 信息、标识、图片或图表等 可视化工具(VisualTool)和记录器 (Recorder)对象可用来提高仿真模型 的直观感
,同时可用来实时显示和搜集 模型的输出数据
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连续类对象 连续类的对象主要是用于设计具有流体 类的系统仿真,但它又不仅仅局限于流 体,事实上它能够仿真的具有连续属性 的事件,如测量重量、容量的变化。作 为连续类的11个对象中提供了流实体转 换器(ItemToFluid)、实体转换器 (FluidToItem)两个具有连续与离散之 间接合功能的对象。26
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临时实体(Flowitem) 临时实体指模型中存在临时产生的对象 临时实体可用来表示生产或服务中的原 料、产品或产品集,如零件、部件、托 盘、容器等;也可以是任务执行者 临时实体可点击工具栏按钮临时实体箱 (Flowitem)定义 可对每个临时实体定义对象类型 (Itemtype)27
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念– Flexsim软件主窗口布局 – Flexsim仿真模型的基本组成 对象(Objects) 连接(Connections) 方法(Methods)
Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用28
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连接与端口 Flexsim模型中的对象之间是通过端口来连接 的 三种类型的端口– 输入端口(input ports) Fixed Resource之间的连接
– 输出端口(output ports) Fixed Resource之间的连接
– 中心端口(center ports) 连接Task Executer和Fixed Resource
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“s”连接 按下 “s‖键的同时用鼠标从一个对象拖 拉到另一个对象上以连接二者 ―s‖连接仅用于中心端口之间的连接(即 连接Task Executer和Fixed Resource ) ―s‖连接用“w‖取消(按下 “w‖键的同时 用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上 以连接二者)30
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“s”连接
中间端口31
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“a”连接 按下 “a‖键的同时用鼠标从一个对象拖 拉到另一个对象上以连接二者 ―a‖连接用于除中心端口之外的所有其他 的连接 输出端口 ―a‖连接用“q‖取消
输入端口32
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念– Flexsim软件主窗口布局 – Flexsim仿真模型的基本组成 对象(Objects) 连接(Connections) 方法(Methods)
Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用33
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方法(Method) 方法是用来完成一项任务的一系列规则集 好的方法应是可以重复使用的 Flexsim采用一系列方法集来完成所建模 型的作业
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Flexsim建模方法集 Arrival Method– Determines how and when FlowItems Enter the model
Trigger Method– Determines what, where, and when to assign information to FlowItems
Flow Method– Determines how, where, and when to move FlowItems through the model
Navigation Method– Model navigation, and fly through
FlowIt
em Bin Method– Defines the FlowItem Characteristics
TaskExecuter Move Method– Dertermins who, and how FlowItems move from one FixedResource to another35
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触发器的概念 当资源对象上发生重要事件时,触发器被 触发 用户指定当触发发生时产生的一系列动作 (触发器逻辑) 可以定义的触发器包括:当实体被生成时 ,当实体进入或离开固定资源时,当处理 过程完成时等等 每类资源对象都有自己的一套触发器36
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触发器 定义和定制在特定事 件发生时的系统行为– 向实体写入信息 – 发送消息给其他资源 对象 – 改变资源对象自身的 行为特征 – ……
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模型视图 视图是以视窗方式展示的模型,在Flexsim中可以同时打 开多个视图,每个视图都是从各自的角度观察模型。 正视图和透视图
平面视图和树结构视图38
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实体流 无论对象在模型布局中处于什么位置, 实体从一个对象被传递到下一个对象都 无需消耗任何时间 添加输送机或移动资源用于运输,可以 给实体流产生时间延迟– 输送时间取决于输送机的长度和速度 – 对象间的运送时间取决于对象间的距离,以 及移动资源的速度、加速度和减速度39
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用
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应用 Flexsim建模的基本步骤1 构建模型布局 2 定义对象流程 3 编辑对象参数 4 运行仿真模型 5 分析仿真结果
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步骤1. 构建模型布局 将仿真所需要的对象模型从对象库中拖拽到仿 真视图窗口中的适当位置
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步骤2. 定义对象流程 根据连接类型,按下“a‖或“s‖键的同时用鼠 标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者 在新版本中也可通过鼠标选择,来进行连接
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模型描述 产品到达检测车间的时间服从均值为20, 方差为4的正态分布 到达检测车间的产品类别为1, 2, 3,分别 用不同的机器加工 缓存区最大容量为25件产品 机器加工时间服从(0,30)的指数分布 传送带传输速度为2m/s61
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步骤1:构建模型布局 从对象库中拖放所需的对象到建模视图中
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步骤2. 定义对象流程 按住A键或直接选择鼠标方 式,同时用鼠标左键点击 发生器(Source)对象并 且拖动鼠标至暂存区 (Queue)对象。此时会 出现一条黄线连接。然后, 黄线将变成一条黑线,表 示Source和Queue的端口 已经连接上。 使用相同方法,分别连接 其它对象。63
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步骤2. 定义对象流程(续)
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步骤3. 编辑对象参数 定义产品的流出 设置缓存区参数 设置检测设备参数
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定义产品的流出 双击发生器(Source)对象,打开其参 数对话框
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修改产品流出间隔时间(1) 在到达时间间隔(Inter-Arrival time)下拉框中 选择指数分布(Statistical Distribution)
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修改产品流出间隔时间(2) 修改选项的默认参数– 点击Template按钮 – 将其中蓝色的exponential(0,20,1)改为 normal(20,2,1)。即为服从均值为20,标准 差为2的正态分布
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指派产品不同的型号和颜色 选择发生器的触发器选项卡(Source Triggers) , 在创建触发( OnCreation)下 拉框中选择设置临时实体类型和颜色(Set Itemtype and Color)来改变产品类型和颜色
使用默认值即可,即为duniform(1,3)服从1到3 的均匀分布。69
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设置缓存区容量 双击暂存区 (Queue),其参 数对话框将会出现 将最大容量 (Maximum Content) 对应值 改为 25. 点击应用 (Apply)确认
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设置缓存区产品流选项 转到临时实体流(Flow)选项卡,在 输出 (Output) 框中, 选择 发送至端口(Send To Port) 下拉框中的指定(By Expression) 依次点击应用和确定,关闭暂存区的参数对话 框
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设置检测设备检测时间 双击第一个处理器(Processor)对象 在参数对话框加工时间(Process Time) 下拉框中选择 指数分布(Statistical
Distribution)选项 将函数参数中由默认值10改为30 同样设置其他两个Processor对象
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步骤4. 编译运行仿真 编译模型 重置模型 控制速度 运行仿真F2键
注:在Flexsim5版本中不需要时时编译,如果用到C++ 代码就需要进行编译,本模型不需编译
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步骤5. 观察仿真结果 现在模型视图处于由上到下的垂直投影 图中,该投影图在建模时经常使用,若 在模型显示方面经常使用透视图。 选择工具栏中的模型透视视图按钮可打 开一个新的透视图
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仿真透视图显示
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仿真统计结果的简单查看(1) 右键点击工作区 调出View Setting菜单 选中“Show Names‖(默认 为选中)
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仿真统计结果的简单查看(2) 鼠标右键单击对象,从弹出菜单选择Properties, 然后从属性对话框中选择统计( Statistics )选 项卡 Statistics 选 项 卡 中 里 面 又 包 括 吞 吐 量 ( Throughput ) , 状 态 ( State ) , 容 量 ( Content ) , 停留时间( Staytime )四个子选 项卡
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仿真模型文件的保存 仿真文件编写过程中要注意经常保存仿 真文件 保存修改– 主窗口File菜单Save或者工具栏中选择保存 图标
如果需要备份可以使用另存为– 主窗口File菜单Save Model As …78
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤
Flexsim实例训练– – – – – – 实例1:简单仿真模型的建立 实例2:统计信息的查看与显示 实例3:TaskExecuter的应用 实例4:NetworkNode的应用 实例5:连续系统应用 实例6:美化与演示79
Flexsim软件的开发应用
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实例2:统计信息的查看与显示 打开已保存的例1的模型文件 另存为Example2.fsm
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选取进行统计对象(1) 按住Ctrl键,选中三个Processor对象,这时候 所选中的对象外面出现一红色方框
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选取进行统计对象(2) 点击主窗口菜单统计/ 实 体图形数据 / 打开选中实 体 按住Shift键点击模型视 图的空白区域,可取消 所有对象的选定(红色 方框)
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添加Recorder对象 拖放3个记录器(Recorder)对象至建模 视图中
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修改Recorder对象视图参数 打开透视图 依次打开Recorder的属性对话框,修改常规选 项卡中尺寸等,视情况调整
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修改Recorder对象图示参数 双击第一个记录器对 象,打开属性对话框 点击按钮记录器,选 择– 数据类型为标准数据 – 实体名称为处理器3 – 捕捉数据停留时间
点击应用确定
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修改Recorder对象表头 标准显示属性下修改图形标题 为Staytime of Processor 3 修改坐标轴参数– 下界改为0 – 上届改为20 – 区间数改为10
点击按钮应用
确定参数设置 依次修改其它两个记录器对象 的参数
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保存,重置,运行
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练– – – – – – 实例1:简单仿真模型的建立 实例2:统计信息的查看与显示 实例3:TaskExecuter的应用 实例4:NetworkNode的应用 实例5:连续系统应用 实例6:美化与演示88
Flexsim软件的开发应用
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实例3:TaskExecuter的应用 在例1的基础上,2个检测员参与到了产品的检测中 检测员的任务是从缓冲区取出产品,并安装到相应 的监测系统中,安装时间为10秒 传送带末端的产品由叉车送出
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修改仿真模型 打开例1的仿真模型文件,另存为Example3.fsm 修改仿真模型如图
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创建“s”连接 按住“s‖将任务执行器分别与第一个暂存区及 处理器连接起来 同样连接第二个暂存区与叉车
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连接Dispatcher与Operator 按住“a‖连接任务执行器的输出端口和 两个操作员的输入端口
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修改缓冲区参数 打开第一个暂存区的参数窗口 在临时实体流选项卡选中使用运输工具 同样修改另一个暂存区的选项
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修改检测系统的参数 打开处理器的参数窗口 修改预置时间为指定10 选中预置选项卡中的预置 时使用操作员 同样修改其它两个处理器
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保存,重置,运行
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤
Flexsim实例训练– – – – – – 实例1:简单仿真模型的建立 实例2:统计信息的查看与显示 实例3:TaskExecuter的应用 实例4:NetworkNode的应用 实例5:连续系统应用 实例6:美化与演示96
Flexsim软件的开发应用
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实例4:NetworkNode的应用 将例3中的吸收器(Sink)改成3个货架, 3种产品检测完毕后分别放入对应的三 个货架中 叉车只能够沿着规定路线行驶
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修改例3仿真模型 删除吸收器,添加三个货架 将第二个暂存区与三个货架分别用“a‖连接
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修改缓存区与货架参数 修改第二个暂存区的发 送至端口参数为指定By Expression 默认值即可
修改货架高度为5层, 点击应用基本设置
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保存,重置,运行 观察仿真运行时叉车的行驶路线
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添加NetworkNode对象 在模型视图中添 加NetworkNode 对象 “a‖连接 NetworkNode到 相应的存取位置 (蓝色细线)
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创建路网 “a‖连接相应的 NetworkNode 对象形成路网 ―a‖连接叉车到 路网中(红色 细线)
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路网修改方法 右键调出Travel Networks 窗口,选择Curve再连接, 托拽路网上的小黑点 ( SplinePoint ),可以修 改路
径的弯曲形状 按住“x‖键单击小黑点 ( SplinePoint )可以在路 段上添加另一个另外一个小 黑点( SplinePoint )103
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路网修改方法 右键后选择Curve托拽路网上的 按住“q‖键从一个NetworkNode拖到另一个 NetworkNode可取消托拽方向的连接,形成单 向路径(取消路径需要按住取消双方向的连接)
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模型路网修改 设置2条单向 路径
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保存,重置,运行
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤
Flexsim实例训练– – – – – – 实例1:简单仿真模型的建立 实例2:统计信息的查看与显示 实例3:TaskExecuter的应用 实例4:NetworkNode的应用 实例5:连续系统应用 实例6:美化与演示107
Flexsim软件的开发应用
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实例5:连续系统应用 首先通过Operator将2个不同类型的FlowItem分别转 换为2种流体然后分别传入2个储罐Tank根据比例进 行混合加工成一种新流体,然后再转换为固体传送 至Sink里。
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模型描述 FlowItem到达时间:按照0到10的指数分布 ItemToFluid最大容量:20加仑 ItemToFluid转换率:1个单位的FlowItem转换为10 加仑 ItemToFluid传送速率:每秒2加仑 Pipe最大容量:20加仑(进Tank);其他为10加仑 Tank:1加仑为低标位,45加仑为高标位 FluidToItem容量:10加仑 FluidToItem转换率:10加仑转换1个单位FlowItem FluidToItem传送速率:每秒1加仑109
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模型描述(续) 混合器Mixer Steps步骤– Step 1:接收入口1的Fluids,无延迟时间 – Step 2:接收入口2的Fluids,延迟10秒钟
混合器Mixer Recipe策略:– 入口1:接收10加仑,执行Step1 – 入口2:接收20加仑,执行Step2
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步骤1:构建模型布局 将仿真所需要的对象模型从对象库中拖 拽到仿真视图窗口中的适当位置 所需对象如下:– 2个Sources 1个Operator 2个FluidToItems 2个 FluidPipes 2个FluidTanks 2个more FluidPipes 1个 FluidMixer 1个FluidProcessor 1个FluidToItem 1个 Conveyor 1个Sink
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步骤1:构建模型布局(续)
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步骤2:定义对象流程 利用“A”键分别做如下图连接
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步骤3. 编辑对象参数 定义Source1,Source2 设置ItemToFluid参数 设置Tank参数 设置FluidMixer参数 设置FluidToItem参数 设置所有Pipe参数 FluidProcessor参数默认不变114
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定义Source参数 定义source流出间隔时间,以及分别设 置ItemType为:1,2
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设置ItemToFluid参数 MaximumContent 设为20 Fluid per Discrete Unit设为10 MaximumObject Rate以及 MaximumPortRat e设为2
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设置Tank参数 设置LowMark:10; HighMark:45
设置 PassingLowMark 以及 PassingHighMark 触发器117
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设置FluidMixer参数 根据模型描述
分别设置 FluidMixer的 MixerSteps及 MixerRecipe
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设置FluidToItem参数 同ItemToFluid类似,设置如下 MaximumContent设为20 Fluid per Discrete Unit设为10 MaximumObjectRate以及MaximumPort Rate设为2
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设置Pipe参数 Flow Mode设为:Flow Evenly MaximumContent设为:20 MaximumFlowRate设为:2 为了显示2种不同流的效果,将前面2个 Pipe的颜色分别设为红色,蓝色。在每 个pipe的属性窗口即可以改变。
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步骤4:保存,重置,运行
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤
Flexsim实例训练– – – – – – 实例1:简单仿真模型的建立 实例2:统计信息的查看与显示 实例3:TaskExecuter的应用 实例4:NetworkNode的应用 实例5:连续系统应用 实例6:美化与演示122
Flexsim软件的开发应用
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美化与演示
View setting AVI 制作 图片抓取
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综合应用技巧 Tree树视图的应用 Visual Tool的视觉效果美化,封装层, 以及通过它来进行多文件合并功能。 通过BasicTE、BasicFR进行继承构建新 的对象功能。 利用官方网站在线资源获取更多媒体素 材,例子以及软件最新的信息资源等 Fly Path、Fly Thougth 漫游视频制作124
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培训内容 Flexsim软件的安装步骤 Flexsim建模的基本概念 Flexsim软件的使用步骤 Flexsim实例训练 Flexsim软件的开发应用 -Tools Menu
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Tools Menu Tools Menu– Global Tables – Time Tables – User Events (advance user) – MTBF MTTR – Watch Lists – Graphical User Interfaces – Global Task Sequences
– – – – – – – – –
Import Media Files Model Startup Code Flowitem Bin Global Variables Media Files Model Startup Code User Commands Excel Visio
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Global Tables全局表
全局表(Global Table) – 用于储存模型输入输出数据等 – 可以是数值类型或字符串类型
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全局表的添加 在全局表Global Tables菜单中单击“Add‖ 重命名表格名 设置行数与列数
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全局表的修改 直接编辑表格附初值 借助事件的下拉列表对全局表进行修改 相关函数– – – – gettablenum(tablename, row, col); settablenum(tablename, row, col, value); gettablestr(tablename, row, col); settablestr(tablename, row, col, ―string‖);
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Global Variables全局变量 全局变量( Global Variables ) Global Variables可以定义如下八种类型 全局变量: integer, double, treenode, string, integer array, double array, treenode array, and string array
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Excel 将Excel文件数据导入 Flexsim全局表,或者 将Flexsim全局表导出 为Excel文件 打开方式– 通过菜单Tools- Excel打开 – 通过toolbox按钮打开
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全局表选项直接导入格式.csv的数据库文
件
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Excel的单表导入
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Excel的复表导入
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Excel的定制导入
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Excel的单表导出
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仿真练习 问题: 有一条由5个工序组成的生产线,每个工序有 一台机械,前面的工序作业未完时,只能在现在的工 序等待,每个工序的作业时间如下图所示。如果每个 工序能增加一台新机械,怎样进行工程设计才能使其 生产能力由原来的6个/小时提高到20个/小时。条件是 尽可能利用低价机械(生产能力越高价格越贵)。 状现 工序 1 工序2 工序3 工序4 7分 10分 瓶颈囗137
工序56個/H 6分
4分
3分
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谢谢!QQ: 32504858 Flexsim QQ群:69127359 论坛:http://www.wendangwang.com/ TEL:010-51288549 FAX:010-82898250 eMail:lybsim@
http://www.wendangwang.com138
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