生产系统仿真

作者简介

生产系统研究的基本对象是生产系统的效率、质量、交期和成本，生产系统仿真则是对生产系统的各个组成环节建立仿真模型，通过仿真技术使系统性能优化、效率提升和浪费减少。系统仿真技术已经广泛地应用到生产系统各个领域。

周金平编著的《生产系统仿真——Plant Simulation应用教程》针对生产系统中的经典问题进行相关分析，并建立基于Plant Simulation的仿真模型及相应的优化算法。全书共分8章：第1章详细介绍生产过程中的波动对生产系统效率的影响，重点分析生产线暂存区对产出率的影响；第2章建立订单型制造企业生产线和装配线的物料配送仿真模型，并对其中关键参数进行优化；第3、4章对设施规划中的两种经典布置方法进行详细分析及建模，通过模型可以非常快速地得到最优布置方案；第5、6章全面系统地介绍生产计划调度的各类FSP和JSP问题的求解方法，并提出一些改进的算法，以配合仿真方法的运用；第7章针对人机作业分析，进行仿真建模；第8章对工厂的仓储、车间等作业场所进行相关物流仿真。

《生产系统仿真——Plant Simulation应用教程》可作为工业工程、机械工程、生产管理等相关专业的教材，适合高年级本科生和研究生使用。同时，本书内容非常适合高校建立创新性试验平台时使用，对从事生产系统仿真、生产计划与调度等的技术人员来说，本书更是一本难得的参考书。

书籍目录

第1章 流水线暂存区的仿真试验设计/1

1.1 Flow Shop暂存区模型/1

1.2 开始一个新项目/2

1.2.1 初始准备工作/2

1.2.2 建立基本生产线模型/3

1.2.3 设置模型的全局变量/4

1.2.4 Method编程/5

1.3 机器设备的故障率对产出的影响/7

1.3.1 修改模型/7

1.3.2 试验实施过程/8

1.3.3 回归分析/10

1.3.4 获取数据/10

1.3.5 瓶颈分析/11

1.4 加工时间波动的影响/12

1.5 加工时间、故障率对产出率的联合作用/14

1.6 暂存区的设置/16

1.6.1 新建一个模型层/16

1.6.2 25因子设计/17

1.6.3 多因子多水平因子设计/19

1.6.4 瓶颈工序暂存分析/20

1.7 加工时间波动、故障率和暂存区容量变化同时对产出率的影响/21

本章思考题/23

第2章 混流装配线物料配送仿真与优化/24

2.1 一般MTO企业混装线概述/24

2.2 建模前的准备工作/25

2.2.1 编辑动画图标/26

2.2.2 构建基本模型框架/28

2.2.3 清除原有模型对象/32

2.2.4 生成生产计划表/33

2.2.5 随机生成订单等数据/36

2.3 建立物料中转区/43

2.4 装配线及AGV配送路线建模/46

2.4.1 生成装配线模型的通用方法/48

2.4.2 生成装配线模型的调用方法/51

2.4.3 搬运小车AGV调度策略/54

2.4.4 仿真模型的初始化/58

2.5 AGV配送小车的优化/60

2.5.1 线边暂存区参数优化/60

2.5.2 搬运小车AGV参数优化/60

2.5.3 线边暂存区参数优化/63

本章思考题/65

第3章 工艺原则布置仿真建模/66

3.1 二次分配问题概述/66

3.2 开始一个新项目/68

3.2.1 在模型层添加对象/69

3.2.2 全局变量设置/70

3.2.3 从至表数据处理/70

3.2.4 从至表数据校核/72

3.3 仿真建模思路/73

3.4 建立QAP模型/75

3.4.1 定义机器序列表/75

3.4.2 定义零件加工顺序表/76

3.4.3 生成机器及其前置暂存区/77

3.4.4 调入策略和离开策略/79

3.5 布置设计的优化/80

3.5.1 排序问题的GA工具——GASequence/81

3.5.2 遗传算法向导——GAwizard/84

3.5.3 其他因素的考虑/87

3.5.4 某些机床的固定约束位置要求/87

3.6 多行布置设计问题的仿真优化/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 生成从至表/92

3.6.4 优化布置设计/99

3.6.5 优化结果分析/103

本章思考题/104

第4章 产品原则布置的仿真建模/106

4.1 开始一个新项目/107

4.2 模型工作流程/109

4.3 建立流水线平衡仿真模型/110

4.3.1 GASequence设置/110

4.3.2 SeqInit方法/111

4.3.3 GAOptimization设置/111

4.3.4 InitJobs作业初始化/112

4.3.5 Jobs作业任务编码/113

4.3.6 工站表的设定/115

4.3.7 Evaluation编码评估/115

4.3.8 适应度计算/118

4.3.9 Termination进程结束控制/119

4.3.10 运行GA优化/120

4.4 其他案例仿真/121

4.5 混合装配线平衡问题/122

本章思考题/123

第5章 流水车间生产排程仿真/124

5.1 Johnson启发式算法/125

5.1.1 新建一个模型层/125

5.1.2 Johnson算法的实现/126

5.1.3 Johnson算法仿真模型/129

5.1.4 使用甘特图工具/130

5.2 Palmer启发式算法/132

5.2.1 Palmer算法的仿真模型/133

5.2.2 建立Palmer算法的参数化仿真模型/135

5.3 基于遗传算法的FSP问题仿真建模/139

5.3.1 FSP问题的仿真模型/140

5.3.2 仿真模型参数调整/141

5.3.3 Taillard基准问题测试/144

5.3.4 基于GA的Taillard基准问题排程仿真/147

5.3.5 排程仿真模型的交互界面设计/150

5.3.6 用户界面封装/155

5.4 混合（柔性）FSP问题仿真建模/156

5.4.1 HFSP基本模型/158

5.4.2 基于GA和FIFS的HFSP求解/164

5.4.3 基于GA和SPT的HFSP求解/165

5.5 并行机调度问题仿真/170

5.5.1 最小化完工时间的并行机调度问题/170

5.5.2 最小化最大加权完工/拖期时间的并行机调度问题/184

5.5.3 带工艺约束的并行机调度问题/192

5.5.4 并行多机提前/拖期调度问题/200

5.5.5 允许机器空闲的并行多机提前/拖期调度问题/210

5.5.6 并行流水车间调度问题/212

本章思考题/213

第6章 作业车间生产排程仿真/214

6.1 基本方法/215

6.1.1 染色体编码/215

6.1.2 交叉算子的选择/216

6.1.3 启发式算法的遗传算子/216

6.2 Giffler-Thompson启发式算法/216

6.2.1 建立GT算法仿真模型/217

6.2.2 运行GT算法仿真模型/224

6.3 基于工序编码的JSP问题求解/225

6.3.1 构建仿真模型/227

6.3.2 构建改进OBR型遗传算法模型/231

6.3.3 仿真实例/236

6.4 基于工件编码的JSP问题求解/238

6.4.1 算法简介/238

6.4.2 构建仿真模型/239

6.4.3 运行仿真模型/241

本章思考题/243

第7章 人机作业分析的仿真/244

7.1 人机作业分析概述/244

7.1.1 操作者闲余能量分析/246

7.1.2 一人多机作业的经济性分析/247

7.2 人工装卸作业的仿真实现/247

7.2.1 Plant Simulation中的资源类对象/247

7.2.2 仿真模型基础工作/250

7.2.3 Method编程/252

7.2.4 物流对象设置/252

7.2.5 资源对象设置/253

7.3 一人两机作业分析的仿真模型/253

7.3.1 建立第二台机床仿真模型/254

7.3.2 两台机床的连接/254

7.3.3 运行一人两机模型/255

7.3.4 一人两机模型的完善/255

7.4 一人三机作业分析的仿真模型/257

7.4.1 建立第三台机床仿真模型/257

7.4.2 连接机床M2和机床M3/257

7.4.3 连接机床M3和机床M1/257

7.4.4 运行一人三机模型/258

本章思考题/259

第8章 仓储作业的仿真/260

8.1 仓储策略概述/260

8.2 建立简易仓储模型/262

8.2.1 全局变量定义/262

8.2.2 生成仓储货架层/264

8.2.3 生成模型基本对象/265

8.2.4 出入库操作Method/267

8.2.5 运行仿真模型/271

8.3 出入库操作界面/272

8.3.1 建立对话框模型/272

8.3.2 对话框模型方法/272

8.3.3 对话框界面设计/274

8.3.4 对话框功能Method/276

8.4 图表化仓储状态/279

8.5 PortalCrane对象的应用/281

8.5.1 PortalCrane对象简介/281

8.5.2 PortalCrane运载货物方式/284

8.5.3 完整的PortalCrane实例/287

8.6 机加工车间天车搬运物料仿真/290

8.7 拖挂车搬运仿真/294

8.7.1 建立PortalCrane仓储模型/295

8.7.2 生成拖挂车/296

8.7.3 装卸过程仿真/297

本章思考题/301

附录A 模型参数设置/302

A.0 在模型中内嵌参数设置/302

A.1 设计对话框窗口的外观结构/303

A.2 设计一个简单对话框/305

A.2.1 添加一个菜单和菜单命令/307

A.2.2 添加一个静态文本串/309

A.2.3 添加一个文本框/309

A.2.4 添加一个下拉列表/310

A.2.5 添加一个分组框/311

A.2.6 添加一组单选按钮/312

A.2.7 添加一个复选框/312

A.3 建立一个带标签页的对话框/313

A.3.1 添加标签控件/314

A.3.2 为标签控件添加一个标签页/315

A.3.3 添加一个列表框/316

A.3.4 添加一个列表视窗/317

A.3.5 添加一个按钮/318

A.3.6 添加图像元素/318

A.4 对话框项目的执行程序/319

A.5 交互式对话框的活动程序/321

A.6 使用Attribute Explorer设置参数/322

A.6.1 输入要进行参数化处理的对象/323

A.6.2 输入要查看或修改的属性/324

A.6.3 选择如何显示对象及其名称/325

A.6.4 对象及属性查询/327

参考文献/329

编辑推荐

周金平编著的《生产系统仿真——Plant Simulation应用教程》的一个显著特点是没有长篇的理论介绍，而是将理论分散到建模过程中讲述，是生产系统各领域的综合应用；应用工业工程的方法来提升生产线产出率，进行企业内部物流配送优化、车间布置优化、流水线平衡、生产计划与排程优化、人机作业分析和仓储仿真优化等经典工业工程问题的讲述与建模。    同时，为使读者更好地掌握Plant Simulation，本书建立的仿真模型除第1章外，所有模型均采用了参数化设计的思路，只需简单的修改和扩充，就可以在本模型基础上开发面向本科教学、研究生教学的仿真实验平台，也可以面向科研课题和企业实际应用进行快速扩充应用。

内容概要

周金平，广东工业大学工业工程教授

图书封面

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