【文章內(nèi)容簡介】 8） 車間的加工設備是否能夠得到充分利用，負載是否平衡； （ 9） 在制品庫存量的多少。 [8] 修改模型 修改參數(shù) Y Y N 三維實體模型的建立 建立方案的仿真模型 設定對性的屬性和參數(shù) 編 譯運行模型 運行仿真實驗 生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)報告 是否可行？ 模型問題？ 參數(shù)問題？ 結果分析 N Y 8 四、基于 Flexsim 的某加工車間設施布置的建模與仿真 （一）實例應用 —— 精密絲桿生產(chǎn)車間情況概述 某加工車間，主要生產(chǎn)精密絲桿。車間面積為 400平方米，各區(qū)域面積分布如車間區(qū)域面積分布表所示。車間內(nèi)有一臺校直機，一臺研頂尖孔鉆床，一臺銑床，三臺車床，四臺磨床 （ 3臺普通磨床和 1 臺立式磨床），用于熱處理的五個鹽爐和緩存區(qū)若干。該車間采用工藝導向型布置方式，搬運方式主要采用叉車搬運方式： 原材料區(qū)到熱處理區(qū)的搬運量為 90 件 /次；銑床區(qū)和磨床區(qū)到熱處理區(qū)的搬運量為 180 件 /次；成品檢驗區(qū)到成品存放區(qū)的搬運量為 360 件 /次。 表 41 車間區(qū)域面積分布表 編號 區(qū)域 面積 1 原材料臨時存放區(qū) * 2 熱處理區(qū) * 3 校直區(qū) *6m 4 車床區(qū) 6m*6m 5 鉆床區(qū) 2m*6m 6 銑床區(qū) 2m*6m 7 磨床區(qū) *6m 8 成品檢驗區(qū) * 9 成品存放區(qū) * 該車間的原布局中的通道設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，設備與設備之間的距離不小于設備長度的 1/3，搬運工具只允許在通道中行駛，即使設備之間的距離允許搬運設備通過，它也不能穿越設備。 該車間精密絲桿加工工藝流程 見下圖 41： 圖 41 工藝流程圖 粗磨外圓、半精車螺紋、銑鍵槽 去應力退火 粗車外圓及螺紋、倒角 球化退火 淬火、回火 粗磨外圓及螺紋 低溫時效 精磨外圓及螺紋 下料及校直 切端面、打頂尖孔 研磨兩頂尖孔 檢驗、儲存 9 各道工序所用設備及消耗時間如表 42和 43所示 表 42 各工序所需加工設備 工序名稱 設備名稱 工序名稱 設備名稱 下料校直（熱校直） 鹽爐、校直機 球化退火 鹽爐 切端面 車床 打頂尖孔 研頂尖孔鉆床 粗車外圓、小軸肩及倒兩端倒角 車床 粗車螺紋 車床 去應力退火 鹽爐 粗磨外圓及軸肩 磨床 半精車螺 紋 車床 銑鍵槽 銑床 淬火 鹽爐 回火 鹽爐 粗磨外圓 磨床 粗磨螺紋 磨床 低溫時效 鹽爐 研磨兩頂尖孔 立式磨穿 精磨外圓 磨床 精磨螺紋 磨床 表 43 各工序加工時間表 編號 工序名稱 時間 編號 工序名稱 時間 1 下料校直 (熱校直 ) 55min 2 球化退火 6h 3 切端面 5min 4 打頂尖孔 3min 5 粗車外圓、小軸肩及倒兩端倒角 6 粗車螺紋 2min 7 去應力退火 3h 8 粗磨外圓及軸肩 2min 9 半精車螺紋 3min 10 銑鍵槽 3min 11 淬火 25min 12 回火 25min 13 粗磨外圓 1min 14 粗磨螺紋 1min 15 低溫時效 5h 16 研磨兩頂尖孔 1min 17 精磨外圓 2min 18 精磨螺紋 19 檢驗 5min （三） 模型的運行與仿真報告的輸出及分析 Flexsim對該車間進行布局 車間總共有 9個區(qū)，其中涉及加工生產(chǎn)的有 6個區(qū)，每個區(qū)均有加工機器及緩存區(qū)若干。現(xiàn)對車間內(nèi)的 設施用 Flexsim中的實體進行替換，分別用 1個發(fā)生器代替原材料的到達， 1個容量為 500單位的緩存區(qū)代替原材料的臨時存放區(qū)，成品檢驗區(qū)用 2臺處理器來對成品進行檢驗。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 3次車的工序，用 3臺處理 10 器分別來表示這 3個車床的工序。 分別將 1個發(fā)生器， 17個緩存器， 17臺處理器， 1個貨架拖入 Flexsim的界面，按照車間布局的要求布置各個實體的位置并調(diào)整其大小。按照精密絲桿加工工藝要求連接各個實體，如將原材料臨時存放區(qū)的緩存器（ Queue）的輸出端口與熱處理區(qū)用來模擬熱處理過程的處理器（ ProcessorJ1）的輸入端口相連，具體做法為按住 A鍵點擊 Queue拖到 ProcessorJ1上面，其他的連接都類似。 原車間內(nèi)共有 6輛叉車和一個搬運員。為了方便記憶為其編號，叉車 1（ Transporter1）負責磨床區(qū)到熱處理區(qū)的物料搬運；叉車 2（ Transporter2）負責銑床區(qū)到熱處理區(qū)的搬運，叉車 3（ Transporter3）負責校直區(qū)到熱處理區(qū)的搬運；叉車 4（ Transporter4）原材料臨時存放區(qū)到熱處理區(qū)的搬運；叉車 5（ Transporter5）負責將檢驗區(qū)到成品儲存區(qū)的成品搬運，為了取消叉車運行路徑不同而對模型結果產(chǎn)生的影響，特為叉車設置行走路徑，使其只在車輛道路中行駛。仿真模型如圖42： 圖 42 車間平面圖 對上圖中的各個工作單位進行參數(shù)的設定： （ 1）由于該工廠有統(tǒng)一的配送中心，配送中心設原材料一級倉庫，車間內(nèi)不設二級倉庫，又由于該車間離一級倉庫距離較近，所以配送方式為小批量配送，每間隔 600分鐘送貨一次。由于整個零件加工完成所需時間很長，所以仿真時間為一個月，發(fā) 生器采用成批到達方式到達，每兩批到達間隔為 600分鐘，每批到達量為 90件。 （ 2）依據(jù)車間的現(xiàn)實情況模擬緩存區(qū)，原材料存放區(qū)的緩存器的容量均為 500，熱處理區(qū)和成品檢驗區(qū)內(nèi)用于暫存的緩存區(qū)容量為 200，及加工區(qū)的緩存區(qū)容量均為 100。 11 （ 3）車間內(nèi)的 4臺叉車的最高速度均為 2m/s，加速度和減速度為 1m/s，裝載和卸載時間均為 20s。 （ 4） 該車間的成品存放區(qū)存放成品的方式包裝后進行堆碼，平鋪在地面上，在 Flexsim中的成品倉庫由 1個高層貨架來表示。由于在一個月之內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)品有限，倉庫有足夠的容 納能力，所以在這里貨架的容量不做限制。 （ 5） 設備加工時間設置。機加工區(qū)，因產(chǎn)品精度要求高，所以設備均為全自動機床以避免人工操作造成的較大誤差，且及加工時間相對于熱處理時間來說很短，因此設備加工時間均采用固定值。熱處理區(qū)，因每道工序所需的熱處理時間是一定的，不可更改的，所以該區(qū)域設備加工時間均采用固定值。每道工序加工時間在表 43中均已給出，在此不一一敘述。 （四） 模型的運行與仿真報告的輸出及分析 打開統(tǒng)計中的統(tǒng)計收集，選擇全部實體打開用來統(tǒng)計所以實體的狀態(tài)，點擊 Flexsim界面中的“重置”、“編譯”、“運行”，仿真模型開始運行。為了便于觀察實體的流動情況，設置仿真時間 /真實時間為 80，單位為秒，在仿真時間為 43200s時點擊暫停，導出仿真報告。 仿真報告主要包括標準報告 (Standard Report)和狀態(tài)報告 (States Report)。標準報告的輸出變量主要包括：對象當前所容納的物品數(shù) (content)、模型運行過程中對象容納的最小物品數(shù) (contentmin)、模型運行過程中對象容納的最大物品數(shù) ( contentmax)、模型運行過程中對象容納的平均物 品數(shù)( contentavg)、物品在此對象中停留的最短時間 (staytimemin )、物品在此對象中停留的最長時間(staytimemax)、物品在此對象中停留平均時間 (staytimeavg)、進入此對象的物品數(shù) (input)、離開此對象的物品數(shù) (output)等。 狀態(tài)報告的變量主要包括：空閑 (idle)、運行 (processing)、忙碌 (busy)、阻塞 (block)、收集(collecting)、釋放 (releasing)、空載運行 (empty)、裝載運行 (loaded)、裝載 (1oading)、卸載 (unloading)等。本模型的仿真報告的部分數(shù)據(jù)見表 44： 表 44 狀態(tài)報告表 Object idle processing busy blocked generating empty collecting releasing conveying Source1 % % % % % % % % % Queue2 % % % % % % % % % ProcessorR 1 % % % % % % % % % ProcessorR 2 % % % % % % % % % ProcessorR 3 % % % % % % % % % ProcessorR 4 % % % % % % % % % ProcessorR 5 % % % % % % % % % ProcessorJ1 % % % % % % % % % ProcessorC 1 % % % % % % % % % ProcessorC 2 % % % % % % % % % ProcessorC 3 % % % % % % % % % ProcessorX1 % % % % % % % % % 12 ProcessorZ1 % % % % % % % % % ProcessorM1 % % % % % % % % % ProcessorM2 % % % % % % % % % ProcessorM3 % % % % % % % % % ProcessorM4 % % % % % % % % % ProcessorY1 % % % % % % % % % ProcessorY2 % % % % % % % % % Rack20 % % % % % % % % % Queue21 % % % % % % % % % Queue22 % % % % % % % % % Queue23 % % % % % % % % % Queue24 % % % % % % % % % Queue25 % % % % % % % % % Queue26 % % % % % % % % % Queue27 % % % % % % % % % Queue28 % % % % % % % % % Queue29 % % % % % % % % % Queue30 % % % % % % % % % Queue31 % % % % % % % % % Queue32 % % % % % % % % % Queue34 % % % % % % % % % Queue35 % % % % % % % % % Queue36 % % % % % % % % % Queue37 % % % % % % % % % Transporter1 % % % % % % % % % Transporter2 % % % % % % % % % Transporter3 % % % % % % % % % Transporter4 % % % % % % % % % Transporter5 % % % % % % % % % 表 45 仿真報告表 Object content contentmin contentmax contentavg input output staytimemin Source1 3344 0 3453 0 9526 0 Queue2 500 0 500 9526 9026 ProcessorR 1 88 0 90 9024 8936 50 ProcessorR 2 177 1 179 8334 8157 360 ProcessorR 3 32 1 33 7754 7722 180 ProcessorR 4 6 0 13 7714 7708 50 ProcessorR 5 61 1 61 7702 7641 300 ProcessorJ1 1 0 1 8436 8435 5 ProcessorC 1 1 0 1 7957 7956 3 ProcessorC 2 1 0 1 7755 7754 13 ProcessorC 3 0 0 1 7721 7721 3 ProcessorX1 1 0 1 7721 7720 3 ProcessorZ1 1 0 1 7856 7855 4 ProcessorM1 1 0 1 7722 7721 2 ProcessorM2 1 0 1 7703 7702 2 ProcessorM3 0 0 1 7641 7641 1 ProcessorM4 1 0 1 7639 7638 Proces