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任务 1.1 - 构建 3D 模型

2026-02-28 新闻来源:网淘巴 围观:908
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任务概览

FlexSim 的独特之处在于它赋予了你创建业务系统 3D 表示的能力。虽然其他仿真软件可以帮助你构建理论模型,但 FlexSim 让你能够以一种更具体、更易于理解和使用的方式来查看你的业务系统。请参阅使用 3D 对象的理由,以深入了解 3D 建模的好处。

在本教程任务中,你将学习在构建 3D 模型时,如何在 FlexSim 用户界面中导航的基础知识。你将获得 3D 模型界面中最重要的元素的实际操作经验,如下图所示:

步骤 1:向 3D 模型添加对象

构建 3D 模型的第一步是搭建你要仿真的业务系统的基本布局。你正在建模的客户服务中心有一个或多个客户服务代表的服务台。到达的客户通常会在窗口附近排队,直到有员工可以为他们服务。在这个仿真模型中,你还将模拟那些如果等待时间过长就会提前离开的客户。
要模拟所有这些不同的元素,你需要向 3D 模型中添加对象。对象是 3D 仿真模型的基本构建块。不同类型的对象在仿真模型中有不同的用途和功能。一些最常见的对象包括:

  • 流动项目 (Flow items):移动(或“流动”)通过仿真模型的对象,通常从一个站点(通常是固定资源)移动到下游的另一个站点。在此仿真模型中,流动项目将代表客户服务中心的客户。
  • 固定资源 (Fixed resources):在 3D 模型中保持静止并与流动项目交互的对象。每个固定资源执行特定的功能。此仿真模型将使用多种与客户交互的固定资源。
  • 任务执行器 (Task executers):可以在 3D 模型中移动并执行任务(如运输流动项目、操作机器等)的对象。现在,你不会在你的仿真模型中使用任何任务执行器。你将在教程的后面部分添加任务执行器。

请参阅3D 对象类型以获取更详尽的解释。
在本步骤中,你将首先向你的仿真模型中添加一些固定资源
表格
对象 (Object) 说明 (Explanation)
Source (源) 创建流动项目。你将使用源来创建客户,这代表他们到达客户服务中心。
Queue (队列) 队列存储流动项目,直到它们可以被发送到另一个对象。队列将代表客户服务中心的等待队列。
Processor (处理器) 处理器处理流动项目,通常模拟为时间延迟。处理器将代表帮助客户的员工。
Sink (汇聚) 汇聚从仿真模型中移除流动项目。你将使用汇聚来代表离开客户服务中心的客户。在这个模型中,你实际上将使用两个汇聚:一个代表满意的客户,一个代表不满意的客户(提前离开的客户)。
构建你的 3D 模型布局:

  1. 启动一个新的仿真模型。找到位于 FlexSim 中央窗格的 3D 模型区域。同时找到位于 FlexSim 左侧窗格的库 (Library)。
  2. 将以下对象从库中拖入 3D 模型:
    • 1 个 Source (源)
    • 1 个 Queue (队列)
    • 1 个 Processor (处理器)
    • 2 个 Sinks (汇聚)
    • 如果需要,移动对象,使它们的位置大致如下图所示。
  3. 点击 Source (源) 以选中它。请注意右窗格会更改为显示该对象的属性。在 Properties (属性) 标题下,你会看到一个显示对象名称的字段。你可以在这里编辑和输入对象名称。继续将名称从 Source1 更改为 Customers Arrive (客户到达)。

  4. 重复上一步,将所有对象重命名为如下:

表格
对象 (Object) 新名称 (New Name)
Queue (队列) Waiting Line (等待队列)
Processor (处理器) Service Desk (服务台)
Sink (汇聚) (靠近处理器的那个) Happy Customers (满意客户)
Sink (汇聚) (靠近队列的那个) Unhappy Customers (不满意客户)
当你完成后,你的 3D 模型应该看起来类似于下图:

步骤 2:连接 3D 对象

在本步骤中,你将连接 3D 对象,以便客户按适当的顺序从一个对象移动到下一个对象。换句话说,你将创建帮助项目从一个固定资源流向另一个固定资源的逻辑。在 FlexSim 中有几种不同的方法可以做到这一点(请参阅连接 3D 流以获取更多信息)。在本步骤中,你将学习如何使用端口连接 (Port Connections),因为这是最简单、最直接的方法。
在 FlexSim 中,端口 (Port) 是对象上流动项目可以从一个对象传输到另一个对象的点。端口连接是两个不同对象上端口之间的连接。端口创建对象之间的关系,使它们能够相互通信并交换流动项目。请参阅关于端口的关键概念以获取更多信息。
在本模型中,你将创建从 Customers Arrive (客户到达) 源到 Waiting Line (等待队列) 的输入/输出端口连接,以及从 Service Desk (服务台) 到 Happy Customers (满意客户) 汇聚的连接。你暂时将其他对象断开连接,因为你将在教程的后面部分使用不同的工具连接这些流。
创建这些对象之间的端口连接:

  1. 点击工具栏上的 Connect Objects (连接对象) 按钮 (图标为链条) 以打开菜单。选择 Connect Objects (连接对象) 进入连接模式。
  2. 当你处于连接模式时,你的鼠标指针将变为一个带有链条符号的加号:
  3. 一旦进入连接模式,你就可以将两个对象连接在一起。点击 Customers Arrive (客户到达) 源对象。(当你移动鼠标时,你会发现对象和光标之间会出现一条黄线。)
  4. 点击 Waiting Line (等待队列) 对象以创建两个对象之间的端口连接。
  1. 连接这两个对象后,你仍将处于连接模式。如果你想将另一个对象连接到队列,你可以保持在连接模式。但由于你已完成队列的连接,只需按 Esc 键退出连接模式。
  2. 你将再次开启连接模式,但这次你将使用一个快捷键。按住键盘上的 A 键,然后点击 Service Desk (服务台) 处理器,再点击 Happy Customers (满意客户) 汇聚以创建另一个连接。
  3. 松开 A 键以退出连接模式。

当你完成后,你的 3D 模型应该看起来类似于下图:

步骤 3:首次运行模型

在本步骤中,你将尝试在此时运行模型,以查看运行模型时会发生什么。现在你只需首次运行模型,但本教程的后续步骤将更深入地解释为什么以及如何运行模型。

  1. 按下模拟控制栏(位于主工具栏下方)上的 Reset (重置) 按钮。(按下重置会清除仿真模型并将其返回到初始值。)
  2. 按下 Run (运行) 按钮开始仿真,按下 Stop (停止) 按钮停止仿真。

此时,你将看到源(客户到达)创建流动项目(此时看起来像盒子)并将它们放入等待队列中。由于你尚未创建移动这些流动项目的逻辑,它们将简单地堆叠在队列内部,直到你停止仿真。

步骤 4:创建列表以跟踪客户

在上一步中,你学习了如何使用端口连接来连接对象流。在本步骤中,你将学习如何使用一种称为全局列表 (Global Lists) 的工具在固定资源之间创建更复杂的流。
在本模型中,流动项目将代表客户。当客户进入等待队列时,他们将被添加到一个等待客户列表中,该列表将跟踪客户等待了多长时间。服务台将首先帮助等待时间最长的客户。但是,等待时间超过 200 秒的客户会感到沮丧,并通过“不满意客户”汇聚离开。为了实现此功能,你将使用一个全局列表,该列表可以使用复杂的条件集来筛选和优先处理流动项目。(请参阅关于列表的关键概念以获取更多信息。)
在本步骤中,你将设置一个流动项目列表并将其命名为 WaitingCustomers (等待客户)。你将使用 Toolbox (工具箱) 来创建此列表,这是你可以访问 FlexSim 中几乎所有工具的地方。(请参阅使用工具箱以获取更多信息。)
当你创建列表时,首先需要设置其字段 (Fields)。字段决定了列表将跟踪哪些信息。默认情况下,项目列表带有四个默认字段,每个字段都有预编程的逻辑。这些字段仅是你可能想要在流动项目列表上拥有的字段类型的建议。你可以根据需要删除这些字段或添加其他预编程或自定义字段。
其中一个默认字段是 age (年龄) 字段,它跟踪自该流动项目由源创建以来经过的时间。虽然此字段可能适用于此列表的逻辑需求,但添加一个 ageInQueue (队列中年龄) 字段可能更准确。ageInQueue 字段跟踪项目在列表上停留的时间长度。换句话说,它将跟踪自客户加入等待队列以来经过的时间长度。你将在本步骤中添加此字段。
创建全局列表:

  1. 查看左侧窗格中库所在的位置。在此窗格的顶部附近,你会看到一个名为 Toolbox (工具箱) 的选项卡。点击此选项卡以打开工具箱。
  2. 在工具箱中,点击 Add (添加) 按钮以打开菜单。指向 Global List (全局列表),然后选择 Item List (项目列表)。新列表的属性窗口将自动打开。
  3. 在顶部的框中,将列表的名称更改为 WaitingCustomers (等待客户)。

  1. 打开 Fields (字段) 选项卡,点击 Add (添加) 按钮以打开菜单。选择 ageInQueue (队列中年龄)。新字段将显示在字段列表的底部。
  2. 点击 Delete (删除) 按钮以删除所有其他字段,因为它们是不必要的。
  3. 现在你将更改 ageInQueue 字段的名称以使其更具描述性。点击 Expression Field (表达式字段) 框,删除当前文本,并将其名称更改为 WaitTime (等待时间)。

  1. 在 Back Orders (回订单) 选项卡中,勾选 Reevaluate All Values On Push (在推送时重新评估所有值) 复选框。
  1. 按下 OK (确定) 按钮以保存更改。

你的新“等待客户”列表现在应该出现在工具箱的“全局列表”组下。

步骤 5:编辑模型的逻辑

在本步骤中,你将编辑 3D 对象的属性以创建仿真模型的基本逻辑。以下是对你将编辑的对象以及进行这些更改的原因的解释:
表格
对象 (Object) 说明 (Explanation)
Customers Arrive (客户到达) (源) 大多数 3D 模型都以创建将在 3D 模型中移动并与对象交互的流动项目的源对象开始。在此模型中,流动项目将代表来到客户服务中心的客户。

源将确定客户到达的频率。对于此模型,你将更改客户的到达率,以便客户大约每分钟到达一次。你将使用一种称为 指数 (Exponential) 分布的统计分布,在平均约为 60 秒的时间范围内随机计算到达率。

默认情况下,源创建看起来像盒子的流动项目。由于此模型中的流动项目代表客户,你将更改流动项目类别,使其看起来像一个人。
Waiting Line (等待队列) (队列) 你将设置此对象,以便客户(流动项目)一进入等待队列就添加到 WaitingCustomers (等待客户) 列表中。

你还将更改队列,以便客户形成一条线,而不是堆叠在队列内部。
Service Desk (服务台) (处理器) 此对象代表员工帮助客户所需的时间。因此,你将设置此对象,以便当它准备好帮助另一个客户时,从 WaitingCustomers (等待客户) 列表中提取第一位客户。

你还将设置员工帮助客户所需的时间。你将使用 log normal 2 (对数正态 2) 统计分布,以便帮助客户大约需要 92 秒。
Unhappy Customers (不满意客户) (汇聚) 汇聚从模型中移除流动项目。你将设置此汇聚,以便它在 WaitingCustomers (等待客户) 列表中搜索任何等待时间超过 200 秒的客户。它将提取符合此标准的任何客户并将其从模型中移除,代表客户感到沮丧并离开。
Happy Customers (满意客户) (汇聚) 你将使用此对象的默认设置,因此你不会对其进行任何更改。
向你的 3D 对象添加此逻辑:

  1. 点击 Customers Arrive (客户到达) 源以在右侧打开其属性。
    • 在 Source (源) 部分,点击 FlowItem Class (流动项目类) 菜单并选择 Man (人)。
    • 勾选 Arrival at time 0 (在时间 0 到达) 框,以便模型开始运行时立即有客户到达。
    • 请注意,Inter-Arrivaltime (间隔时间) 已设置为使用指数统计分布,客户随机到达,平均约为 10 秒。点击 Edit Properties (编辑属性) 按钮以打开分布选择器并编辑此分布的属性。在 Scale (比例) 框中,将数字更改为 60

      • 这个分布是什么意思?
      • 请注意,在此分布中,客户最频繁的到达率是 50 秒或更短,但有些人可能需要稍长或甚至长得多的时间到达。
  2. 点击 Waiting Line (等待队列) 以在右侧打开其属性。
    • 在 Queue (队列) 部分,点击 Item Placement (项目放置) 菜单并选择 Horizontal Line (水平线)。
    • 在 Output (输出) 部分,点击 Send to Port (发送到端口) 框旁边的箭头以打开菜单。指向 Use List (使用列表),然后选择 Push to Item List (推送到项目列表)。将出现一个框来选择适当的项目列表。确认已选择 WaitingCustomers 列表。

  3. 点击 Service Desk (服务台) 处理器以在右侧打开其属性。
    • 在 Processor (处理器) 部分,清除 Animate Items (动画项目) 复选框。
    • 点击 Process Time (处理时间) 框旁边的箭头以打开菜单。指向 Statistical Distribution (统计分布),然后选择 Log Normal 2 (对数正态 2) 以打开分布选择器。
    • 在分布选择器中,设置以下参数:
      • Location (位置): 90
      • Scale (比例): 3.1
      • Shape (形状): 0.5

      • 这个分布是什么意思?
      • 请注意,在图表中,大多数客户完成订单大约需要 91.5 到 93.5 秒,但有些人可能需要多一点或少一点。
    • 在 Input (输入) 部分,勾选 Pull (提取) 复选框。
    • 点击 Strategy (策略) 框旁边的箭头以打开菜单。指向 Use List (使用列表),然后选择 Pull from Item List (从项目列表提取)。
    • 确认已选择 WaitingCustomers 列表。在 Query (查询) 框旁边,点击 Add (添加) 按钮以打开菜单。指向 ORDER BY (排序依据) 并选择 WaitTime (等待时间)。
    • 编辑查询,将 ASC (升序) 更改为 DESC (降序),因为你想提取等待时间最长的客户。
  4. 点击 Unhappy Customers (不满意客户) 汇聚以在右侧打开其属性。
    • 在 Input (输入) 部分,勾选 Pull (提取) 复选框。
    • 点击 Strategy (策略) 框旁边的箭头以打开菜单。指向 Use List (使用列表),然后选择 Pull from Item List (从项目列表提取)。
    • 确认已选择 WaitingCustomers 列表。在 Query (查询) 框旁边,点击 Add (添加) 按钮以打开菜单。指向 WHERE (在哪里) 并选择 WaitTime (等待时间)。
    • 编辑查询,将其更改为 > 200
  5. 现在你已完成编辑 3D 对象属性,请考虑保存你的模型。

步骤 6:运行和测试仿真模型

在本步骤中,你将再次运行你的仿真模型。运行仿真模型是仿真模型构建过程中的重要步骤。在模型构建的早期阶段,它帮助你测试和排查模型故障,以确保你正确构建了模型。请参阅运行仿真模型以获取更多信息。

要运行模型,请按下模拟控制栏上的 Reset (重置) 按钮。按下 Run (运行) 按钮开始仿真,按下 Stop (停止) 按钮停止仿真。


当你首次运行模型时,服务台中会立即出现一名客户。逐渐地,更多的客户会出现并在等待队列队列中形成一条线:
如果您的仿真模型没有表现出类似的行为,或者如果您收到错误消息,请仔细检查您是否正确执行了所有上一步骤。
此外,目前的 3D 视觉效果可能看起来有点奇怪和不自然。请注意,在早期的模型构建阶段,你更关注于构建基本模型并确保其正常工作,而不是使其看起来逼真。在未来的教程任务中,你将学习如何改进 3D 模型的视觉效果,使其看起来更自然。
当你在教程的下一步中工作时,以比默认速度更快的速度运行仿真模型可能会有所帮助。以全速运行仿真模型以从模型中获取代表性数据也可能有所帮助。由于客户服务中心的典型一天持续 12 小时,你将设置仿真运行 43,200 秒(相当于 12 小时)。
更改仿真运行的速度和停止时间:

  1. 点击模拟控制栏上 Run Time (运行时间) 框旁边的箭头以打开菜单。
  2. 勾选第一个 Stop Times (停止时间) 复选框,并在下方的框中输入 43200
  1. 点击模拟控制栏上 Run Speed (运行速度) 框旁边的箭头。
  2. 在 Custom (自定义) 框中,输入 1000 并点击 Set (设置) 按钮。
  1. 再次尝试运行模型,以查看这如何影响仿真运行













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