關于輸送鏈模型的物流系統仿真研究

高鐵 陳杰 徐子晴

【摘 要】為了響應國家號召降低物流成本，越來越多的企業開始將現實存在的供應鏈體系用科技手段模擬在計算機中，從而更好地實現供應鏈體系的優化，降低物流成本。因此，本文通過用Witness軟件來研究物流行業的輸送鏈模型。在系統模擬仿真實驗過程中不斷進行輸送鏈過程的優化。

【關鍵詞】輸送鏈模型；系統仿真；優化

一、系統仿真研究內容

1.閱覽并認真學習《Witness 工業物流仿真平臺基礎教程》的內容；

2.通過指導書的講解學會 Witness2004 軟件的操作和各個部位的大致意思；

3.通過操作第七章中的流水仿真系統、裝配模型、屬性模型、輸送鏈模型、 函數模型、隨機分布模型、路徑模型和 EXCEL 數據交互模型這八個模型來熟悉 并掌握該軟件和如何用 Witness 軟件建立系統仿真模型。

二、系統仿真研究目的

1.掌握 Witness 軟件中的 part、machine、conveyor、labor 實體元素、variable 邏輯元素等的使用；

2.掌握可視化輸入、輸出關系的創建；

3.掌握 report 工具欄的使用和分析，并根據分析，進行系統優化設計；

4.熟悉 Witness 的基本操作，掌握各個類型的建模過程。

三、系統仿真工作流程

對于每一個成功的仿真研究項目，其應用都包含著特定的步驟。不論該研究 的類型和目的，仿真的過程是保持不變的。

四、輸送鏈系統仿真模型的設計

（一）模型概述

這個示例模型解釋了怎樣模擬一個固定式 Fixed 輸送鏈。部件 part1 每 8 分鐘達到一個，輸出到輸送鏈 conveyor1，輸送鏈將部件輸出到機器 Machine1， 機器對部件進行一定的加工后，送出模型系統。機械偶爾會出現故障，仿真結果 會顯示故障對機器的影響。模型的可視化效果如下圖1所示。

（二）可視化元素

選中 Picture Gallery 中的一個位置，點擊 Picture Gallery 菜單項 File/Import， 打開隨書光盤 pictures 目錄，找到 conveyor_part.bmp 、conveyor_machine.bmp， 將它們逐個導入到當前圖庫當中，以便使用。假設將這四個圖片分別導入在當前 圖庫的 191，192 號位置上。Part1 不需要進行可視化設置；設置 Conveyor1 的 name 和 parts on；說明一下 parts on 屬性項，該屬性項用來指定part 在 conveyor 上是以隊列方式還是計數方式進行顯示，如果是 隊列方式，需要設定隊列的方向等。本例中通過點擊 display conveyor 對話框， 選擇 parts on 屬性項，點擊 pencil 按鈕，彈出 display parts on 對話框，設定 queue Type 為 queue 隊列式，隊列方向為傾斜 diagonal，點擊 draw，在系統布 局區繪制即可。設置 machine1 的 name 和 icon 屬性項，icon=192。

（三）參數定義

Part1 參數設置

Conveyor1參數設置

Machine1參數設置

五、仿真模型的運行和數據分析

部件 part1 每 8 分鐘達到一個，輸出到輸送鏈 conveyor1，輸送鏈將部件 輸出到機器 Machine1，機器對部件進行一定的加工后，送出模型系統。機械偶 爾會出現故障，仿真結果會顯示故障對機器的影響。

（一）模型的效果圖

運行到仿真鐘100分鐘時結果如下：

（二）數據分析過程

運行模型（假設運行到仿真鐘1000），因為部件每8個時間到達一次，在輸送鏈上移動一個位置要2個時間，你將看到輸送鏈上每四個位置有一個部件。

在100時間的時候，機械出現故障，部件不能傳送。這時，位置4和位置8分別有一個部件，在以后的6分鐘內，部件不能移動到位置1和5。但是在106個時間后，在前部的部件將無處可去，輸送鏈就被堵塞了。但是，如果有足夠的空間，部件依然能夠進入輸送鏈。在104時間第三個部件進入，在112時間第四個部件進入了最后一個位置，從時間100到時間150，機械處于維修狀態，完全被阻塞，任何到達的部件都被拒絕，直到機械被修好。

六、方案的優化與改善

（一）輸送鏈模型的問題

上面設定的輸送鏈為固定式的，一旦輸送鏈的前邊部件不能夠移動，整個輸送鏈就停止運行了。

而隊列式queue輸送鏈允許部件在輸送鏈上累積，即使輸送鏈被阻塞，它上面的parts還是會滑動到連續的隊列，直到輸送鏈上排滿了parts。

（二）輸送鏈模型的改善

雙擊模型中的傳送機，顯示詳細對話框，將conveyor type 變為queuing， 把模型重置為0，重新運行，將會看到隊列式輸送鏈的不同。

在時間106，隊列式模型和固定式模型完全一樣（機械出現故障，位置1，5和9上各有一個部件）。在時間108，在位置1上的部件已經無處可去，但是位置5和9上的部件可以向前移動一個位置。部件每兩分鐘向前移動一次，堆在位置1的后面。在時間150，位置1 到8上都有部件，共有8各Parts在輸送鏈上，此時機器被修好，部件從傳送機上移動下來。

如果把這兩種類型的輸送鏈模型都運行1000個單位時間，在下表統計報告中，可以比較出它們的不同：

數據顯示：固定式輸送鏈比隊列式輸送鏈的移動時間要長，阻塞時間長，不過，隊列式輸送鏈多送了20個部件，這是因為它在機器不能處理的時候依然能容納部件，而固定傳送機則拒絕了20個部件。

七、總結

通過對輸送鏈模型的深入研究，我更加深入地了解了Witness仿真軟件的偉大。在研究階段，我還深入研究了另外兩個系統仿真軟件，一個是Anylogic軟件，一個是Flexsim軟件。這三個比較，各有所長。但是Witness軟件是以用于離散時間系統的仿真，同時又可以用于連續流體（如液壓、化工、水力）系統的仿真。也就是用工業工程來做生產流程分析的。使用此軟件，可以不斷模擬現實操作流程并進行不斷的假設優化。