仿真初级培训

仿真初级培训 Beijing CSN Technology Inc.

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。

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

系统仿真技术的必要性 模型化现实系统仿真模型实验成本高时间长业务停止的可能性大成本低时间短业务不需停止实验计划计划现实世界仿真模型现实系统（改进）改进改进方案不组装实际系统,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。

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解析模型与仿真模型

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

统计分布函数 正态分布指数分布 Lognormal分布 Gamma分布

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 8

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 5.02 • 输入客户序列号 • Help / License Activation • (推荐)安装Visual C++ 2008 Express 9

Flexsim软件的安装步骤（网络版） • 网络版 • 服务器上安装： • Flexsim5.02软件 • 输入客户序列号 • 安装License Manager • 安装flexsimserveractutil 10

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 11

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

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 13

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 14

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

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 16

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

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 18

Flexsim家族树 19

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。 20

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,FluidSplitt-er,FluidPipe,FluidProcessor,ItemToFluid,FluidToItem,and TheTicker 21

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 22

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

网络类对象 • NetworkNode对象一般用来设定Task Executor对象的行动路线 TrafficControl NetworkNode 24

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 • VisualTool和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 25

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2个ItemToFluid、FluidToItem具有连续与离散之间接合功能的对象。 26

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Flowitem定义 • 可对每个临时实体定义对象类别（Itemtype） 27

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 29

“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

中心端口 “s”连接

输出端口 输入端口 “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 • “a”连接用“q”取消

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 34

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 • FlowItem Bin Method • Defines the FlowItem Characteristics • TaskExecuter Move Method • Dertermins who, and how FlowItems move from one FixedResource to another 35

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

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 • ……

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

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

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 40

应用 Flexsim建模的基本步骤 • 构建模型布局 • 定义对象流程 • 编辑对象参数 • 运行仿真模型 • 分析仿真结果 41

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 42

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 43

步骤2. 定义对象流程（续1） • 连接两个对象端口所需按键 • “a”键 • 用来将对象1的输出端口连接到对象2的输入端口上 • “q”键 • 用来取消对象1的输出端口与对象2的输入端口之间的连接 • “s”键 • 用来连接对象1与对象2的中心端口 • “w”键 • 用来取消对象1与对象2的中心端口的连接 44

步骤2. 定义对象流程（续2） • 各类端口连接的显示位置 • 输出端口显示在对象的右上角 • 输入端口显示在对象的左上角 • 中心端口显示在对象底部中心 45

步骤2. 定义物流流程（续3） • 察看对象的端口连接状况 • 对象属性窗口General选项卡 • 调整端口的编号顺序 • 删除端口连接 46

步骤3. 编辑对象参数 • 双击对象可以打开对象的参数对话框 • 属性/参数 • 用于编辑和察看所有对象共同的一般性的信息 • 外形、尺寸、转角、位置 • 显示模式 • 端口连接 • 标签 • 统计数据 • 用于编辑对象特定的性能特征

属性 • 每个对象都具有同样的一组属性设置项目 • Visual（外观） • 外形和尺寸 • General（常规） • 端口连接 • 显示模式开关 • Labels（标签） • 自定义属性 • Statistics（统计） • 产量、状态、排队量、停留时间 • 数据、图表

对象尺寸和转角 • 属性选项中可以定义对象的位置、尺寸和转角 • 此外，在模型窗口中也可以实现(勾选菜单栏中Edit/Resize and Rotation Objects) • 左键拖动箭头改变尺寸 • 右键拖动箭头进行旋转

参数 • 每个对象类有自己的参数选项 • 参数影响实体在对象中的停留时间和在对象间流动的线路 • Apply（应用）——使改变生效 • OK（确定）——使改变生效并关闭窗口 • Cancel（取消）——关闭窗口，不做改变 • Properties——打开对象的属性窗口

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