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使用Python和SimPy創(chuàng)建一個(gè)吉他工廠仿真

仿真是一種基于模型的活動。它通過對系統(tǒng)模型的試驗(yàn)達(dá)到分析與研究系統(tǒng)的目的。

仿真技術(shù)是再現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)行為、分析系統(tǒng)配置與參數(shù)是否合理、預(yù)測瓶頸工序、判斷系統(tǒng)性能是否滿足規(guī)定要求、為制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供決策支持。

在本文中，我們將使用SimPy來建立一個(gè)吉他工廠，介紹一些非常精彩的東西，你可以將這些用到你自己的仿真案例中。

1.SimPy

首先，什么是SimPy？SimPy文檔中將其定義為：“SimPy是基于過程的離散事件的標(biāo)準(zhǔn)Python模擬框架”。如果您沒有安裝SimPy，用下面的代碼進(jìn)行SimPy的安裝：

pip install simpy

2.吉他工廠

首先我們將從頭開始建立一個(gè)吉他工廠，從非常簡單的東西到更完善的仿真系統(tǒng)。在此示例中我們生產(chǎn)一種吉他，吉他的木質(zhì)主體分為兩部分：琴身和琴頸，這兩部分是分別生產(chǎn)的，但使用的都是相同類型的木材，然后將這些半成品送到給噴涂工序車間進(jìn)行噴涂。最后，將噴涂好的琴身、琴頸和電子元件組合在一起，從而完成一個(gè)吉他的生產(chǎn)。
我們先看看生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程圖：

先解釋一下業(yè)務(wù)流程：

有2個(gè)主要容器（庫存）：木材倉庫和電子元件倉庫。這些容器中有N單位數(shù)量木材/電子元件，這些原材料將在生產(chǎn)流程中使用。
琴身部件從木材倉庫取出1單位木材，生產(chǎn)成1個(gè)琴身，然后將其存儲在琴身倉庫中。琴頸也一樣，但是從1單位木材上得到2個(gè)琴頸。琴頸存儲在琴頸倉庫中，琴身和琴頸都在等待噴涂。
噴涂車間給琴身和琴頸上漆，然后將它們存儲在已噴涂的琴身倉庫（待組裝琴身倉庫）和已噴涂的琴頸倉庫（待組裝琴頸倉庫）中。
1個(gè)琴身和1個(gè)琴頸和1單位電子元件在組裝車間就組裝出來1個(gè)成品吉他，組裝完成后存放在成品倉庫中。
生產(chǎn)完成一定量的吉他成品，商店安排人來取貨。
當(dāng)木材或電子元件的原材料庫存低到一定水平時(shí)，會聯(lián)系供應(yīng)商進(jìn)行原材料供貨。T天后，供應(yīng)商送貨到達(dá)工廠的倉庫，原材料庫存增加。

3.循序漸進(jìn)仿真

1）簡單例子

我們從易到難，先看看最簡單的業(yè)務(wù)模型，琴身和琴頸車間分別從木材倉庫取1單位木材，分別生產(chǎn)出1個(gè)琴身和2個(gè)琴頸，放在成品倉庫中（我們暫時(shí)稱之為產(chǎn)品倉庫），如下圖：

代碼如下：

import simpywood_capacity = 1000initial_wood = 500dispatch_capacity = 500
class Guitar_Factory:    def __init__(self, env):        self.wood = simpy.Container(env, capacity = wood_capacity, init = initial_wood)        self.dispatch = simpy.Container(env ,capacity = dispatch_capacity, init = 0)

我們開始導(dǎo)入SimPy，之后創(chuàng)建Guitar_Factory類，并添加兩個(gè)容器（倉庫），一個(gè)是木材倉庫，最大庫存為上面設(shè)置的1000，初始化庫存為500，另一個(gè)是成品倉庫，最大庫存為上面設(shè)置的500，初始化庫存為0。注意env參數(shù)，這個(gè)是SimPy的一個(gè)環(huán)境，我們后面會說明。

現(xiàn)在我們創(chuàng)建琴身和琴頸的生產(chǎn)過程。

def body_maker(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.wood.get(1)        body_time = 1        yield env.timeout(body_time)        yield guitar_factory.dispatch.put(1)
def neck_maker(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.wood.get(1)        neck_time = 1        yield env.timeout(neck_time)        yield guitar_factory.dispatch.put(2)

我們創(chuàng)建兩個(gè)生產(chǎn)過程，該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：SimPy環(huán)境和guitar_factory類（注意guitar_factory與是我們定義的Guitar_Factory不的實(shí)例化）。過程是這樣的：

在仿真運(yùn)行期間，車間從倉庫取出1單位木材 guitar_factory.wood.get(1)
在車間加工，一段時(shí)間后env.timeout(body_time)，body_time定義為1個(gè)時(shí)間單位，將會產(chǎn)出一個(gè)琴身或琴頸，它模擬了車間的生產(chǎn)時(shí)間。
在該時(shí)間單位（在我們的示例中為1）過去之后，車間會將產(chǎn)出放入dispatch的容器（倉庫）中。琴身車間將用1單位木材制成1個(gè)吉他琴身，而琴頸車間將用1單位木材制成2個(gè)琴頸。

hours = 8days = 5#定義仿真的時(shí)間長度total_time = hours * days
env = simpy.Environment()guitar_factory = Guitar_Factory(env)
body_maker_process = env.process(body_maker(env, guitar_factory))neck_maker_process = env.process(neck_maker(env, guitar_factory))print('仿真開始：')env.run(until = total_time)print(f'倉庫Dispatch中分別有%d 琴身和琴頸的庫存!' % guitar_factory.dispatch.level)print('仿真結(jié)束。')

最后，我們創(chuàng)建一個(gè)仿真環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中實(shí)例化一個(gè)吉他工廠guitar_factory = Guitar_Factory(env)，
琴身和琴頸的生產(chǎn)過程會在env的環(huán)境中通過env.process來實(shí)例化，通過傳遞我們定義好的until=total_time給到env.run的運(yùn)行仿真環(huán)境函數(shù)，將仿真運(yùn)行40小時(shí)（5天*8小時(shí)）。
我們通過guitar_factory.dispatch.level獲取成品的庫存水平。
運(yùn)行結(jié)果如下：

2）增加一些工序

現(xiàn)在我們增加噴涂工序和組裝工序到我們的業(yè)務(wù)模型。為了達(dá)到目的，我們增加：

噴涂前和噴涂后的容器（倉庫），和噴涂工序。
電子元件容器（倉庫）
組裝工序

electronic_capacity = 100initial_electronic = 100
pre_paint_capacity = 100post_paint_capacity = 200
class Guitar_Factory:    def __init__(self, env):        self.wood = simpy.Container(env, capacity = wood_capacity, init = initial_wood)        self.electronic = simpy.Container(env, capacity = electronic_capacity, init = initial_electronic)        self.pre_paint = simpy.Container(env, capacity = pre_paint_capacity, init = 0)        self.post_paint = simpy.Container(env, capacity = post_paint_capacity, init = 0)        self.dispatch = simpy.Container(env ,capacity = dispatch_capacity, init = 0)

以上內(nèi)容沒有什么新的內(nèi)容，我們增加了電子元件、噴涂前和噴涂后的倉庫，并設(shè)定他們的最大庫存水平和初始化庫存水平。

接下來我們定義噴涂和組裝工序。

def painter(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.pre_paint.get(10)        paint_time = 4        yield env.timeout(paint_time)        yield guitar_factory.post_paint.put(10)
def assembler(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.post_paint.get(2)        yield guitar_factory.electronic.get(1)        assembling_time = 1        yield env.timeout(assembling_time)        yield guitar_factory.dispatch.put(1)

正如我們在生產(chǎn)琴身和琴頸的一樣，我們創(chuàng)建噴涂和組裝的工序，噴涂需要4小時(shí)，每次能同時(shí)噴涂10個(gè)，放到一個(gè)名為

post_paint的容器（倉庫）中 guitar_factory.post_paint.put(10)。

組裝工序是使用1個(gè)噴涂后的琴身和1個(gè)噴涂后的琴頸，這里我們不區(qū)分琴頸和琴身，直接提取兩個(gè)庫存

guitar_factory.post_paint.get(2)（這里稍后需要優(yōu)化），再加上一份電子元件，經(jīng)過1個(gè)小時(shí)的組裝就得到一個(gè)成品。

然后我們添加一些打印輸出，創(chuàng)建環(huán)境并運(yùn)行仿真。

env = simpy.Environment()guitar_factory = Guitar_Factory(env)
body_maker_process = env.process(body_maker(env, guitar_factory))neck_maker_process = env.process(neck_maker(env, guitar_factory))painter_process = env.process(painter(env, guitar_factory))assembler_process = env.process(assembler(env, guitar_factory))
print(f'仿真開始：')
env.run(until = total_time)
print(f'噴涂前有%d 琴身和琴頸準(zhǔn)備噴涂' % guitar_factory.pre_paint.level)print(f'噴涂后有 %d 琴身和琴頸準(zhǔn)備組裝' % guitar_factory.post_paint.level)print(f'有 %d 吉他成品!' % guitar_factory.dispatch.level)print(f'----------------------------------')print(f'仿真完成。')

3）庫存預(yù)警、供應(yīng)鏈供貨

現(xiàn)在我們添加一些非?？岬臇|西，到目前為止，我們已經(jīng)為每一個(gè)工序設(shè)定了固定的時(shí)間，比如我們組裝車間需要一個(gè)小時(shí)來組織吉他。用這個(gè)參數(shù)，我們生產(chǎn)一個(gè)吉他始終都是1個(gè)小時(shí)，不會有任何的偏差。
實(shí)際上，工序生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)間都是在一個(gè)平均時(shí)間上下波動的，我們假設(shè)時(shí)間服從正態(tài)分布（實(shí)際上你應(yīng)該通過實(shí)際的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到加工時(shí)間的分布特征來生成隨機(jī)數(shù)。）

另外我們定義每種工序的數(shù)量（你可以理解為工序員工數(shù)量或者工序設(shè)備數(shù)量）。我們從導(dǎo)入隨機(jī)庫和定義參數(shù)開始。

import random
num_body = 2mean_body = 1std_body = 0.1
num_neck = 1mean_neck = 1std_neck = 0.2
num_paint = 1mean_paint = 4std_paint = 0.3
num_ensam = 4mean_ensam = 1std_ensam = 0.2

num_body設(shè)置了琴身的車間數(shù)量，設(shè)置為2，mean_body設(shè)置了生存一個(gè)琴身平均需要的時(shí)間，std_body設(shè)置了生存琴身的時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差，我們修改我們的代碼：

def body_maker(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.wood.get(1)        body_time = random.gauss(mean_body, std_body)        yield env.timeout(body_time)        yield guitar_factory.pre_paint.put(1)
def neck_maker(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.wood.get(1)        neck_time = random.gauss(mean_neck, std_neck)        yield env.timeout(neck_time)        yield guitar_factory.pre_paint.put(2)
def painter(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.pre_paint.get(10)        paint_time = random.gauss(mean_paint, std_paint)        yield env.timeout(paint_time)        yield guitar_factory.post_paint.put(10)
def assembler(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.post_paint.get(1)        yield guitar_factory.electronic.get(1)        assembling_time = max(random.gauss(mean_ensam, std_ensam), 1)        yield env.timeout(assembling_time)        yield guitar_factory.dispatch.put(1)之前的例子timeout的參數(shù)我們總是設(shè)定為一個(gè)固定值，現(xiàn)在我們將這幾個(gè)工序的生產(chǎn)時(shí)間定義為一個(gè)隨機(jī)數(shù)。
random.gauss(mean_body, std_body)

之前的例子timeout的參數(shù)我們總是設(shè)定為一個(gè)固定值，現(xiàn)在我們將這幾個(gè)工序的生產(chǎn)時(shí)間定義為一個(gè)隨機(jī)數(shù)。

random.gauss(mean_body, std_body)

意思是生成一個(gè)平均數(shù)為mean_body，標(biāo)準(zhǔn)差為std_body的正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)（正態(tài)分布也叫高斯分布，gauss）。
另外注意，我們的組裝時(shí)間隨機(jī)數(shù)取為1到1之間的最大值。換句話說，我們說組裝吉他的時(shí)間永遠(yuǎn)不會少于一小時(shí)。很多情況下都需要這種設(shè)定，不然有可能生成的隨機(jī)數(shù)可能是負(fù)數(shù)（仿真過程將會出錯(cuò)）。

我們必須通過創(chuàng)建新功能來更改工序數(shù)量，該功能允許我們創(chuàng)建多個(gè)工序。

def body_maker_gen(env, guitar_factory):    for i in range(num_body):        env.process(body_maker(env, guitar_factory))        yield env.timeout(0)
body_gen = env.process(body_maker_gen(env, guitar_factory))

當(dāng)然，這里另外還有

neck_maker_gen, paint_maker_gen和assembler_maker_gen

三個(gè)工序有類似的代碼。

通過for循環(huán)我們創(chuàng)建2個(gè)琴身工序（我們定義了num_body=2），因此，我們有2個(gè)琴身工序、1個(gè)琴頸生產(chǎn)工序，1個(gè)噴涂工序和4個(gè)裝配工序。

現(xiàn)在我們將創(chuàng)建庫存監(jiān)控和聯(lián)系供應(yīng)商的函數(shù)。我們不斷監(jiān)控原材料的庫存量（level），如果當(dāng)前庫存量低于我們定義的水平，它將致電供應(yīng)商進(jìn)行送貨。經(jīng)過一定的供應(yīng)周期后，一定量的原材料將到達(dá)我們原材料倉庫。

首先我們先定義我們的庫存預(yù)警水平。

wood_critial_stock = (((8/mean_body) * num_body +(8/mean_neck) * num_neck) * 3) electronic_critical_stock = (8/mean_ensam) * num_ensam * 2

預(yù)警庫存的定義，取決于創(chuàng)建琴身或琴頸的平均時(shí)間，琴身和琴頸的制造工序數(shù)量。當(dāng)然這里我們也可以直接設(shè)定某一個(gè)數(shù)值。

木材供應(yīng)周期為2天。
我們在我們的Guitar_Factory類定義里面添加一個(gè)預(yù)警操作過程。

class Guitar_Factory:    def __init__(self, env):        self.wood = simpy.Container(env, capacity = wood_capacity, init = initial_wood)        self.wood_control = env.process(self.wood_stock_control(env))        self.electronic = simpy.Container(env, capacity = electronic_capacity, init = initial_electronic)        self.electronic_control = env.process(self.electronic_stock_control(env))        self.pre_paint = simpy.Container(env, capacity = pre_paint_capacity, init = 0)        self.post_paint = simpy.Container(env, capacity = post_paint_capacity, init = 0)        self.dispatch = simpy.Container(env ,capacity = dispatch_capacity, init = 0)

    def wood_stock_control(self, env):        yield env.timeout(0)        while True:            if self.wood.level <= wood_critial_stock:                print(f'在第{0}日 第{1}小時(shí)，木材庫存 ({2})低于預(yù)警庫存水平下 '.format(                    int(env.now/8), env.now % 8,self.wood.level))                print('聯(lián)系供應(yīng)商')                print('----------------------------------')                yield env.timeout(16)                print('在第{0}天 第{1}小時(shí)，木材送達(dá)'.format(int(env.now/8), env.now % 8))                yield self.wood.put(300)                print('當(dāng)前庫存是：{0}'.format(                    self.wood.level))                print('----------------------------------')                yield env.timeout(8)            else:                yield env.timeout(1)

我們在Guitar_Factory類中的__init__函數(shù)中增加wood_stock_control和electronic_stock_control兩個(gè)過程。我們看看wood_stock_control的過程是怎么樣工作的，上述代碼沒有electronic_stock_control過程，但原理是一樣的，你可以自己創(chuàng)建，也可以下載我的代碼。

首先yield env.timeout(0)，意味著木材監(jiān)控進(jìn)程在仿真開始時(shí)就啟動，后面的yield env.timeout(16)和yield env.timeout(8)表示如果預(yù)警產(chǎn)生供貨請求后，16小時(shí)后送貨到達(dá)，然后再等待8小時(shí)后，我們恢復(fù)庫存監(jiān)控。
while True表示該過程將在模擬運(yùn)行的所有時(shí)間內(nèi)執(zhí)行。
然后，它將檢查庫存水平是否等于或小于先前定義的臨界水平。如果庫存大于該水平，下一個(gè)時(shí)間單位再監(jiān)控yield env.timeout(1)。
當(dāng)庫存水平等于或低于臨界水平時(shí)，將執(zhí)行一些打印輸出時(shí)間和當(dāng)前庫存量，并且聯(lián)系供應(yīng)商送貨。
2天（16小時(shí)）后，木材原材料到達(dá)，木材原材料增加300到我們的倉庫中。yield self.wood.put(300)。
最后，將打印新庫存水平，并且警報(bào)將關(guān)閉1天（yield env.timeout(8)）。

我們將仿真運(yùn)行5天，結(jié)果如下：

4）獨(dú)立倉庫和商場配送

制作完琴身和琴頸后，我們將琴身和琴頸看作同一種東西，將它們存儲在同一個(gè)倉庫中（等待噴涂），這有點(diǎn)不合理?，F(xiàn)在，我們將為琴身和琴頸分別實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的容器（倉庫），我們可以對其進(jìn)行適當(dāng)處理。
流程圖如下：

guitars_made = 0
body_pre_paint_capacity = 60neck_pre_paint_capacity = 60body_post_paint_capacity = 120neck_post_paint_capacity = 120
class Guitar_Factory:    def __init__(self, env):        self.wood = simpy.Container(env, capacity = wood_capacity, init = initial_wood)        self.wood_control = env.process(self.wood_stock_control(env))        self.electronic = simpy.Container(env, capacity = electronic_capacity, init = initial_electronic)        self.electronic_control = env.process(self.electronic_stock_control(env))        self.body_pre_paint = simpy.Container(env, capacity = body_pre_paint_capacity, init = 0)        self.neck_pre_paint = simpy.Container(env, capacity = neck_pre_paint_capacity, init = 0)        self.body_post_paint = simpy.Container(env, capacity = body_post_paint_capacity, init = 0)        self.neck_post_paint = simpy.Container(env, capacity = neck_post_paint_capacity, init = 0)        self.dispatch = simpy.Container(env ,capacity = dispatch_capacity, init = 0)        self.dispatch_control = env.process(self.dispatch_guitars_control(env))

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道如何制作一個(gè)容器（倉庫）了。注意這里新增一個(gè)guitars_made變量和dispatch_control方法。當(dāng)然，我們需要修改body_maker和neck_maker兩個(gè)函數(shù)（工序），把生產(chǎn)出來的琴身和琴頸分開獨(dú)立倉庫存放：

def body_maker(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.wood.get(1)        body_time = random.gauss(mean_body, std_body)        yield env.timeout(body_time)        yield guitar_factory.body_pre_paint.put(1)

現(xiàn)在，我們將琴身存儲在body_pre_paint容器中（倉庫）。neck_maker函數(shù)也一樣處理。painter函數(shù)（工序）的提取半成品原料來源的倉庫（容器）也需要做相應(yīng)的修改，讓painter工序分別在琴身倉庫和琴頸倉庫提取材料：

def painter(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.body_pre_paint.get(5)        yield guitar_factory.neck_pre_paint.get(5)        paint_time = random.gauss(mean_paint, std_paint)        yield env.timeout(paint_time)        yield guitar_factory.body_post_paint.put(5)        yield guitar_factory.neck_post_paint.put(5)

噴涂好的琴身和琴頸，分別存放在body_post_paint和neck_post_paint容器（倉庫）中。

現(xiàn)在，我們像在電子元件或木材上一樣建立一個(gè)控制過程。這個(gè)過程會跟蹤吉他成品的庫存水平，并通知商店過來取貨。

def dispatch_guitars_control(self, env):        global guitars_made        yield env.timeout(0)        while True:            if self.dispatch.level >= 50:                print('成品庫存為：{0}, 在第{1}日 第{2}小時(shí) 聯(lián)系了商場取貨'.format(self.dispatch.level, int(env.now/8), env.now % 8))                print('----------------------------------')                yield env.timeout(4)                print('在第{0}日 第{1}小時(shí)，商場取走{2}吉他'.format(int(env.now/8), env.now % 8,self.dispatch.level))                guitars_made += self.dispatch.level                yield self.dispatch.get(self.dispatch.level)                print('----------------------------------')                yield env.timeout(8)            else:                yield env.timeout(1)

我們創(chuàng)建了一個(gè)名為guitars_made全局變量，記錄我們的總產(chǎn)量。
如果成品庫存水平等于或高于50，我們會通知商店過來取貨。4小時(shí)后yield env.timeout(4)，他們到達(dá)倉庫并拿走所有可用的吉他yield self.dispatch.get(self.dispatch.level)。

當(dāng)他們?nèi)∽呒麜r(shí)，我們用語句guitars_made + = self.dispatch.level將吉他的數(shù)量累加到guitars_made變量，用于記錄我們總共出貨了多少吉他。
然后，控制過程將暫停8個(gè)單位時(shí)間yield env.timeout(8)，當(dāng)然也可以不暫停，不暫停的話，這里也不會觸發(fā)，因?yàn)槌善穾齑嫠绞遣蛔愕?，或者?dāng)天不會再來取貨。

組裝工序也需要修改為分別從兩個(gè)待組裝的倉庫中提取半成品。

def assembler(env, guitar_factory):    while True:        yield guitar_factory.body_post_paint.get(1)        yield guitar_factory.neck_post_paint.get(1)        yield guitar_factory.electronic.get(1)        assembling_time = max(random.gauss(mean_ensam, std_ensam), 1)        yield env.timeout(assembling_time)        yield guitar_factory.dispatch.put(1)

最后，添加一些打印信息并運(yùn)行仿真程序：

print('當(dāng)前等待噴涂的琴身數(shù)量：{0} 和琴頸數(shù)量：{1}'.format(    guitar_factory.body_pre_paint.level, guitar_factory.neck_pre_paint.level))print('當(dāng)前等待組裝的琴身數(shù)量：{0} 和琴頸數(shù)量：{1}'.format(    guitar_factory.body_post_paint.level, guitar_factory.neck_post_paint.level))print(f'當(dāng)前成品庫存量：%d ' % guitar_factory.dispatch.level)print(f'----------------------------------')print('此周期的吉他總生產(chǎn)數(shù)量: {0}'.format(guitars_made + guitar_factory.dispatch.level))print(f'----------------------------------')print(f'仿真完成！')

5）監(jiān)控

我們希望監(jiān)控每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，仿真系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，比如我們想記錄每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的待組裝的琴身的庫存量并實(shí)時(shí)作圖。

我們增加一個(gè)監(jiān)控過程函數(shù)，用來監(jiān)控我們的等待組裝的琴身和琴頸的半成品庫存，看最后一行是我們新增的監(jiān)控過程env_status。

class Guitar_Factory:    def __init__(self, env):        self.wood = simpy.Container(env, capacity = wood_capacity, init = initial_wood)        self.wood_control = env.process(self.wood_stock_control(env))        self.electronic = simpy.Container(env, capacity = electronic_capacity, init = initial_electronic)        self.electronic_control = env.process(self.electronic_stock_control(env))        self.body_pre_paint = simpy.Container(env, capacity = body_pre_paint_capacity, init = 0)        self.neck_pre_paint = simpy.Container(env, capacity = neck_pre_paint_capacity, init = 0)        self.body_post_paint = simpy.Container(env, capacity = body_post_paint_capacity, init = 0)        self.neck_post_paint = simpy.Container(env, capacity = neck_post_paint_capacity, init = 0)        self.dispatch = simpy.Container(env ,capacity = dispatch_capacity, init = 0)        self.dispatch_control = env.process(self.dispatch_guitars_control(env))        self.env_status_monitor = env.process(self.env_status(env))

我們看看env_status是如何實(shí)現(xiàn)的。

def env_status(self, env):  global status  status = pd.DataFrame(columns = ["datetime", "dispatch_level",'wood','electronic','body_pre_paint','neck_pre_paint','body_post_paint','neck_post_paint'])  status[["datetime", "dispatch_level",'wood','electronic','body_pre_paint','neck_pre_paint','body_post_paint','neck_post_paint']] = status[["datetime", "dispatch_level",'wood','electronic','body_pre_paint','neck_pre_paint','body_post_paint','neck_post_paint']].astype(int)  while True:    im = plt.plot(status['datetime'], status['neck_pre_paint'],color='#4D9221')    ims.append(im)    plt.title('neck_pre_paint')    plt.pause(0.001)    print('{0}在第{1}日 第{2}小時(shí)，成品庫存量：{3}'.format(env.now,int(env.now/8), env.now % 8,self.dispatch.level))    tmp = {'datetime':env.now,         'dispatch_level':self.dispatch.level,         'wood':self.wood.level,         'electronic':self.electronic.level,         'body_pre_paint':self.body_pre_paint.level,         'neck_pre_paint':self.neck_pre_paint.level,         'body_post_paint':self.body_post_paint.level,         'neck_post_paint':self.neck_post_paint.level         }    status = status.append([tmp])
    yield env.timeout(1)

我們先定義一個(gè)全局變量status，是一個(gè)pandas的dataframe類型，并且定義好它的結(jié)構(gòu)，第一列是時(shí)間，后面各列是各個(gè)節(jié)點(diǎn)（容器）)的庫存，并把庫存列定義為int整型。
這里我們只用body_pre_paint待組裝的琴身庫存舉例。
我們通過stock_list變量組裝好一個(gè)字典，然后把它追加到status變量中?？雌饋硎沁@樣子的：

然后我們通過matplotlib模塊把它用動態(tài)圖表現(xiàn)出來。
記得程序之前需要導(dǎo)入這個(gè)模塊，并且用plt.ion()用做動態(tài)圖。

import matplotlib.pyplot as plt
plt.ion()

在監(jiān)控函數(shù)中我們用下面的代碼來每一個(gè)時(shí)間間隔畫一次圖片。

plt.plot(status['datetime'], status['neck_pre_paint'],color='#4D9221')

得到neck_pre_paint的庫存變化圖，如下：

要監(jiān)控其他庫存，只需要修改stock_list，并追加到status中，然后plot作圖即可。你也可以對status進(jìn)行統(tǒng)計(jì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均庫存。

根據(jù)上文的系統(tǒng)配置，我們很簡單就發(fā)現(xiàn)了等待噴涂的琴頸庫存和等待噴涂的琴身的庫存不匹配，有點(diǎn)偏高，所以我們可以調(diào)整琴頸生產(chǎn)的一些參數(shù)，來得到更好的庫存水平。

比如修改這個(gè)

或者修改這個(gè)

至此，我們完成了一個(gè)比較完整的仿真！希望您喜歡，并且可以從中獲得有用的東西。

本文完整代碼，請?jiān)诠娞杻?nèi)回復(fù)“仿真”進(jìn)行下載。

使用Python的SimPy進(jìn)行制造仿真