內容簡介
生產系統研究的基本目標是生產系統的效率、質量、交期和成本，生產系統仿真則是對生產系統的各個組成環節建立仿真模型，通過仿真技術使系統性能最佳化、效率提升和浪費減少。系統仿真技術已經廣泛地套用到生產系統各個領域。
本書針對生產系統中的經典問題進行相關分析，並建立Plant Simulation的仿真模型及相應的最佳化算法。全書共8章：第1章詳細介紹生產過程中的波動對生產系統效率的影響，重點分析生產線暫存區對產出率的影響；第2章建立訂單型製造企業生產線/裝配線的物料配送仿真模型，並對其中關鍵參數進行最佳化；第3、4章對設施規劃中的兩種經典布置方法進行詳細分析及建模，通過本模型可以非常快速地得到最優布置方案；第5、6章全面系統地介紹生產計畫調度的各類FSP和JSP問題的求解方法，並提出一些改進的算法，以配合仿真方法的運用；第7章針對人機作業分析，進行仿真建模；第8章對工廠的倉儲、車間等作業場所進行相關物流仿真。
目錄
目 錄
第1章 流水線暫存區的仿真試驗設計 1
1.1 Flow Shop暫存區模型 1
1.2 開始一個新項目 2
1.2.1 初始準備工作 2
1.2.2 建立基本生產線模型 3
1.2.3 設定模型的全局變數 4
1.2.4 Method編程 5
1.3 機器設備的故障率對產出的影響 7
1.3.1 修改模型 7
1.3.2 試驗實施過程 8
1.3.3 回歸分析 10
1.3.4 獲取數據 10
1.3.5 瓶頸分析 11
1.4 加工時間波動的影響 12
1.5 加工時間、故障率對產出率的聯合作用 14
1.6 暫存區的設定 16
1.6.1 新建一個模型層 16
1.6.2 25因子設計 17
1.6.3 多因子多水平因子設計 19
1.6.4 瓶頸工序暫存分析 20
1.7 加工時間波動、故障率和暫存區容量變化同時對產出率的影響 21
本章思考題 23
第2章 混流裝配線物料配送仿真與最佳化 24
2.1 一般MTO企業混裝線概述 24
2.2 建模前的準備工作 25
2.2.1 編輯動畫圖示 26
2.2.2 構建基本模型框架 28
2.2.3 清除原有模型對象 32
2.2.4 生成生產計畫表 33
2.2.5 隨機生成訂單等數據 36
2.3 建立物料中轉區 43
2.4 裝配線及AGV配送路線建模 46
2.4.1 生成裝配線模型的通用方法 48
2.4.2 生成裝配線模型的調用方法 51
2.4.3 搬運小車AGV調度策略 54
2.4.4 仿真模型的初始化 58
2.5 AGV配送小車的最佳化 60
2.5.1 線邊暫存區參數最佳化 60
2.5.2 搬運小車AGV參數最佳化 60
2.5.3 線邊暫存區參數最佳化 63
本章思考題 65
第3章 工藝原則布置仿真建模 66
3.1 二次分配問題概述 66
3.2 開始一個新項目 68
3.2.1 在模型層添加對象 69
3.2.2 全局變數設定 70
3.2.3 從至表數據處理 70
3.2.4 從至表數據校核 72
3.3 仿真建模思路 73
3.4 建立QAP模型 75
3.4.1 定義機器序列表 75
3.4.2 定義零件加工順序表 76
3.4.3 生成機器及其前置暫存區 77
3.4.4 調入策略和離開策略 79
3.5 布置設計的最佳化 80
3.5.1 排序問題的GA工具——GASequence 81
3.5.2 遺傳算法嚮導——GAwizard 84
3.5.3 其他因素的考慮 87
3.5.4 某些工具機的固定約束位置要求 87
3.6 多行布置設計問題的仿真最佳化 89
3.6.1 多行布置模型 90
3.6.2 建立多行布置仿真模型 91
3.6.3 生成從至表 92
3.6.4 最佳化布置設計 99
3.6.5 最佳化結果分析 103
本章思考題 104
第4章 產品原則布置的仿真建模 106
4.1 開始一個新項目 107
4.2 模型工作流程 109
4.3 建立流水線平衡仿真模型 110
4.3.1 GASequence設定 110
4.3.2 SeqInit方法 111
4.3.3 GAOptimization設定 111
4.3.4 InitJobs作業初始化 112
4.3.5 Jobs作業任務編碼 113
4.3.6 工站表的設定 115
4.3.7 Evaluation編碼評估 115
4.3.8 適應度計算 118
4.3.9 Termination進程結束控制 119
4.3.10 運行GA最佳化 120
4.4 其他案例仿真 121
4.5 混合裝配線平衡問題 122
本章思考題 123
第5章 流水車間生產排程仿真 124
5.1 Johnson啟發式算法 125
5.1.1 新建一個模型層 125
5.1.2 Johnson算法的實現 126
5.1.3 Johnson算法仿真模型 129
5.1.4 使用甘特圖工具 130
5.2 Palmer啟發式算法 132
5.2.1 Palmer算法的仿真模型 133
5.2.2 建立Palmer算法的參數化仿真模型 135
5.3 基於遺傳算法的FSP問題仿真建模 139
5.3.1 FSP問題的仿真模型 140
5.3.2 仿真模型參數調整 141
5.3.3 Taillard基準問題測試 144
5.3.4 基於GA的Taillard基準問題排程仿真 147
5.3.5 排程仿真模型的互動界面設計 150
5.3.6 用戶界面封裝 155
5.4 混合（柔性）FSP問題仿真建模 156
5.4.1 HFSP基本模型 158
5.4.2 基於GA和FIFS的HFSP求解 164
5.4.3 基於GA和SPT的HFSP求解 165
5.5 並行機調度問題仿真 170
5.5.1 最小化完工時間的並行機調度問題 170
5.5.2 最小化最大加權完工/拖期時間的並行機調度問題 184
5.5.3 帶工藝約束的並行機調度問題 192
5.5.4 並行多機提前/拖期調度問題 200
5.5.5 允許機器空閒的並行多機提前/拖期調度問題 210
5.5.6 並行流水車間調度問題 212
本章思考題 213
第6章 作業車間生產排程仿真 214
6.1 基本方法 215
6.1.1 染色體編碼 215
6.1.2 交叉運算元的選擇 216
6.1.3 啟發式算法的遺傳運算元 216
6.2 Giffler-Thompson啟發式算法 216
6.2.1 建立GT算法仿真模型 217
6.2.2 運行GT算法仿真模型 224
6.3 基於工序編碼的JSP問題求解 225
6.3.1 構建仿真模型 227
6.3.2 構建改進OBR型遺傳算法模型 231
6.3.3 仿真實例 236
6.4 基於工件編碼的JSP問題求解 238
6.4.1 算法簡介 238
6.4.2 構建仿真模型 239
6.4.3 運行仿真模型 241
本章思考題 243
第7章 人機作業分析的仿真 244
7.1 人機作業分析概述 244
7.1.1 操作者閒余能量分析 246
7.1.2 一人多機作業的經濟性分析 247
7.2 人工裝卸作業的仿真實現 247
7.2.1 Plant Simulation中的資源類對象 247
7.2.2 仿真模型基礎工作 250
7.2.3 Method編程 252
7.2.4 物流對象設定 252
7.2.5 資源對象設定 253
7.3 一人兩機作業分析的仿真模型 253
7.3.1 建立第二台工具機仿真模型 254
7.3.2 兩台工具機的連線 254
7.3.3 運行一人兩機模型 255
7.3.4 一人兩機模型的完善 255
7.4 一人三機作業分析的仿真模型 257
7.4.1 建立第三台工具機仿真模型 257
7.4.2 連線工具機M2和工具機M3 257
7.4.3 連線工具機M3和工具機M1 257
7.4.4 運行一人三機模型 258
本章思考題 259
第8章 倉儲作業的仿真 260
8.1 倉儲策略概述 260
8.2 建立簡易倉儲模型 262
8.2.1 全局變數定義 262
8.2.2 生成倉儲貨架層 264
8.2.3 生成模型基本對象 265
8.2.4 出入庫操作Method 267
8.2.5 運行仿真模型 271
8.3 出入庫操作界面 272
8.3.1 建立對話框模型 272
8.3.2 對話框模型方法 272
8.3.3 對話框界面設計 274
8.3.4 對話框功能Method 276
8.4 圖表化倉儲狀態 279
8.5 PortalCrane對象的套用 281
8.5.1 PortalCrane對象簡介 281
8.5.2 PortalCrane運載貨物方式 284
8.5.3 完整的PortalCrane實例 287
8.6 機加工車間天車搬運物料仿真 290
8.7 拖掛車搬運仿真 294
8.7.1 建立PortalCrane倉儲模型 295
8.7.2 生成拖掛車 296
8.7.3 裝卸過程仿真 297
本章思考題 301
附錄A 模型參數設定 302
A.0 在模型中內嵌參數設定 302
A.1 設計對話框視窗的外觀結構 303
A.2 設計一個簡單對話框 305
A.2.1 添加一個選單和選單命令 307
A.2.2 添加一個靜態文本串 309
A.2.3 添加一個文本框 309
A.2.4 添加一個下拉列表 310
A.2.5 添加一個分組框 311
A.2.6 添加一組單選按鈕 312
A.2.7 添加一個複選框 312
A.3 建立一個帶標籤頁的對話框 313
A.3.1 添加標籤控制項 314
A.3.2 為標籤控制項添加一個標籤頁 315
A.3.3 添加一個列表框 316
A.3.4 添加一個列表視窗 317
A.3.5 添加一個按鈕 318
A.3.6 添加圖像元素 318
A.4 對話框項目的執行程式 319
A.5 互動式對話框的活動程式 321
A.6 使用AttributeExplorer設定參數 322
A.6.1 輸入要進行參數化處理的對象 323
A.6.2 輸入要查看或修改的屬性 324
A.6.3 選擇如何顯示對象及其名稱 325
A.6.4 對象及屬性查詢 327
參考文獻 329
