关于输送链模型的物流系统仿真研究

高铁 陈杰 徐子晴

【摘 要】为了响应国家号召降低物流成本，越来越多的企业开始将现实存在的供应链体系用科技手段模拟在计算机中，从而更好地实现供应链体系的优化，降低物流成本。因此，本文通过用Witness软件来研究物流行业的输送链模型。在系统模拟仿真实验过程中不断进行输送链过程的优化。

【关键词】输送链模型；系统仿真；优化

一、系统仿真研究内容

1.阅览并认真学习《Witness 工业物流仿真平台基础教程》的内容；

2.通过指导书的讲解学会 Witness2004 软件的操作和各个部位的大致意思；

3.通过操作第七章中的流水仿真系统、装配模型、属性模型、输送链模型、 函数模型、随机分布模型、路径模型和 EXCEL 数据交互模型这八个模型来熟悉 并掌握该软件和如何用 Witness 软件建立系统仿真模型。

二、系统仿真研究目的

1.掌握 Witness 软件中的 part、machine、conveyor、labor 实体元素、variable 逻辑元素等的使用；

2.掌握可视化输入、输出关系的创建；

3.掌握 report 工具栏的使用和分析，并根据分析，进行系统优化设计；

4.熟悉 Witness 的基本操作，掌握各个类型的建模过程。

三、系统仿真工作流程

对于每一个成功的仿真研究项目，其应用都包含着特定的步骤。不论该研究 的类型和目的，仿真的过程是保持不变的。

四、输送链系统仿真模型的设计

（一）模型概述

这个示例模型解释了怎样模拟一个固定式 Fixed 输送链。部件 part1 每 8 分钟达到一个，输出到输送链 conveyor1，输送链将部件输出到机器 Machine1， 机器对部件进行一定的加工后，送出模型系统。机械偶尔会出现故障，仿真结果 会显示故障对机器的影响。模型的可视化效果如下图1所示。

（二）可视化元素

选中 Picture Gallery 中的一个位置，点击 Picture Gallery 菜单项 File/Import， 打开随书光盘 pictures 目录，找到 conveyor_part.bmp 、conveyor_machine.bmp， 将它们逐个导入到当前图库当中，以便使用。假设将这四个图片分别导入在当前 图库的 191，192 号位置上。Part1 不需要进行可视化设置；设置 Conveyor1 的 name 和 parts on；说明一下 parts on 属性项，该属性项用来指定part 在 conveyor 上是以队列方式还是计数方式进行显示，如果是 队列方式，需要设定队列的方向等。本例中通过点击 display conveyor 对话框， 选择 parts on 属性项，点击 pencil 按钮，弹出 display parts on 对话框，设定 queue Type 为 queue 队列式，队列方向为倾斜 diagonal，点击 draw，在系统布 局区绘制即可。设置 machine1 的 name 和 icon 属性项，icon=192。

（三）参数定义

Part1 参数设置

Conveyor1参数设置

Machine1参数设置

五、仿真模型的运行和数据分析

部件 part1 每 8 分钟达到一个，输出到输送链 conveyor1，输送链将部件 输出到机器 Machine1，机器对部件进行一定的加工后，送出模型系统。机械偶 尔会出现故障，仿真结果会显示故障对机器的影响。

（一）模型的效果图

运行到仿真钟100分钟时结果如下：

（二）数据分析过程

运行模型（假设运行到仿真钟1000），因为部件每8个时间到达一次，在输送链上移动一个位置要2个时间，你将看到输送链上每四个位置有一个部件。

在100时间的时候，机械出现故障，部件不能传送。这时，位置4和位置8分别有一个部件，在以后的6分钟内，部件不能移动到位置1和5。但是在106个时间后，在前部的部件将无处可去，输送链就被堵塞了。但是，如果有足够的空间，部件依然能够进入输送链。在104时间第三个部件进入，在112时间第四个部件进入了最后一个位置，从时间100到时间150，机械处于维修状态，完全被阻塞，任何到达的部件都被拒绝，直到机械被修好。

六、方案的优化与改善

（一）输送链模型的问题

上面设定的输送链为固定式的，一旦输送链的前边部件不能够移动，整个输送链就停止运行了。

而队列式queue输送链允许部件在输送链上累积，即使输送链被阻塞，它上面的parts还是会滑动到连续的队列，直到输送链上排满了parts。

（二）输送链模型的改善

双击模型中的传送机，显示详细对话框，将conveyor type 变为queuing， 把模型重置为0，重新运行，将会看到队列式输送链的不同。

在时间106，队列式模型和固定式模型完全一样（机械出现故障，位置1，5和9上各有一个部件）。在时间108，在位置1上的部件已经无处可去，但是位置5和9上的部件可以向前移动一个位置。部件每两分钟向前移动一次，堆在位置1的后面。在时间150，位置1 到8上都有部件，共有8各Parts在输送链上，此时机器被修好，部件从传送机上移动下来。

如果把这两种类型的输送链模型都运行1000个单位时间，在下表统计报告中，可以比较出它们的不同：

数据显示：固定式输送链比队列式输送链的移动时间要长，阻塞时间长，不过，队列式输送链多送了20个部件，这是因为它在机器不能处理的时候依然能容纳部件，而固定传送机则拒绝了20个部件。

七、总结

通过对输送链模型的深入研究，我更加深入地了解了Witness仿真软件的伟大。在研究阶段，我还深入研究了另外两个系统仿真软件，一个是Anylogic软件，一个是Flexsim软件。这三个比较，各有所长。但是Witness软件是以用于离散时间系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。也就是用工業工程来做生产流程分析的。使用此软件，可以不断模拟现实操作流程并进行不断的假设优化。