《建模与仿真》课程设计

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1、《建模与仿真》课程设计题目项目组编号专业班级08工业工程班项目组成员文档编制日期2011.06指导教师态度（20%）报告(50%)答辩(30%)总评：1.引言11.1设计目的11.2项目背景11.3应用现状11.3.1文献一11.3.2文献二11.3.3文献三21.4设计内容与方法21.4.1项目系统所使用的工序：21.4.2生产流程为：22.仿真建模22.1建模假设条件22.2模型设计过程32.2.1所建模型：32.2.2仿真建模过程：32.3有效性验证133仿真分析143.1基本方案运行结果及分析143.2其他方案设计233.2.1第一个改进方案233.2.2第二个方案24

2、3.3与基本方案比较结果分析273.3.1原模型的结果：283.3.2第二次模型结果：283.3.3最后模型结果：284结论295总结29291.引言1.1设计目的本项目仿真设计通过系统仿真来了解某纸箱制造厂作业的瓶颈站的使用率，生产线的投料率、在制品生产周期与生产效率的关系，为纸箱制造厂内现场管理提供参考。通过仿真建模得出3种产品的生产周期和总体的平均生产周期、月产能机器利用率等数据。所以本文运用相关知识，基于extendsim仿真软件，针对该制造厂制造动态过程系统进行仿真，用以发现系统中存在的问题，提出相应的解决和优化方案。仿真的目的是了解仿真的角色及其在系统之中的应用；了

3、解仿真模型构建形式；认识extendsim仿真软件基本构件及操作；透过仿真软件深刻了解系统模拟的过程；学习如何透过仿真软件进行资料收集及分析的工作1.2项目背景目前，在生产制造、物流、服务等诸多行业中应用系统仿真技术解决实际问题的需求越来越强烈，同时，随着现代现代给予可视化建模的仿真软件的出现和普及，利用仿真方法辅助决策也越来越方便。我们的项目是利用软件extendsim对纸箱制造厂制造专业流程仿真优化，这样能够提高机器利用率，月产能等，解决生产瓶颈，从而提高企业的生产效率，带来更多的收益。1.3应用现状1.3.1文献一缩短研发时间和成本是建模与仿真技术给制造业带来的最直接的效

4、果。建模与仿真技术能通过现有的知识对产品实现过程作出可靠的预测，大大促进了产品设计、过程设计、过程运行，甚至企业管理水平的提高。摆脱了以往设计－物理试验－修改的产品开发过程，在产品设计阶段利用建模与仿真工具在虚拟环境下优化产品和过程设计，大大缩短产品开发周期，降低开发成本。例如，在飞机工业中，美国的波音公司利用建模与仿真工具，完全利用三维建模技术进行设计的波音777喷气式客机，设计使用了数字化预装配和并行协同工程技术，无须建立物理样机模型，大大减少了设计更改和错误量，确保了产品量，显著降低了成本，缩短了研发时间。根据美国科学研究院工程技术委员会的测算【6】,建模与仿真技术可提高

5、产品质量5～15倍,增加材料出品率25%,降低工程技术成本13%～30%,降低人工成本5%～20%,提高投入设备利用率30%～60%,缩短产品设计和试制周期30%～60%等。参考文献：世纪制造业的建模与仿真技术熊光楞，范文慧（清华大学自动化系，100084）1.3.2文献二在仿真过程中,利用瓶颈分析器对生产瓶颈的问题进行分析,对等待、工作、堵塞、中断、暂停等统计,分析各个机床设备的工作状况。通过仿真,能及时发现问题,找出主要原因并对其中不合适的地方给予调整。为生产的实际运行参数提供了理论依据。本文以变速箱生产线为例,采用仿真技术对2种生产线设计方案进行了仿真分析,29为生产线的

6、设计优化和实际运行参数的选择提供了依据。该方法可以充分发挥生产线的生产能力、降低成本,提高效率,获得较好的经济效益,对实际生产具有重要的意义。参考文献：变速箱生产线的建模与仿真技术研究王红军（北京机械工业学院机械工程系,北京100085)1.3.3文献三计算机仿真目标1.建立真实系统的计算机模型.2.在工厂建立之前就运行它.计算机仿真的收益1）评估装备与流程设计的多种可能性2)提高工厂与资源的运行效率3)减少库存4)缩短产品上市时间5)提高生产线产量6)优化资本投资参考文献：在生产制造业中应用计算机仿真技术天津工业大学管理学院工业工程系　王亚超1.4设计内容与方法1.4.1项目

7、系统所使用的工序：图11.4.2生产流程为：E类纸箱：压线工作—印刷剪裁—堆高机—糊纸—包装B类纸箱：印刷剪裁—堆高机—糊纸—包装AB类纸箱：压线作业—印刷裁剪—堆高机—打钉—包装根据以上流程将3类纸箱的共同作业合并到一起，而不同的作业则分离开。按照流程所示设计好一整条生产流程，然后利用extendsim软件中的item模块库进行结构建模，以及value模块库进行仿真输出分析。运行模型找出模型的瓶颈和不足，在根据问题对模型优化得出最优解。2.仿真建模2.1建模假设条件（1）纸箱原料到达时间间