系统建模上机作业.doc

1、作业一 多产品单阶段制造系统 系统描述 现在 ，我们来看看某工厂 加工 三种类型产品的过程。这三类 产品分别 从工厂其它 车间 到达 该车间 。 这个车间 有三台 机床， 每台 机床可以 加工一种特定的产品类型。 一旦 产品在 相应 的 机床上 完成加工， 所有产品都 必须 送到 一个 公用的 检验台进行质量检测 。 质量合格的产品 就 会 被送到 下一个车间。质量不合格的产品则必须 送回 相应的机床进行再加工 。 我们希望通过仿真实验 找到 这个车间的 瓶颈所在 ，以回答如下问题：检验台能否及时检测加工好的产品？或者检验台是否会空闲？缓存区的大小重要吗？ 系统数据 产品到达：平均每 5 秒到

2、达一个产品，到达间隔时间服从指数分布 产品加工：平均加工时间 10 秒，加工时间服从指数分布 产品检测：固定时间 4 秒 产品合格率： 80 概念模型 机台 1 机台 2 机台 3 1 类产品 2 类产品 3 类产品 检验台 80% 合格产品 20% 不合格产品 作业二 虚拟邮局问题 系统描述 这是一个邮局内部信件处理系统的模拟。本章节模拟邮局在处理各方送来的信件时内部的处理流程，由于邮局处理信件必须先将信件过滤分类，但是现实中邮件种类繁多，因此本模型仅将邮件分成国内信件与国外信件。信件到达后，依其类型给予 2 种不同类型 (用不同颜色区分 )，经由传送带到达处理器处理，此步骤主要是把信件按照

3、其不同 的类型分开来，再分别送到不同的货架上等待邮车运送出去。在此仅考虑内部分类处理部分，故外送部分在这个模型中不做讨论。 系统数据 产品到达：随机产生两种类型的产品，平均每 15 秒到达一个产品，标准差为 2 秒 产品加工：平均加工时间 1 秒，标准差为 0.5 秒 产品运送：使用两辆叉车，举起和放下速度均为 3 秒 概念模型 1， 2 类产品 处理器 1 类产品 2 类产品 暂存区 1 暂存区 2 货架 1 货架 2 作业三 单品种流水线生产系统 概念定义 流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业连续的、重复的生产过程。 流水生产

4、是把高度的 对象专业化生产和劳动对象的平行移动方式有机结合起来的一种先进的生产组织形式。 单品种流水线又称不变流水线，指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的负荷。 模型描述 某制造车间有 5 台不同的机器，加工一种产品。该种产品都要求完成 7 道工序，而每道工序必须在指定的机器上按事先规定好的工艺顺序进行。 假定在保持车间逐日连续工作的条件下，仿真在多对象平准化中生产采用不同投产计划的工作情况。在不同投产计划组合中选出高生产效率、低流动库存方案，来减少占用资金。 如果一项作业在特定时间 到达车间，发现该组机器全都忙着，该作业就在该组机器处排入一个 FI

5、FO 规则的队列，如果有前一天没有完成的任务，第二天继续加工。 系统数据 产品的计划投产批量方案： 10， 20， 30 产品的计划投产间隔： 10， 20， 30， 40， 50， 60 仿真时间： 1 天（即 24*60=1440min） 表 9.1 加工工序 工序 机器名称 平均加工时间 /min 加工批量 1 Waterclean 7 5 2 DSDcoat 14 5 3 Greenfire 5 5 4 DSDcoat 15 5 5 TCPprintfire 30 10 6 Laping 20 10 7 Waterclean 10 5 概念模型 作业四 混合流水线生产系统 概念定义 多

6、对象流水线生产有两种基本形式。一种是可变流水线，其特点是：在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品；在间隔期内，只生产一种产品，在完成规定的批量后，转生产另一种产品。另一种是混合流水线，其特点是：在同一时间内，流水线上混合生产多种产品。按固定的混合产品组组织生产，即将不同的产品按固定的比例和生产顺序编成产品组。一个组一个组地在流水线 上进行生产。 模型描述 一个工厂有 5 个不同的车间（普通车间，钻床车间，铣床车间，磨床车间，检测车间），加工 3 种类型产品。每种产品都要按工艺顺序在 5 个不同的车间完成 5 道工序。 假定在保持车间逐日连续工作的条件下，仿真在多对象平准化中生产采用

7、不同投产顺序来生产给定数量的 3 种产品。通过改变投产顺序使产量、品种、工时和负荷趋于均衡，来减少时间损失。 如果一项作业在特定时间到达车间，发现该组机器全都忙着，该作业就在该组机器处排入一个 FIFO 规则的队列的暂存区，如果有前一天没有完成的任务，第二天继续加工。 系统数据 表 10.1: 车间配备（单位：台） 普通车间 钻床车间 铣床车间 磨床车间 检测车间 机器数量 3 3 2 3 1 表 10.2: 加工时间（单位： min） 普通机床 钻床 铣床 磨床 检测 产品 1 5 5 4 4 6 产品 2 4 4 3 4 3 产品 3 4 5 3 4 1 表 10.3：产品数量 总数（个）

8、 每批量（个） 时间间隔（ min） 产品 1 1000 10 3 产品 2 500 5 3 产品 3 200 2 3 概念模型 作业五 配送中心问题 系统描述 一 个小型的发货商有 10 种产品运送给五个客户，每个客户有着不同的订单，这个发货商的 10 种产品都有很大的供货量，所以，当有订单来时，即可发货。产品是放在托盘上输送出去的。 系统数据 订单到达：平均每小时产生 10 个订单，到达间隔时间服从指数分布。 产品到达：产品拣选时间服从指数分布，根据订单确定每种产品的需求数量。 产品包装：固定时间 10 秒。 概念模型 订单 产品拣选 产品 产品 满载托盘 作业六 配货系统 系统描述 配送

9、中心时从事货物配送并组织对用户的送货，以实现销售和供应服务的现代流通设施。它不同于传统的仓储设施， 在现代商业社会中，配送中心已经成为连锁企业的商流中心、物流中心、信息流中心，是连锁经营得以正常运转的关键设施。 下面是一个典型的配送中心建模过程，该配送中心从三个供应商进货，向三个生 产 商发货。仿真的目的是研究该配送中心的即时库存成本和利润，并试图加以改善。 系统数据 供货商（三个）：当三个供应商各自供应的产品在配送中心的库存小于 10件时开始生产，库存大于 20 件时停止生产。供应商一 和供应商二分别以 4 小时一件的效率向配送中心送产品，供应商 三 提供一件产品的时间服从 3 6 小时均匀

10、分布。 配送中心发货：当三个生产商各自的库存大于 10 件时停止发货。当生产商一的库存量小于 2 时，向该生产商发货；当生产商二的库存量小于 3 时，向该生产商发货；当生产商三的库存量小于 4 时，向该生产商发货。 配送中心成本和收入：进货成本 3 元 /件；供货价格 5 元 /件；每件产品在配送中心存货 100 小时费用 1 元。 生产商（三个）：三个生产商均连续生产。生产商一每生产一件产品需要 6小时；生产商二每生产一件产品的时间服从 3 9 小时的均 匀分布；生产商二每生产一件产品的时间服从 2 8 小时的均匀分布。 概念模型 供货商一 供货商二 供货商三 生产商一 生产商二 生产商三

11、配货中心 库存一 库存二 库存三 作业七 多品种多阶段生产系统问题 问题描述 有一个制造车间由 5 组机器组成，第 1， 2， 3， 4， 5 组机器分别有 3， 2，4， 3， 1 台相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成 4、3 和 5 道工序，而每道工序必须在指定的机器组上处理，按照事先规定好的工艺顺序进行。 假定在保持车间逐日连续工作的条件下，对系统进行 365 天的仿真运行（ 每天按 8 小时计算），计算每组机器队列中的平均产品数以及平均等待时间。通过仿真运行，找出影响系统的瓶颈因素，并对模型加以改进。 系统数据 三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为 50，

12、30， 75 分钟的指数分布。 三种原料的工艺路线如表 11.1 所示。第 1 种原料首先在第 3 组机器上加工，然后在第 1 组、再在第 2 组机器上加工，最后在第 5 组机器上完成最后工序。第 1 种原料在机器组 3、 1、 2、 5 加工，在机器组 3、 1、 2、 5 加工的平均时间分别为 30、 36、 51、 30；第 2 种原料在机器组 4、 1、 3 加工，在 机器组 4、1、 3 加工的平均时间分别为 66、 48、 45；第 3 种原料在机器组 2、 5、 1、 4、 3 加工，在机器组 2、 5、 1、 4、 3 加工的平均时间分别为 72、 15、 42、 54、 60

13、，如表 8.1 所示。 表 8.1 原料加工工艺路线与各工序加工时间参数 原料类型 机器组别 相继工序平均服务时间（ Minute） 1 3， 1， 2， 5 30， 36， 51， 30 2 4， 1， 3 66， 48， 45 3 2， 5， 1， 4， 3 72， 15， 42， 54， 60 如果一种原料到达车间时，发现该组机器全都忙着，该原料就在该组机器 处的一个服从先进先出 FIFO（ First In First Out）规则的队列。前一天没有完成的任务，第二天继续加工。在某机器上完成一个工序的时间服从 Erlang 分布，其平均值取决于原料的类别以及机器的组别。例如，表 11.1 中的第 2 类原料，