[课程]实验三Flexsim流体教程

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实验三 Flexsim流体教程

一(实验目的

学习Flexsim 流体。学习这些离散实体是如何相互影响、相互关联的，如何使用

它们建立模型。利用流体建立模型需要更加注重细节，所以在你开始学习流体之前，你应该感到使用其他实体建立模型还是比较舒服的。

二.实验内容:

(1)怎么样使用Flexsim 模拟流体物质

(2)如何将实体转换成流体物质

(3)如何运输与储存流体物质

(4)如何在流体储存箱上使用液位标记(level marks)来控制液体流动。

(5)如何将流体物质混合

(6)如何将流体物质转换成临时实体

三.理论知识

流体模型

在这个模型中，一个操作员会将两种不同材质的箱子搬进模型。这两种箱子分别被转化成液体，通过输送管道(Pipe)运输至两个液体储存箱(Tanks)里面。两种液体由储存箱再输送至一个混合器(Mixer)中，混合器将两种液体混合在一起，生产出一种新的产品。这种新产品被输送到液体处理器(流体处理器)里，在通过实体转换器转换成实体，经过传送带，到达吸收器。模型中的液体单位为加仑，时间单位为秒。

流体模型数据

Flowitem 到达速率: exponential(0,10) seconds 流体转换器的最大容量: 20 加仑

单个实体转换成的流体量(流体转换器): 10 加仑/实体向储存箱输送液体的输送管的最大容量: 20 加仑运输率(流体转换器至储存箱): 2 加仑/秒储存箱的最低标记: 1 加仑

储存箱的最高标记: 45 加仑

向混合器输送液体的输送管(pipe)的最大容量: 10 加仑输送率(储存箱至实体转换器): 1 加仑/秒

混合步骤:

步骤1: 物质类型1, 无延迟

步骤2: 物质类型2, 10 秒延迟

混合方式:

物质类型1: 10 加仑, 步骤1

物质类型2: 20 加仑, 步骤2

实体转换器的最大容量: 10 加仑

转换成一个实体的流体量(实体转换器): 10 加仑/实体

另:新概念-Flexsim 术语

在建立模型之前，理解最基本的Flexsim 流体系统术语是非常有帮助的。

流体(Fluid):任何无法用离散临时实体模拟的物质。非常典型的就是，以重量或者升为单位的，很难使用临时实体来模拟的物质。因为使用流体的概念，就可以实现任何测量单位(比如半加仑)的物质流动了。换句话说，如果要想移动半个临时实体就不是那么容易了。流体物质还可以模拟临时实体因为数量太多而不能实现模拟的实体。例如:灌装生产线上的成千上万的瓶子，如果一个临时实体代表一个瓶子，在点击运行的时候，模型的速度将会非常慢。但是，流体就可以用来模拟这些瓶子，而不用担心使用临时实体模拟时会出现的模型运行速度慢的事情。

流体实体:Flexsim 总共设计了11 个实体，来对流体物质进行控制。其中9 个实体和Flexsim离散实体是没有任何关系的，是不能结合的，但是另外两个可以用来在流体实体和离散实体之间进行转换的。 Tick: 流体实体是根据设置的时间间隔发出和接收物质的。这种间隔就叫做“ticks”。在每个Tick 将要结束时，流体实体开始计算在这期间它们发出和接收多少物质。

Tick 时间:每个Tick 的时间长度。建模者可以将Tick 时间值设置成最适合它们的模型的值。Tick 时间越短，模型可以也就越精确，但是也有可能时间越短，模型的运行速度也就越慢。时间值越长，模型的运行速度越快，但是需要付出不精确的代价。模型的最佳速度与精确度是有建模者来决定。速率:物质进入或者离开实体的最快速度。通常，流体实体既有输入速率，也有输出速率，它们是分离的两种类型。只有几个实体，物质的输入速率会影响到输出速率。对于这些实体，建模者是没有机会编辑输出速率的。物质的实际输入速

率或者输出速率是以下一个因素为基础的:上游实体的输出速率，下游实体的输入速率，能够被输送的物质数量以及下游实体的空间大小。

实体速率:通过所有的输入端口，或者输出端口，物质能够进入或者离开一个实体的最大速率。所有实体都既有输入端口速率，同时也拥有输出端口速率。如果，在Tick 结束前，实体已经测出它的输送，或者输入物质量已经达到最大实体

速率，这时实体就不会接收或者输出更多的物质了，即使个别端口还没有用于输出或者输入。

端口速率: 任何一个端口允许物质进入或者输出的最大速率。通常实体的输入、输出端口拥有不同的端口速率。所有的输入端口及输出端口都有端口速率。不能改变端口速率从而改变单个端口。

端口比例因子:端口比例因子是用来改变单个端口的端口速率的一个数字。每

个输入端口和输出端口都拥有一个默认的端口比例因子。每个端口的端口比例因子乘以最大的端口速率，得出端口的实际最大速率。

四、实验步骤

第一步:模型布局与连接

在库窗口上方的列表中，选择“流体实体”，打开库。从库中拖拽出以下实体，从而开始这课的学习。

(1)2 个发生器，起名为发生器1 和发生器2 (离散实体)。 (2)一个操作员命名为操作员(离散实体)。 (3)2 个流体转换器命名为流体转换器1 和流体转换器2 (流体实体)。

(4)2 个输送管命名为输送管1 和输送管2 (流体实体)。 (5)2 个流体储存箱命名为流体储存箱1 和流体储存箱2 (流体实体)。

(6)在添加两个输送管命名为输送管3 和输送管4 (流体实体)。

(7)1 个流体混合器,命名为流体混合器(流体实体)。 (8)1 个流体处理器，命名为流体处理器(流体实体)。 (9)1 个实体转换器命名为实体转换器(流体实体)。

(10)1 个传送带命名为传送带(离散实体)。

(11)1 个吸收器命名为吸收器(离散实体)。? 将实体布局如下。

一旦创立了所有的实体，并把它们安置在了理想的位置，你就可以进行连接了。流体实体的连接方式与离散实体的链接方式一样:使用A 键，建立输入/输出端

口连接，S 键进行中间端口。

? 将实体进行连接，创建加工路线，从发生器1 至流体转换器1, 从流体转换器

1 至输送管1，从输送管1 至储存箱1, 从储存箱1 至输送管3，从输送管3 至

流体混合器，连接后，显示如下。以发生器2 为连接起始点，同样的链接对应实体的方式创建一条并列的加工线。

? 为了发生器能够利用操作员将临时实体输送至流体转换器, 需要在每个发生器与操作员之间创建一个中间端口。

? 从流体混合器连接至流体处理器, 从流体处理器连接至实体转换器, 从实体转换器连接至传送带, 从传送带连接至吸收器。

第二步:配置发生器

发生器的默认间隔到达时间(inter-arrival time)对于这个模型来说设置是合理的。两个发生器需要命令操作员将临时实体输送至流体转换器。? 双击发生器1，打开属性窗口。点击临时实体流选项卡, 选中使用运输工具复选框。

? 点击确认按钮，关闭属性窗口。

? 对发生器2，重复以上操作。

第三步:设置实体的颜色

当创建了所有实体后，根据不同的种类，实体会出现不同的颜色。根据实体所加工的物质类型，将实体加上不同的颜色是非常有必要的。在这个模型中，共有两条加工线，每条加工线都包含有一个流体转换器, 一个输送管, 一个储存箱和另一个输送管. 通过属性GUI，我们将一条加工线上的这四个实体的颜色改成蓝色，另一条线上的这四个实体改成红色。这样，在模型运行的时候，实体就可以变成设定的颜色。

? 双击流体转换器1，打开其属性窗口，点击常规选项卡。? 点击颜色模块紧邻的按钮。弹出颜色窗口。从选项中选择蓝色，然后点击确

认，关闭窗口。

? 对以上提到的其他实体重复以上操作，把另一条加工线设置成红色，而不是蓝

色。

第四步:配置流体转换器

下一步是对流体转换器进行配置，使每个进入的临时实体都被转换成一定量的流体物质。

? 双击流体转换器1，打开属性窗口。在流体转换器选项卡上,将每个临时实体的

离散单位数改成10。这种配置是告诉流体转换器实体，每个临时实体需要创造出10 加仑的流体。

? 改变最大实体速率和最大端口速率为2。

将最大容量改为20。?

? 点击确认，保存修改，然后关闭属性窗口。? 对流体转换器2 重复如上操作。

第五步:配置输送管

与两个流体转换器连接的两个流体管道是下面需要进行配置的实体。建模者不能对输入速率和输出速率进行设置。输出速率是以物质接收的实际速率为基础的。

? 双击输送管1 打开属性窗口。

? 在输送管选项卡上, 设置最大流动速率为2, 最大容量为20。这能保证物质会

在流体管中停留一段时间，但是不会是很长的时间。.

第六步:配置流体储存箱

输送管现在最大输出速率为2，但是输送管的最大输入速率为1. 如果不改变这些速率值，在模型运行过程中，储存箱的速率就会启动(应为两个值进行比较，它的值较小)。输送管将不能以你设置的速度将物质输送到储存箱。所以需要改变储存箱的速率。

? 双击流体储存箱1 打开属性窗口。在储存箱选项卡上, 在输入端口模块中, 将

最大实体速率和最大端口速率修改为2。

第七步:下一组输送管定向与设置尺寸

为了使连接储存箱和混合器的输送管对准混合器，需要根据实体放置的位置，对输送管需要进行适当的调节。同样，调节进行时，变化是可视的，输送管的尺寸以及布局都不会影响它们的运行。使用布局选项卡调节你的模型中的输送管，使模型看起来更漂亮。输送管的最大容量目前对于这个模型来说太大。

? 双击输送管3，打开属性窗口。在输送管选项卡上，将实体的最大容量改为10。这能保证离开储存箱的物质可以花费很短的时间达到混合器。

第八步:设置混合器的步骤及处方表

现在需要对流体混合器进行配置，使它能够将收到的不同物质混合成一种新的物质。配置可以通过修改流体混合器的属性窗口中，步骤选项卡上的两个表格完成。建模者可以使用步骤选项卡上的混合器步骤表格定义一系列混合器在加工产品时，必需遵循的步骤。在这个模型中，混合器步骤表格需要两个步骤。在步骤一中，混合器应该从第一个输入端口中接受10加仑的第一种物质。然后从第二输入端口中吸入20 加仑的第二种物质。

第九步:检查流体处理器

流体处理器的默认值对于这个模型来说是合适的。它从输入端口1 接收物质，加工一段时间后，发送至输出端口1。加工时间的多少是以建模者在属性窗口中，流体处理器选项卡上设置的最大容量及最大输出速率为基础的。可以通过设置不同值，来查看它们是如何影响模型运行的。如果想要流体处理器的指示工具出现在实体的前方，可以像设置混合器一样，将Y值设置为1，像前一步一样。

第十步:配置实体转换器

实体转换器被放置在生产线的末端，作用是将来自于流体处理器的流体物质，转换成离散实体。要得出用多少流体实体，才能制造出一个离散实体，需要将单个离散单位的流体量的值乘以单个临时实体的离散单位的值。在这个模型中，10 加仑的流体物质，将会形成一个离散实体。

? 双击实体转换器打开属性窗口。在实体转换器选项卡上, 在临时实体输出模块下, 将单个离散单位的流体量改变成10。

? 在实体转换器选项卡上, 将最大容量改为10。也就是说这个实体在任何时候，只能收集足够用于产出一个实体的物质。如果这个值高于10，实体转换器实体就会像暂存区，在你模型中储存很多的临时实体。第十一步:重置、运行模型? 重置、保存模型。