物流讲坛第三讲:Flexsim系统仿真软件的功能特点 从第三讲开始依次介绍物流仿真领域应用最广的一款 软件Flexsim的功能特点,建模方法,以及应用案例. ,Flexsim系统仿真软件简介Flexsim是一款通用离散仿真软件,被用来对若干不 同行业不同系统进行建模和仿真.据粗略估计,世界 500 强企业中的一半为Flexsim的客户,包括通用磨坊食品 公司,戴姆勒克莱斯勒,可口可乐,波音公司,通用汽 车,佳能,IBM,三星,富士康等一些着名企业.物流行 业包括FedEx,DHL,LSl 物流,德马泰克,AE 等一些着 名物流或物流设备企业. Flexsim是一套集计算机三维图像处理技术,仿真技 术,人工智能技术,数据处理技术为一体,为制造,物流 等领域服务的软件产品.运用Flexsim系列仿真软件,可 在计算机内建立研究对象的系统三维模型,然后对模型进 行各种系统分析和工程验证,最终获得优化设计和改造方 案.用此软件,可以快速确定物流设备导入方案或3D 标演示方案,提高中标率;验证物流项目的可行性;提供改善和管理的基本数据,降低运营成本. Flexsim是新一代离散事件系统仿真的有效工具.面 向对象的建模方式使得建模过程更为快捷,只需通过图形 的拖动和必要的附加程序就可以快速地建立起系统的模 型.软件提供了丰富的物理单元,如处理器,操作员,堆 垛机,货架等,大大方便了用户的建模.所建立的物理仿 真模型可以用三维动画方式表现出来.三维动画模型形 象,生动,逼真地表现出整个物流系统,为物流中心的规 北京创时能科技发展有限公司周向阳 划设计或改造提供了有效的可视化手段. 目前,Flexsim软件已经在物流领域里成功地进行了 多种系统的建模与仿真分析,如配送中心的拣选仿真,仓 储出入库仿真,产品仓库分拣仿真,生产物流系统仿真, 集装箱码头仿真,机场物流,方真等. Flexsim研究的对象多是复杂的多目标系统. Flexsim将众多目标的不同参数组合的运行结果输出后供分 析者比较,选取较优的参数组合.由于Flexsim提供了逼 真的图形动画显示,完整的运作绩效报告,并通过模型运 行给分析者提供了各种方案相关的大量反馈信息,因此分 析者可以在较短的时间内对各种方案的优劣进行比较,对 各种预选方案做出评估. 使用Flexsim可以达到以下效果: (1)提高资源(设备资源,人力资源,资金资源) 的利用率: (2)减小等待时间和排队长度; (3)有效分配资源: (4)消除缺货问题: (5)把故障的负面影响减至最低: (6)把废弃物的负面影响减至最低: (7)研究可替换的投资概念: (8)决定零件经过的时间: (9)研究降低成本的计划; (1O)建立最优批量和工序排序; (11)解决物料发送问题: 2010 葡丽物流讲坛(12)研究设备预置时间和改换工具的影响: (13)优化货物和服务的优先次序与分派逻辑; (14)在系统全部行为和相关作业中训练操作人 (15)展示新的工具设计和性能;(16)管理日常运作决策: (17)从历史运行中得到经验和教训. 二,Flexsim系统仿真软件功能特征 1,建模功能 1)Flexsim建模是直接从三维开始的,无须转换. 目前市场上的大多数仿真软件产品要求用户在二维环境 中建模,待模型完成后,转换成三维,转换操作繁琐而 且三维效果差. 图1AutoCAD 的平面布置图上直接建立3D 模型 2)Flexsim用拖放图形方法建立模型,Flexsim提供 有固定类实体库,执行类实体库,流体类实体库,以及 用户实体库.建模时将相应的实体拖放到模型窗口的指 定位置,操作简单. 3)Flexsim提供的实体具有相当的柔韧性,实体的 参数设定可适应于不同层次的使用者,对于初中级使用 者,Flexsim提供了物流业常见策略,用户只需要选择和 修改数据,就可以实现先进先出,先进后出,随机出 入,百分比出入,统计概率出入,最长队列出入,最短 队列出入,按品种出入,按标签出入等出入库策略,无 需编程.而对于高级使用者,可以直接用VC++编程,实 现更复杂的有特殊需求的出入库策略,每个实体都有 VC++编程接口. 4)Flexsim应用深层开发实体,这些实体代表着一 l2o10 定的活动和排序过程.每一个实体都有一个坐标(,y,z),速度(,y,Z),旋转()(,y,z)以及一个动态行 为(时间).实体可以创建,删除,而且可以彼此嵌套移 动,它们都有自己的功能或继承来自其他实体的功能. 这些实体的参数可以快速,轻易,高效地把任何制造 业,物流业,甚至一般商务流程的主要特征描述出来. Flexsim中的实体参数可以表示几乎所有存在的实物 对象.像机器,操作员,传送带,叉车,仓库,交通 灯,储罐,箱子,货盘,集装箱等等都可以用Flexsim中 的实体表示,同时数据信息也可以轻松地用Flexsim丰富 的实体库表示出来.用户通过实体编辑器能轻易地建立 新的实体或修改现有的实体,允许用户添加个性化功能 和接口. 5)由于Flexsim具有树状结构且功能齐全的实体 库,FIesim可以让用户使模型构造更具有层次结构.在 组建客户实体的时候,每一组件都使用了继承的方法, 节省了开发时间.另~I"Flexsim中的实体都是开放的,因 此这些实体可以在不同的用户,库和模型之间进行交 2,仿真分析功能1)Flexsim可以用试验的形式来仿真假定的情节, 而且它可以自动运行并把结果存在报告,图表中.可以 利用预定义和自定义的行为指示器,像生产量,研制周 期,费用等来分析每一个情节.而且也可以将结果导入 到别的应用程序像Excel 等,利用ODBC(开放式数据库连 接)gnDDEC(动态数据交换连接)可以直接输入仿真数据. 2)Flexsim在模型运行过程中记录了所有设备的所有 状态(工作,等待,阻塞,故障等)的时间数值,以及 设备加工产品的个数,用户可以自由组合和输出由这些 数据组成的报表.提供包括设备利用率,单条模型生产 线的加工总能力,单个设备~)JnT 能力,设备状态的时 长及时间比例,模型瓶颈分析等统计分析功能. 图3Flexsim提供的设备状态饼图 3)Flexsim提供平面和立体饼图,柱状图,折线图, 海图,以及甘特图等多种图形图表,支持数据与图表混 合的统计报表. 4)优化模块Optquest 完全集成于Flexsim中, Optquest 用于仿真优化,即找寻一组最佳的参数值(或 决策变量值),以使得目标函数最优,在仿真模型中执 行优化功能. 5)统计分析功能.自带随机变量发生器,能容易地 建立近似于现实系统的数学模型.提供了20 种以上的统 计分布函数.集成了ExpeGFit,具有拟合统计分布函数的 功能. 3,可视化功能 1)Flexsim把所有最新的虚拟现实图形整合在个人计 算机上.如果是扩展名为3DS,VRML,DXFgnSTL 维图形的话,可以直接导入Flexsim模型中.Flexsim也是世界上为数不多的支持Google3D 仓库图形的仿真软件之 2)Flexsim所有模型均建立和运行于耀眼的彩色三维中,采用了与先进的视频游戏相同的虚拟现实技术. 通过—行漫游模块",用户可随镜头漫游整个模型运行状况.可以任意使用全景,局部放大,侧面, 反面等漫游技巧. 多个窗口可以设置不同的视角,仿真运行时,以便同时观察系统的各部分,实现模型的规模化展现. 4,外围接口的功能 1)Flexsim完全与 VC++相结合,能够链接到任何 ODBC 数据库(像Oracle,SQLServer 或Access)和大众 数据结构文件(如text,Excel,或Word). 2)使用COM组件可远程控制Flexsim,你可以用大 众化语言,~.nVB,C4-+,JavaScript,C 样等等来创建 对象(Objects).COM允许在两个应用程序之间更好的交 换信息,从而使客户端应用程序可以直接检索仿真运行 的信息等等,即从ERP,WMS 等物流软件直接操控 Flexsim仿真模型. 3)Flexsim可获取PLC 数据,支持用PLC 直接控制虚 拟模型,验证控制逻辑.这个技术被广泛应用于自动立 体仓库的控制逻辑验证. 5,运动学的功能 运动学功能允许一个对象同时实现多个移动操作, 在每个运动方向都有加速度,减速度,起始速度,结束 速度以及最大速度等属性.Flexsim的运动学功能能实现 设备的动作,平移(水平运动,或垂直运动),或是旋 转运动,从而使模拟过程更接近真实. 地址:北京市海淀区上地信息路12 号中关村发展大厦 A202 电话:0086—10— 82780244 传真:0086—10—82898250 网址:WWW.csn—bjCOrn 2010