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1flexsim仿真軟件介紹

Flexsim資源庫中有常用的三大類對象，包括固定資源類如處理器和傳送帶，移動資源類如操作員和運輸小車，以及網絡節點對象，其中網絡節點用于定義移動資源在執行移動任務時行進的路線。這些對象都具有3D顯示功能，同時Flexsim中也可以直接導入3DS(3DStudio)，VRML，3DDXF和STL等類型文件，用戶可以根據需要設計自己的模型，導入進來并加入對象庫作為自定義對象，這樣可以非常方便地在其他模型中使用該對象。另外FIexsim提供了仿真模型與ExpertFit和MicrosoftExcel的接口，通過ExpertFit可以對輸入數據進行分布擬合，并輸出MicrosoftExcel格式的統計分析文件。

2Flexsim仿真步驟

系統仿真分為建模、編制和運行仿真程序以及仿真結果分析等步驟，其中建模是仿真的關鍵，是對真實系統的抽象，而仿真則是通過所編制的仿真策略來控制仿真模型的運行，最后輸出仿真結果，從而反映出真實系統的運行過程。典型仿真研究的步驟如圖1所示，大致包括問題確定、數據收集、模型運行與確認、方案設計與比較等過程。

3案例應用

為了更詳細介紹Flexsim軟件在工業工程中的應用，本文將以制造業中的混流生產為例進行應用研究。

3．1系統描述及參數說明為了滿足用戶的不同需求，多品種小批量的產品多以混流生產為主。混流生產是指在一定時間內，一條生產線上生產出多種不同型號的產品，產品的品種根據顧客需求而變化。混流生產可以提高生產效率、降低企業成本、滿足客戶訂貨、減少在制品數量、均衡物料消耗速率和負荷，并增強生產線的靈活性及適應性。同時還能提高企業對市場環境變化的快速反應能力，在需要的時候，按需要的量，生產所需要的產品。而如何在一條混流生產線上安排不同型號產品的生產才能達到提高效率，是仿真所要研究的內容。這里以某產品總裝配線為例，要求在保持裝配線連續生產的條件下，采用不同投產順序生產給定數量的A、B、C三種不同型號的產品(如表1所示)，并分析不同投產順序對加工時間的影響。假設這三種產品需經過以下8個裝配工序，由于每種產品所需零部件不一樣，其裝配工藝以及在每個工序上的裝配時間也不一樣，具體裝配工藝信息如表2所示，表中0秒時間表示該產品在該工序上不需要裝配任何零部件。根據系統描述建立系統概念模型如圖2所示，其中邏輯關系將在仿真模型建立過程中進行設置。

3．2建立系統仿真模型根據系統描述建立系統仿真模型如圖3所示，圖中每個工序后面都有一個緩沖區用來臨時存放裝配過程中的在制品。同時在仿真模型中，對系統模型進行了參數設置與控制，如圖4所示，在原材料投放處，設置ProductA、B、C的不同投放間隔時間和數量，并在SourceTrigger觸發器中通過控制原材料Source輸出口的開關來設置所有產品的投放總量，如圖5所示，即表示當前離開流動實體的前一個流動實體為999個時，關閉Source的輸出口，從而保證投放總量為1000。另外，根據不同產品在同一工序加工時間不同，模型中通過對各工序加工設備的加工時間進行編程實現。以工序4為例，首先在加工設備的加工時間處選擇ByItemtype(indirect)，即根據產品類型不同選擇不同加工時間，然后編寫如下代碼:其中產品類型1、2、3為虛擬產品類型，即表示A、B、C三種產品。

3．3運行系統仿真模型運行仿真模型，在仿真過程中可以看到代表A、B、C的三種不同顏色的產品從系統中流過，經過不同工序的加工，最后離開系統，如圖6所示。

3．4仿真結果分析與思考運行以上構建的系統模型，可以得到數據和圖表等多種結果輸出。根據輸出結果進而可對系統加以分析，比如對每個工序設備的加工時間和等待時間進行分析，從而發現系統問題，提出改進方案，并通過仿真對方案進行驗證。如圖7為模型運行一段時間后所獲取的設備Process1、Process2、Process3的加工情況，通過工序狀態百分率餅圖可以看出，設備1和設備3的工序利用率都很高，而相比較而言，工序2的利用率不足50%，出現了較為嚴重的生產空閑，導致資源浪費，需要進行改善。比如通過改變三種產品的先后投產順序，或減少產品投放間隔時間等，而哪種方案更合理，則可以通過仿真來驗證。為了鍛煉學生的實踐能力，這些相應的問題都可以讓學生思考并實施，從而提高學生分析問題和解決問題的能力。

4結論

仿真作為解決復雜問題的有效方法之一，可以透視出真實系統中的復雜相關性和動態性，而Flexsim作為一款具有三維顯示功能的離散事件系統仿真軟件，在高校的教學中能發揮出積極的作用，一方面可以激發學生的興趣，使學生在學習軟件的過程中對倉儲、物流、生產線有一個感性的認識;另一方面可以幫助學生了解系統是如何運作的，同時也可以了解如果實施替代方案系統將會怎樣，從而提高學生分析問題、解決問題的能力。通過實踐證明，Flexsim的應用對于高校工業工程專業的教學和研究都具有積極的意義。

作者：賈艷張躍剛向號單位：西華大學機械工程與自動化學院