【正文】 t），在制造業(yè)中又稱單元制造（ Cellular Manufacturing），是一種較為先進(jìn)的布置方式，其基本要素是零件族及機器組。52 孔 鏜床 T611 7 鉆削 鉆削 216。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。55 為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 216。它位于車床變 速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。（ 2 件） 銑床 X52K 2 銑削 銑削 216。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。50 的孔上下兩個端面與 216。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。 根據(jù) 圖 212 所示，針對車間設(shè)施布局的初始方案設(shè)計，需要經(jīng)過物流分析、繪制相互關(guān)系圖解、計算所需面積、繪制面積相關(guān)圖解等幾個步驟。把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上，就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。非物流的作業(yè)單位間的相互關(guān)系可以用基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 17 量化的關(guān)系密級及相互關(guān)系表來表示。采用 SLP 法進(jìn)行企業(yè)總平面布置的首要工作是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系作出分析，包括物流和非物流的相互關(guān)系，經(jīng)過綜合得到作業(yè)單位相互關(guān)系表，然后根據(jù)相互關(guān)系表中作業(yè)單位之間相互關(guān)系的密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠(yuǎn)近，安排各作業(yè)單位的位置，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖，將各作業(yè)單位實際占地面積與作業(yè)單位位置相關(guān)圖結(jié)合起來，形成作業(yè)單位面積相關(guān)圖；通過作業(yè)單位面積相關(guān)圖的修正和調(diào)整得到數(shù)個可行的布置基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 16 方案；然后采用加權(quán)因素對各方案進(jìn)行評價擇優(yōu)，并 對每個因素進(jìn)行量化以得分最多的布置方案作為最佳布置方案。為了便于對布置方案進(jìn)行評價，系統(tǒng)布置設(shè)計也要對方案進(jìn)行量化。 圖 3 10 SankeyDiagram 屬性卡 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 14 圖 3. 11 瓶頸分析工具 BottleneckAnalyzer 屬性卡 圖 3 12 WorkerChart 屬性卡 語言控制類 在 eMPlant 中， SimTalk 為用戶提供控制仿真環(huán)節(jié)、定義自定義功能的仿真語言， SimTalk 語言具有和其他程序語言類似的設(shè)定方法，因此可以通過學(xué)習(xí)其他編程語言來了解程序編制的基本思想和基本常識 ，從而熟練掌握和使用SimTalk 語言，采用 SimTalk 語言編寫的程序語言被封裝在 Method 對象中，有物流對象或者其他 Method 對象加以調(diào)用，在某個時間發(fā)生時間觸發(fā)該程序，從而實現(xiàn)對該對象內(nèi)容的控制。對于工件實體來說， eMPlant 可以定義其屬性，如：名稱、種類、數(shù)量以及加工的優(yōu)先等級等。前面用工藝分析分析了緩沖區(qū)內(nèi)工件的存儲、進(jìn)出情況， eMPlant 中主要規(guī)定緩沖區(qū)的容量和資源排列狀態(tài)（ Accmulating，計數(shù)隊列），如下圖所示： 圖 33 緩沖類 buffer 屬性選項卡 注：① Capacity 用來設(shè)置 Buffer 的容量，其中 1 表示無窮多。 eMPlant 功用 eMPlant 可以對各種規(guī)模的工廠和生產(chǎn)線，包括大規(guī)模的跨國企業(yè)，建模、仿真和優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，分析和優(yōu)化生產(chǎn)布局、資源利用率、產(chǎn)能和效率、物流和供需鏈等。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 9 （五）多種形式和類型的軟件接口。在使用傳統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行仿真建模時，必須嚴(yán)格的按照“建模 — 仿真 — 動畫”的順序進(jìn)行。斯圖加特研究所為其分支機構(gòu)之一）在麥金塔計算機平臺上開發(fā)了一款面向?qū)ο蟆⒅?持層式結(jié)構(gòu)的仿真軟件 1990 年 斯圖加特研究所創(chuàng)立了一個新的分支機構(gòu) AIS（ Autonomous Intelligent Systems） 1991 年 AIS 中 的技術(shù)人員成立 了 AESOP （ Angewandte EDVSysteme fur Optimierung GmbH）公司，在原來的麥金塔計算機平臺仿真軟件的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一套用于制造業(yè)計劃、仿真和優(yōu)化的軟件，命名為 SIMPLE++ 1997 年 以色列 Teomatix 軟件公司斥資約 910萬美元收購了 AESOP，并進(jìn)一步完善 SIMPLE++ 1999 年 SIMPLE++ 發(fā)展至 SIMPLE++ 2020 年 4 月 SIMPLE++ 更名為 2020 年 7 月 推出 2020 年 推出 2020 年 推出 。 數(shù)據(jù)、物流相關(guān)圖以及物流流程圖，工序等資料對廠房進(jìn)行最初的布局?！拔锪魇瞧髽I(yè)的第三利潤源泉”說明了制造系統(tǒng)物流的合理性，即設(shè)施布置的科學(xué)性，對企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。優(yōu)點在于將擺樣法與數(shù)學(xué)模型法結(jié)合起來，但實踐上應(yīng)用不廣。而上述目標(biāo)的實現(xiàn)，都與物流系統(tǒng)的運行密切相關(guān)。 生產(chǎn)車間的布局設(shè)計是在生產(chǎn)綱領(lǐng)、工藝路線己確定的條件下，在規(guī)定的空間范圍內(nèi)，將與生產(chǎn)全過程有關(guān)的物流流向、設(shè)備、運輸通道、物料堆放場地和人員活動空間等作最適當(dāng)?shù)姆峙浜陀行У慕M合，使物流系統(tǒng)在低成本、高效率、高效益的基礎(chǔ)上運行，為實現(xiàn)上述要求，車間布置時還應(yīng)考慮以下幾個方面的因素： 設(shè)備的布置形式，要考慮組織結(jié)構(gòu)的合理化和管理的方便性，設(shè)計時應(yīng)將對設(shè)施布置產(chǎn)生影響的所 有因素都考慮進(jìn)去，以達(dá)到整體優(yōu)化的目的。所以，車間的布置設(shè)計是物流系統(tǒng)優(yōu)劣的先決條件。對于社會經(jīng)濟(jì)等系統(tǒng)，很難 在真實的系統(tǒng)上進(jìn)行實驗。所以，企業(yè)物流的改善可以為生產(chǎn)系統(tǒng)帶來預(yù)想不到的巨大經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)為社會生產(chǎn)某種產(chǎn)品時，必然有若干加工程序，這些加工程序是由一些加工設(shè)備或加工點組成的，這些加工設(shè)備 (如機床 )或加工點 (如車間 )在各自的生產(chǎn)空間內(nèi)成孤島狀分布，原材料在各加工點之間按照工藝流程不停地流轉(zhuǎn)，逐漸被加工成半成品、成品，這種物料的流轉(zhuǎn)形成生產(chǎn)物流。從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和減少人力資源的浪費，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)利益最大化?？煽s短生產(chǎn)周期和交貨期，提高資金周轉(zhuǎn)能力，增強企業(yè)競爭能力。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 2 仿真 技術(shù) 作為一種 新型的研究方法，已經(jīng)被人們廣泛的接受， 并 在實際應(yīng)用中發(fā)揮著巨大的作用，有的甚至是其他方法無法替代的。具體體現(xiàn)在按交貨期基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 3 將所訂貨物適時而準(zhǔn)確地交給客戶； 盡可能地減少用戶的所需的訂貨斷檔；適當(dāng) 配置物流據(jù)點，提高配送效率，維持適當(dāng)?shù)膸齑媪?；提高運輸、保管、運輸、包裝、流通加工等作業(yè)效率，實現(xiàn)勝利化、合理化；保證訂貨，出貨、配送的信息暢通無阻；是物流成本降低到最低。實現(xiàn)企業(yè)物流合理化的途徑是多方面的，如 ： 各種生產(chǎn)設(shè)施在生產(chǎn)空間的合理布置 ； 合理控制庫存降低原材料成本、保證供應(yīng)、減少流動資金 ； 實現(xiàn)均衡生產(chǎn) ； 合理配備和使用物流機械 。，使布置適用生產(chǎn)柔性化的需要。 （ 2） 數(shù)學(xué)模型法 數(shù)學(xué)模型法是指利用系統(tǒng)工程、運籌學(xué)中的模型優(yōu)化技術(shù)研究最優(yōu)布局方案，以提高系統(tǒng)布置的精確性和效率。其中布局就是一個很重要的工作。因此急需對此問題進(jìn)行改進(jìn) 。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 7 2 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 eMPlant 軟件 eMPlant 的發(fā)展歷史 eMPlant 軟件的前身是 SIMPLE++（ Simulation in Production logistics and Engineering Programmed in C++）， 1992 年他有 Aesop、 Teomatix 和 KG 公司聯(lián)合開發(fā)，并安裝了第一個用戶。eMPlant 為建模、仿真運行和顯示提供了一種完全面向?qū)ο蟮?、圖形化的、集成的工作環(huán)境。 eMPlant 是一款面向?qū)ο笫欠抡孳浖?，它具備面向?qū)ο蠓椒ǖ娜刻卣鳌? （ 9）模型控制簡單。在下圖對話框內(nèi)設(shè)定對象的屬性：名稱、加工時間、裝載卸載時間、發(fā)生故障的概率以及維修的時間等。 圖 34 SingleProc 請求服務(wù)選項卡 圖 35 WorkPlace 屬性選項卡 圖 3 6 WorkPool 屬性選項卡 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 12 該類對象屬于自動化加工設(shè)備，可同時加工多個工件，用 Material Flow 中的 ParallelProc 來建立模型，可同時加工數(shù)量由 Xdimension 和 Ydimension確定。 ShiftCalendar 對象可以自動控制物流對象和資源對象按照時時間，開始工作或者停止工作。相關(guān)圖類似于車間之間的物流圖。 （繆瑟）將系統(tǒng)工程概念和系統(tǒng)分析方法應(yīng)用于工廠布置，由此形成了該方法。對于某些以牛產(chǎn)流程為主的工廠，物料移動是工藝過程的主要部 分時，如一般的機械制造廠，物流分析是布局設(shè)計中最重要的方面；對某些輔助服務(wù)部門或某些物流量小的工廠來說，各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系 (非物流關(guān)系 )對布局設(shè)計就顯得更重要了。 (4)作業(yè)單位占地面積計算。 (7)方案評價與擇優(yōu)。 圖 213 論文分析結(jié)構(gòu) 本章小結(jié) 本章對 eMPlant 軟件的介紹和在本論文所需要軟件的功能，同時確定困問的大致結(jié)構(gòu)，可以對本文結(jié)構(gòu)有所了解。50 為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 216。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。32 上端面 銑床 X52K 7 鏜削 鏜削 216。22 的孔，以及其上端面和銑削 216。22 的孔有垂直度要求。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 216。40 上端面 銑床 X52K 4 鉆削 鉆鉸 216。工藝布置在機加工車劫案中又稱作機群布置。這種方式主要用于飛機、輪船等難以移動的加工對象的布置，此外，建筑物的施工、外科手術(shù)、手工藝品加工場地的布置形式也都屬于固定位置布置。 （六）工作必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。n 其 中 Rg: 節(jié)奏 n: 批量 （ 2）設(shè)備數(shù)量 我們設(shè)計的流水線計劃月生產(chǎn)量為零件撥叉 831007 和 831008 各 10000件，廢品率假設(shè)為 0%，每天 8 小時，時間有效利用系數(shù) 100%的理想狀態(tài)。物流分析考慮帶產(chǎn)品從原料到成品所通過的企業(yè)或工廠的路徑，并做到兩個最小和兩個避免，即物流分析中判斷正誤或合理的兩個原則 [1]： 經(jīng)過距離和物流成 本最小。 圖 311 改善后的線圖 （ 2）多工藝過程圖 [3]（ Multicolumn processchart） 產(chǎn)品或零件種類繁多時，在計劃制造及加工過程中，需要一種整臺性的多項產(chǎn)品程序 圖，將各種產(chǎn)品加以分析或分組，井依作業(yè)程序，一項緊接一項，而形成實際的流程線，此圖適合具有下列條件的情況： (1)產(chǎn)品的機器需求類似。 (3)按照個別產(chǎn)品或零件，依其相對的操作或設(shè)備，以圓圈分別予以劃記、列出操作線和便號，如 圖 311 所示． 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 30 (4)如此將這些產(chǎn)品或零件一一畫出，對各產(chǎn)品或零件的流程次序作比較，使流量量大的操作之間具有最短的距離，以及全圖形的操作線有最少的逆回現(xiàn)象，也就是說要調(diào)整操作或設(shè)備的次序，以求得最好的順序為止，如 圖 313 所示。 （ 3） 總和每一逢程的重要性系數(shù)，將不同零件但相同選程的重要性相加．如5 種零件從 A 到 C 共移動了 2 次，分別是零件 3 及零件 4。 （ 2）找出數(shù)字較大的方格，如 FA(300)， 表示 F 與 A 應(yīng)盡量靠近；根據(jù)此原則將之重新安排 ， 即可以獲得較佳的安排方式，或較佳區(qū)域的順序．當(dāng)我們改變了機器的布局順序時，表格中的左側(cè)及上方都要同時改變， 圖 311 所列便是 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 33 表 38 改善前 帶 有權(quán)重值的從至表 表 39 改善后帶有權(quán)重值的從至表 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計與仿真分析 34 改進(jìn)后的布局方式 .新的安排方式有顯著的改進(jìn)，因其重要性系數(shù)由 1 減至548。另外，為了遵循“兩個最小和兩個避免 ”物流原則，為了取舍評價各種物流方案的，以及從表圖中找到改善和實現(xiàn)物流合理化的途徑，采用了一種“罰點法”。 本章小結(jié) 本章對零件的工藝過程進(jìn)行分析，制定出工藝路線， 同時也對產(chǎn)品布置和成組布置的的分析 ，并為后文的建模做好準(zhǔn)備。物流的效率的表示，我們可以采用η為η =和 /罰點數(shù)目。 綜上所述，從至表更容易看出來 物流問題的所在 ,更容易找到物流問題的所在，改后能很明了的對比每步 優(yōu)化的結(jié)果。 （ 4） 每一方格問所記錄的數(shù)目，其行與列的總數(shù)應(yīng)相同，若不相等，則表示計算錯誤 。 圖 312 改善前多的項產(chǎn)品流程圖 圖 313 改善后的多項產(chǎn)品流程圖 1 一般產(chǎn)品群組的分類方法有二：一為依據(jù)相似的設(shè)計；二為依據(jù)類似的加工流程，而多項產(chǎn)品程序圖則