【正文】 260 260 0 0 0Transporter3 287 287 0 0 0Transporter6 278 278 0 0 0Operator1 228 228 0 0 0Transporter5 74 74 0 0 04．4 結(jié)論分析通過對比仿真報告1和仿真報告2可以看出，原方案成品存放區(qū)貨架RackRack2上的成品分 別為4 69，而新方案貨架RackRack2 上的成品分別為5 83，車間 的生產(chǎn)率有明顯的提高，這是新方案比原方案優(yōu)越的最有力證明。表42 各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理由表編號 理由 編號 理由1 工作流程的連 續(xù)性 5 安全2 生產(chǎn)服務(wù) 6 振動 ，噪聲，煙塵3 次品搬運 7 庫存控制4 管理方便 8 信息傳遞表43 作業(yè)單位基準相互關(guān)系等級表符號 含義 比例A 絕對重要 2%—5%E 特別重要 3%—10%I 重要 5%—15% O 一般 10%—25%U 不重要 45%—80%X 不要靠近 不希望接近視情況 而定作業(yè)單位名稱1 原料存放區(qū)2 原料檢驗3 隔離區(qū)4 車床區(qū)5 銑床區(qū)6 鉗工區(qū)7 鏜床區(qū)8 磨床區(qū)9 成品檢驗10 成品存放A/1,4 UUUUUUU UI/3 E/1E/1U UUUUI/3 UUUUUI/3E/1E/1 UUX/6U E/1UX/6E/1E/1U UU X/6E/1,2 X/6UE/X/6E/1,4圖42 作業(yè)單位非物流關(guān)系相關(guān)表 （4）綜合作業(yè)單位物流關(guān)系相關(guān)表與非物流關(guān)系相關(guān)表，選取物流關(guān)系比非物流關(guān)系為2:1的加權(quán)值進行作業(yè)單位的綜合關(guān)系的計算，繪制出作業(yè)單位位置相關(guān)圖（圖43）。在保證加工任務(wù)順利完成的情況下，應(yīng)盡可能減少物料和人員的流動距離，避免物流交叉，盡量采用直線前進的原則，以節(jié)省時間，降低費用，減少混亂。為了便于觀察實體的流動情況，設(shè)置仿真時間/ 真實時間為80，在仿真時間為28800s 時點擊暫停，導(dǎo)出仿真報告。為了方便記憶為其編號，叉車1（Transporter1）負責(zé)原材料臨時存放區(qū)到原材料 檢驗區(qū)的物料搬運；叉車2（Transporter2）負責(zé)物料1從原材料檢驗區(qū)到 車床區(qū)的搬運，叉 車3（Transporter3）負責(zé)物料2從原材料檢驗區(qū)到 銑床區(qū)的搬運（物料1為鉆床主軸所需物料，物料2為主軸箱所需物料）；叉車4（Transporter4）物料1從銑床區(qū)到磨床區(qū)，再從磨床區(qū)到成品檢驗區(qū)的搬運；叉車5（Tran_sporter5）負責(zé)將機加區(qū)域產(chǎn)生的廢料及廢品搬運到隔離區(qū)，為了防止此叉車穿越加工區(qū)域到達隔離區(qū)，特為此叉車設(shè)置行走路徑，使其只在車輛道路中行駛；叉車6（Transporter6）負責(zé)物料從成品 檢驗區(qū)到成品存放區(qū)的搬運。3 基于 FLEXSIM 的某生產(chǎn)車間布局的建模與仿真3．1 應(yīng)用實例——某生產(chǎn)車間基本情況概述以濟源市某機械加工企業(yè)的某小型機加車間為例，該車間主要生產(chǎn)鉆床主軸、主 軸箱。嚴格地說該仿真軟件包括了兩部分，仿真軟件和后臺支持環(huán)境VC++．NET。2 離散事件系統(tǒng)與 FLEXSIM 系統(tǒng)仿真技術(shù)2．1 離散事件系統(tǒng) 離散事件系統(tǒng)是指系統(tǒng)的狀態(tài)僅在離散的時間點上發(fā)生變化的系統(tǒng)，而且這些離散時間點一般是不確定的。單元布局是將車間內(nèi)的設(shè)施劃分成若干個制造單元，以單元為基本單位組織生產(chǎn)。車間布局設(shè)計要解決各生產(chǎn)工部、工段、服務(wù)輔 助部門、 儲存設(shè)施等作 業(yè)單位及工作地、設(shè)備、通道、管線之 間的相互位置。最后在這兩個方案的仿真報告中，分別從車間的生產(chǎn)率，緩存區(qū)的利用率，處理器的阻塞率，搬運工具的空閑率等方面進行了對比分析，得出了通過運用FLEXSIM對生產(chǎn)車間布局進行建模與仿真，并針對仿真結(jié)果進行分析，然后對不足之處進行改進可以改善整個車間的效率的結(jié)論。它適用于同類產(chǎn)品多，產(chǎn)量低，中小批量的生產(chǎn)車間。因此，本 論文運用一體化仿真軟件對車間布置進行建模與仿真。2．2 FLEXSIM 仿真技 術(shù)在車間布置中的適用性分析2．2．1 Flexsim 軟件簡介 Flexsim是由美國的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商業(yè)化離散事件系統(tǒng)仿真軟件。這些資源有些是固定的，有些是可移動的。機械加工區(qū)域（車、銑、磨等區(qū)域）分別是用一臺處理器表示每個工序的加工，如車床區(qū)需要6次車的工序，用6臺處理器分別來表示這6個車床的工序。銑床區(qū)的處理器的臨時實體流選項卡的設(shè)置為：送往端口選擇“按實體類型（直接）” ,在輸入中的“拉 動” 選項打 鉤，在從端口拉入 選項中選擇“輪詢模式” 。4 生產(chǎn)車間布局優(yōu)化在本章中將介紹車間布局遵循的一些原則，然后給出基于SLP的車間整體布局方案，所謂的整體布局是指在表31 中車間內(nèi)12個區(qū)域的重新布局方案，在得出新的整體布局方案后再根據(jù)原布局的仿真結(jié)果給新布局重新布置搬運路線，設(shè)置搬運工具的數(shù)量及任務(wù)，評估設(shè)備之間緩存區(qū)存在的必要性并設(shè)置緩存區(qū)的數(shù)量及位置。SLP是一種定量與定性分析相結(jié)合的一種布置方法，其中的物流相互關(guān)系的分析為定量分析，非物流關(guān)系的分析為定性分析。由于在新布局中臨時存放區(qū)和原材料檢驗區(qū)的距離縮短，他們原來要通過主過道，現(xiàn)在兩個區(qū)緊緊相鄰，故負責(zé)運送兩個區(qū)之間物料的叉車1（Transporter1）可以撤去。仿真結(jié)果表明：適量的緩存容量、正確的仿真策略、準確的調(diào)度原則可以提高現(xiàn)有設(shè)備布置條件下車間生產(chǎn)系統(tǒng)的整體效率。利用Flexsim軟件對車間布局設(shè)計仿真，物料流動形式，工藝步驟具體實現(xiàn)方法等關(guān)鍵問題進行研究。由于ProcessorX1 、ProcessorX2 這兩臺銑床承擔(dān)著兩種產(chǎn)品的共同加工任務(wù)，而其前后的工序均只承擔(dān)一種產(chǎn)品的加工任務(wù)，同時這兩臺機器的加工時間并不短，這樣勢必造成與其輸入端口直接相連的處理器的阻塞。（5（ 生產(chǎn)均衡原則維持各種設(shè)備和工位生產(chǎn)的均勻進行，必要時設(shè)置緩沖區(qū)以協(xié)調(diào)各個工位。緩存區(qū)Queue6 、QueueQueue13的對象容納的平均物品數(shù)(stats_ contentavg)、對象中停留平均時間(stats_staytimeavg)均為零，表示這些緩存區(qū)并沒有達到緩存的作用，應(yīng)當(dāng)裁撤。原材料以及最后的成品的合格率均達不到100%，所以在 檢驗過程中會發(fā)現(xiàn)次品，機加過程中也免不了產(chǎn)生廢品與廢料，所以每臺處理器均設(shè)有廢品率，這個“廢品率 ”對于機加機器來 說是廢品與廢 料的總和，而且主要為廢料。該車間的原布局中的通道設(shè)計考慮到了搬運工具的行駛，橫向與縱向的主通道寬度均為 4 米，允許叉車等搬運工具的雙向行駛，各區(qū)域之間的通道寬度均為 2 米，允許叉車等搬運工具的單向行駛，設(shè)備與設(shè)備之間的距離不小于設(shè)備長度的 1/3，搬運工具只允 許在通道中行駛，即使設(shè)備之間的距離允許搬運設(shè)備通過，它也不能穿越設(shè)備。離散系統(tǒng)根據(jù)特定事件發(fā)生的結(jié)果在離散時間點改變系統(tǒng)狀態(tài)。生產(chǎn)車間是制造系統(tǒng)的基本組成部分，直接承擔(dān)著企業(yè)的加工、裝配任務(wù)，是將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的部門。傳統(tǒng)的車間布置設(shè)計和物流系統(tǒng)都要經(jīng)歷模型建立、算法求解兩個階段，布局 設(shè)計與物流規(guī)劃屬于復(fù)雜的離散事件動態(tài)系統(tǒng)，具有動態(tài)性和復(fù)雜性的特點，用數(shù)學(xué)優(yōu)化模型描述的布局問題已做了大量簡化，與實際問題相差甚遠，且屬于NP問題，得不到精確解；而建立的抽象數(shù)學(xué)模型不易根據(jù)實際變化及時調(diào)整。其優(yōu)點表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)比較簡單，物流容易控制并且物料處理柔性高等方面，但它只考慮了設(shè)備布局的定量要求，沒有考慮定性方面的因素。生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變對車間布局提出了新的要求。下面分別敘述一下這幾種布局方法的內(nèi)容和各自的適用范圍。 （a）工藝布局 （b）單元布局 圖1—1 布局形式1．2 車間設(shè)施布局的計算機仿真 首先來看一下傳統(tǒng)的車間布局的局限性。一個離散事件的發(fā)生，可能會使?fàn)顟B(tài)變化呈現(xiàn)出并發(fā)性，即同時導(dǎo)致一些乃至全部變量的躍變；(3)實際 離散事件系 統(tǒng)的狀態(tài)變化呈現(xiàn)出不確定性，但對于某些離散事件系統(tǒng)，在引入一些假設(shè)時、?？蓪⑾到y(tǒng)按確定性情況加以處理；(4)離散事件系統(tǒng)通常不能采用傳統(tǒng)的微分方程或差分方程來描述。Flexsim本身的庫對象是高度抽象化的，具有很強的通用性，幾乎涵蓋了仿真中可能遇到的所有對象。該車間的詳細布局圖見附圖一。依據(jù)車間的現(xiàn)實情況模擬緩存區(qū)，臨時存放區(qū)、隔離區(qū)的緩存器的容量均為200，機加區(qū)域內(nèi)用于集中存放廢品與廢料的一個較大的緩存區(qū)容量為30，其它用于設(shè)備之間的緩存和廢品及廢料暫時存放的緩存區(qū)容量均為10。本模型的仿真報告的部分數(shù)據(jù)見表34：表34 仿真報告1Object content contentavg input output staytimeavg idle processing blockedProcessorJ1 1 124 123 ProcessorM3 0 56 56 0ProcessorM2 1 57 56 0ProcessorM1 1 64 63 0ProcessorQC1 0 51 51 0ProcessorM4 0 54 54 0ProcessorQX 1 75 74 0ProcessorQ2 1 107 106 ProcessorQ1 1 68 67 ProcessorC1 1 110 109 0ProcessorC2 1 104 103 0ProcessorC3 1 88 87 0ProcessorC6 1 73 72 ProcessorC5 0 76 76 0Queue1 26 150 124 0 0 0Qu