图1 模型逻辑结构图
单品种零件库存管理系统Witness仿真设计及优化
一、案例说明
某企业进行单品种产品的储存和销售，库存采用实时订货点（ROP）控制，系统利用库存来满足顾客的需求。该系统的具体描述如下：
1）ROP=4，当库存量小于订货点ROP时，仓库立即提出新的订货要求，订货量为ROQ=20;
2）订货提前期为均匀分布IUNIFORM（25，35），所有时间单位：天。
3）需求—领料单的到达时间服从泊松分布POISSON（10），订货数量为Iuiform(1,3)。
4）如果库存为0，那么领料单排入队列等待，直到产品到货，即缺货需补足。
5）库存初始值为0，领料单数目为0。
该模型的仿真目的主要是：
进行10000天仿真，统计仓库平均库存水平、领料单平均等待时间；
优化：采取措施，使客户需求（领料单）平均等待时间低于20%。
模型的逻辑结构图如图1所示，Witness仿真模型下载：
图1 模型逻辑结构图
二、模型设计
2.1 模型仿真模型界面
模型最终界面如图2所示：
图2 模型最终界面
2.2 建模元素说明
该系统中有2个临时实体：需求领料单（DmdBill），产品（Product）。3个永久实体是需求队列，仓库，和发货台(负责满足需求订单）；另外设置了一个虚拟实体：订购机器（OrderMach），用于实现采购功能。
为了实现当库存量低于ROP时，同时没有在途产品时，发出采购订单，设置了一个变量CanOrder，当该变量等于1时，OrderMach需要采购；否则OrderMach不采购。
具体元素如表1所示。
表1 模型元素说明
2.3 元素可视化设计
（1）Part元素可视化设计
Dmdbill元素和product元素主要对其name属性和icon属性进行可视化设计，按照图1所示，dmdbill元素选择绿色圆形图案，product元素选择红色圆形图案。
（2）Buffer元素可视化设计
Buffer元素包括需求队列和仓库。仓库元素主要对name属性、rectangle属性和part queue属性进行可视化设计，需求队列元素主要对其part
queue属性、line属性和那么属性进行可视化设计。具体设计内容如图1所示。
（3）Machine元素可视化设计
Machine元素中只对发货台进行可视化设计。包括name属性、icon（静态图标）属性、icon（动态图标）属性以及part
queue属性进行可视化设计。具体设计内容结合图1所示进行设计。
2.4 元素详细设计
（1）part元素详细设计
Part元素中，主要需对dmdbill元素进行详细设计。具体设置如图3所示：
图3 dmdbill元素详细设计
其中，点击“To…”按钮，输入：
PUSH to 需求队列
（2）machine元素详细设计
发货台的详细设计如图4所示：
图4 发货台详细设计
其中：
点击“from…“按钮，输入：
MATCH/ANY
需求队列 #(1) AND 仓库 #(1)
点击“To…”按钮，输入：
PUSH to SHIP
点击“actions on start”按钮，输入：
IF NPARTS (仓库) <= 4 AND CanOrder = 0
CanOrder = 1
ENDIF
注：
!CanOrder 是控制OrderMach订货，如果已经订货就不用再订。
!不然会发生重复订货的事件
Ordermatch元素的详细设计如图5所示：
图5 ordermatch元素详细设计
其中:
点击“from…“按钮，输入：
IF CanOrder = 1
PULL from Product out of WORLD
ELSE
Wait
ENDIF ！判断是否需要订货。
点击“To…”按钮，输入：PUSH to 仓库
点击“Actions on output”，输入：CanOrder = 0
三、 系统仿真结果分析
在一次仿真随机实验，运行10000天后，获取相关统计报表如下：
表一 Part类型元素统计报表
表二 Buffer类型元素统计报表
表三 Machine类型元素统计报表
从以上三个统计报表中，可以看出：
（1） 需求平均等待时间为：0.69天；
（2） 产品的平均库存水平为：8.83；
（3） 总的满足需求量为1930；
四、优化
为了使得需求的平均等待时间降低10%，即使得平均等待时间降至0.69*（1-20%）=0.55天，假设使用了如下方式来解决：
提高ROP为5；
（1） 进行仿真实验后，可以获得需求平均等待时间降为0.41，比原来的等待时间降低了（0.69-0.41）/0.69=40%；
（2） 产品平均库存水平上升为：9.64，比原库存水平提高了(9.64-8.83)/8.83=9.1%。