【正文】 ................................................ 9 精益生產(chǎn)物流系統(tǒng)的技術分析 ............................................................. 10 3 制造業(yè)大背景下生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真模型的建立 ....................................................... 14 制造業(yè)背景下生產(chǎn)物流系建模的方法 ............................................................ 14 制造業(yè)背景下生產(chǎn)物流系功能模型的建立 .................................................... 16 建立模型的目的及意義 ......................................................................... 16 制造業(yè)背景下生產(chǎn)物流系統(tǒng)功能模型的建立 ..................................... 16 4 系統(tǒng)仿真技術 ............................................................................................................... 19 系統(tǒng)仿真概述 .................................................................................................... 19 離散事件系統(tǒng)仿真 ............................................................................................ 20 仿真軟件介紹 .................................................................................................... 22 5 基于 witness 仿真軟件的優(yōu)化案例研究 ..................................................................... 24 witness 仿真建模的一般步驟 ........................................................................... 24 對生產(chǎn)物流系統(tǒng)的描述 .................................................................................... 25 生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真模型的建立過程 ................................................................ 26 仿真模型的運行及數(shù)據(jù)的分析 ........................................................................ 37 結 論 ................................................................................................................................ 40 ii 致 謝 ................................................................................................................................ 41 參考文獻 .......................................................................................................................... 42 附 錄 A 程序全文 .......................................................................................................... 43 1 前 言 現(xiàn)在，隨著生產(chǎn)技術的不斷進步，市場需求從之前的單一化不斷地向多樣化改變，全球的企業(yè)都非常重視被稱為“企業(yè)第三利潤源泉”的物流系統(tǒng)，企業(yè)對物流的重視有了前所未有的轉變。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。將精益生產(chǎn)的思想貫穿在大型企業(yè)的整個運營中，采用 JIT 的生產(chǎn)模式、看板式的生產(chǎn)線管理方法、成組技術、并行生產(chǎn)等一系列的措施對傳統(tǒng)物流思想下的企業(yè)生產(chǎn)物流進行改造設計。面對傳統(tǒng)物流觀念下企業(yè)生產(chǎn)物流出現(xiàn)的問題，如生產(chǎn)過程中半成品堵塞、物流線路不暢通、設施設備規(guī)劃不合理等問題，筆者提出了精益生產(chǎn)的思想，將精益生產(chǎn)的思想貫穿在大型企業(yè)的整個運營中，采用 JIT的生產(chǎn)模式、看板式的生產(chǎn)線管理方法、成組技術、并行生產(chǎn)等一系列的措施對傳統(tǒng)物流思想下的企業(yè)生產(chǎn)物流進行改造設計，將傳統(tǒng)的串聯(lián)流水線生產(chǎn)方式改造為豐田公司的“ U 型生產(chǎn)線”，同時采用“兩箱補貨”系統(tǒng)，不僅減少了不必要的人員設置，減少了企業(yè)的無效價值流，降低的企業(yè)的浪費情況，降低了成本，而且提高了企業(yè)生產(chǎn)運行的效率，提 高了企業(yè)的服務質量，能夠及時地滿足市場需求，加強了企業(yè)的市場快速響應能力。隨著科學技術的飛速發(fā)展和社會的不斷進步，制造業(yè)企業(yè)已意識到第一利潤源（降低原材料消耗）和第二利潤源（降低或勞動消耗，提高勞動生產(chǎn)效率）的利潤空間在急劇下降，然而通過第三 利潤源（降低物流費用）取得利潤的潛力則越來越大。 國內生產(chǎn)物流設施布置規(guī)劃的方法大部分以傳統(tǒng)的模仿性規(guī)劃為主，布置規(guī)劃工程人員根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的類型、方式，通過調查研究國內外同行業(yè)的情況，自主進行規(guī)劃設計，最近運籌學與管理科學工作者都十分重視對這一課題的研究，它通常被人們成為優(yōu)化問題，即在滿足一些約束的條件的情況下，通過對某些指標的優(yōu)化設計得到整體的最優(yōu)化方案。 還有一些學者將面向對象的建模和仿真方法應用到了生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真中。隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，生產(chǎn)制造業(yè)的自動化水平不斷提高，柔性化水平也與之相適應的得到改善，生產(chǎn)規(guī)模繼續(xù)擴充，專業(yè)分工愈來愈明顯。 系統(tǒng)建模的方法對于實際問題的研究有很重要的幫助，本課題通過對大型制造業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進行整體建模分析，找到其中的問題癥結，然后尋求相應的 解決方案。 （ 2）生產(chǎn)物流具有非常顯著的“成本中心 的作用。而所謂的“連環(huán)效應”是指如果其中任意零件如果沒有按時完工，必將影響相關組件的完工，繼而影響到部件的完工，在此相互連環(huán)影響中，產(chǎn)成品的生產(chǎn) 計劃被完全打破，大量零部件的流動停滯。 （ 5）重視物流運作結果，而忽視生產(chǎn)物流過程 目前我國大多數(shù)的生產(chǎn)制造企業(yè)管理特點如下：生產(chǎn)結束后對數(shù)據(jù)的采集及 分析非常的重視，為了了解與控制工藝過程進行整體或局部流程，很多生產(chǎn)制造企業(yè)把整個生產(chǎn)過程分成若干階段，分別對每階段運行狀況進行監(jiān)控，深入了解各階段的技術標準信息、經(jīng)濟指標、質量指標等，但其最終結果卻只能控制整體或局部的物流操作結果，而忽視了對各工藝流程的實時監(jiān)控。一套簡單實用的看板運作方法如下：進行簡單有效的看板運行；盡可能降低看板的數(shù)量；為了方便隨時增減和滿足產(chǎn)量需求，應盡可能減少看板的容量；將生產(chǎn)看板和取貨看板合并在一起，只設一種生產(chǎn)看板；看板卡和看板容 器一體化，減少看板管理工作；盡可能采用兩箱系統(tǒng)補充低值易耗品；用減小夾具和固定位置法設置工序間看板并嚴格執(zhí)行；生產(chǎn)看板的料箱內不允許有不合格品；靈活處理數(shù)量不足、需求變化等看板運作過程中的問題 [3]。我國制造企業(yè)對物流人才的需求是巨大的，但是真正具備良好專業(yè)素養(yǎng)的高素質人才少之又少，尤其是現(xiàn)代制造業(yè)中的高級管理人才，這就形成了我國物流人才的巨大缺口。 然而，企業(yè)在利用精益思想作為指導后，開始了對成組單元的進一步改造，現(xiàn)在的改造的效果要大大超過以前的效果，不僅僅是百分數(shù)增長，而是成倍地增長，原因很簡單，以前的成組單元經(jīng)過成改造后仍是采用原來的工藝方法和設備，物流線路雖然理順了，但仍是宏觀的，具體生產(chǎn)線上卻沒有進一步提高，更沒有去進行 JIT 的平衡生產(chǎn)。無論使用什么方法改造，變異是不可能單獨存在的，必須有一個原準件，這個原準件的設計是用創(chuàng)成法設計出來的。 精益生產(chǎn)物流系統(tǒng)的技術分析 （ 1）精益生產(chǎn)物流分析工具 —— 價值流 價值鏈概念的提出曾給企業(yè)提供了一種全新的理論分析方法，而且被認為是確認關鍵的經(jīng)營過程之旅的第一步。轉換和流動是企業(yè)價值流活動中兩個十分重要的因素。 （ 2）看板拉動實現(xiàn)一個流 看板是企業(yè)一種有效的管理手段，它能夠調節(jié)和控制企業(yè)的產(chǎn)品在必要時間、必要的地點、以必要的數(shù)量生產(chǎn)。兩箱系統(tǒng)的實施方法：將裝有相同物料的兩個物料箱非別放在生產(chǎn)流水線和企業(yè)倉庫內，在物料箱上填上相同的物料信息和數(shù)量，如果生產(chǎn)線上的物料使用完畢后，生產(chǎn)人員可以用空箱去庫房取來已經(jīng) 裝好的另一個物料箱。這種布置是根據(jù)企業(yè)零部件工藝的要求，將生產(chǎn)過程中所需要的機器設備串連在一起，布置成 U 型生產(chǎn)單元，并在此基礎上，將幾個 U 型生產(chǎn)單元結聯(lián)系在一起，連接成一個整合的生產(chǎn)線，如圖 入口 21 5 13 圖 豐田公司 U 型生產(chǎn)線 Toyota U production line U 型布置的特點： ① 設施設備布局緊密有序，方便了生產(chǎn)過程中在制品工件之間的傳輸，減少了在制品工件的運輸時間和降低了運輸成本，有助于實現(xiàn)在制品的單件生產(chǎn)、單件運送； ② 鑒于 U 型生產(chǎn)線的產(chǎn)品出口和入口都在同一位置上，這樣“拉動式”的準時化生產(chǎn)能夠在生產(chǎn)單元的各個工序流程中實現(xiàn)； ③ 由于采用看板式生產(chǎn)方式，生產(chǎn)單元內的在制品數(shù)量穩(wěn)定，不會造成生產(chǎn)擁堵，便于控制產(chǎn)品的生產(chǎn)周期； ④ 這種局部生產(chǎn)線的準時化生產(chǎn)加工方式，是與企業(yè)工廠全局性的準時化生產(chǎn)相一致的，同時，也是制造業(yè)工廠整體性準時化生產(chǎn)要求的。 企業(yè)常用的建模工具是 IDEFO 方法，它是制造系統(tǒng)靜態(tài)功能定義的系統(tǒng)化方法，它所能產(chǎn)生的功能模型，結構化地描述了制造系統(tǒng)的功能、信息流的傳輸及與功能關聯(lián)的對象 [5]。 因此，輸入輸出的箭頭表示任務進行是什么，控制箭頭表明了這樣做的原因，而機制則表示任務具體做的方法和過程。它的中心思想是對系統(tǒng)要解決的問題通通進行建模，每個模型由從系統(tǒng)的某一觀點出發(fā)的分層結構圖形組成。 16 制造業(yè)背景下生產(chǎn)物流系功能模型的建立 建立模型的目的及意義 企業(yè)在確定以精益思想為指導以后，在對企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)充分了解的基礎上建立企業(yè)精益生產(chǎn)物流系統(tǒng)功能模型是必要的，這樣才能夠將企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)全面而完整的展現(xiàn)在管理人員的面前，方便管理人員從中需找系統(tǒng)所存在的問題，必要時通過仿真技術找到系統(tǒng)的瓶頸，進而分析問題，提出能夠合理解決問題的方法對策。生產(chǎn)物流系統(tǒng)往往采用適合多種倉儲單元的倉儲載體，如托盤貨架、封 閉式貨架、集層架，滿足批量存放、小件揀選、密封保管、柔性堆放等綜合要求，采用高速、智能揀選設備，推行顏色管理、看板拉動管理等 [7]。根據(jù)這些具體的細節(jié)，最后才確定搬運的方式、設備組合、規(guī)格數(shù)量。在企業(yè)內部幾乎所有的物流活動都離不開信息的傳遞，如物料的運輸命令、各機械設備狀態(tài)的監(jiān)控、各種作業(yè)管理等。物流信息可劃分為以下幾種情況：物流設施設備等的屬性信息、物流系統(tǒng)狀態(tài)信息、物流計劃控制信息、貨物存儲信息、統(tǒng)計匯總信息、物流決策信息。實體 確定了系統(tǒng)的構成，同時也確定了系統(tǒng)的邊界；屬性又稱描述變量，用于描述每一實體的特征；活動規(guī)定了系統(tǒng)內部各實體之間相互聯(lián)系、相互作用，從而確定了系統(tǒng)內部發(fā)生變化的過程。計算機技術的飛速發(fā)展，給數(shù)學模型的構建提供了很大的靈活性，使得數(shù)學仿真變得方便、經(jīng)濟。 20 離散事件系統(tǒng)仿真 電力系統(tǒng)、機電工程系統(tǒng)、航空發(fā)動機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等大多數(shù)工程系統(tǒng)都是屬于連續(xù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有一個共同的特點那就是狀態(tài)隨時間連續(xù)變化。就這樣不斷的循環(huán)下去知道終止程序被觸發(fā)。對于系統(tǒng)仿真得到的結果我們需要從兩個方面進行分析：一種是從系統(tǒng)整體化的角度考慮問題，即按照建模之前仿真目標確定仿真結果的合理與否，若與目標相符則結果合理，否則，結果不合理；另一種分析方法是仿真結果的可信程度，即我們對得到的仿真結果有多大的把握能反映真實的系統(tǒng)情況，可 信度有多少。 AutoMod 是一款比較成熟的離散事件系統(tǒng)仿真軟件，可完成對制造系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、物料處理、企 業(yè)內部物流、配送中心以及控制系統(tǒng)等的仿真分析、評價和優(yōu)化設計 [8]。 Extend 不僅可以用于離散事件仿真，也可用于 23 連續(xù)事件