【文章內(nèi)容簡介】 大最小庫存。裝配線上的掛區(qū)讀取生產(chǎn)計(jì)劃，當(dāng)新訂單的第一件開始上掛時(shí)，前面一個(gè)訂單的最后一件正在處理，此時(shí)第一裝配工站的暫存區(qū)已經(jīng)清空，新訂單的物料配送請(qǐng)求發(fā)出，配送系統(tǒng)就會(huì)為每個(gè)裝配站配送一次新訂單開工所需要的零部件。 由暫存區(qū)或者由虛擬工站讀取生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)產(chǎn)生的新訂單物料配送請(qǐng)求，均會(huì)集中到配送中心的搬運(yùn)小車AGV，當(dāng)AGV接收配送請(qǐng)求后會(huì)調(diào)用相應(yīng)的配送調(diào)度策略，從而決定配送過程的執(zhí)行。AGV接收配送請(qǐng)求后，如果AGV空閑就會(huì)先到達(dá)物料預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)的對(duì)應(yīng)配送請(qǐng)求的暫存區(qū)，讀出需求的數(shù)量到AGV小車上，再配送到相應(yīng)的目的地。13 物料預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)某物料存放區(qū)比線邊暫存區(qū)的容量高出較多，但也是按照看板方式進(jìn)行設(shè)置的[16]。當(dāng)AGV在某個(gè)存放區(qū)取走一部分物料后，如果已經(jīng)接近或者低于其最小庫存，此時(shí)，就觸發(fā)了該物料向總公司申請(qǐng)物料配送的請(qǐng)求，總公司到工廠或分公司預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)的物料配送則采用其他的裝載設(shè)備了，如卡車等。本模型中簡化了中轉(zhuǎn)區(qū)向總14公司申請(qǐng)物料配送的過程，當(dāng)中轉(zhuǎn)區(qū)物料低于最小庫存時(shí)，采用的是及時(shí)補(bǔ)貨策略，即一旦物料庫存低于最小庫存時(shí)，物料預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)某種零部件的存放區(qū)會(huì)被立即填滿。因此，對(duì)于預(yù)投區(qū)的建模，主要考慮的是有多少個(gè)零部件代號(hào)就要構(gòu)建多少個(gè)緩沖區(qū)，這在實(shí)際情況中有時(shí)會(huì)采用合區(qū)的方法，但是仿真時(shí)為簡單起見而分別設(shè)立存放區(qū)。對(duì)于每個(gè)存放區(qū)，當(dāng)有物料流出時(shí)必須判斷是否低于安全庫存，從而決定是否向總公司申請(qǐng)物料配送，因此，建模時(shí)需要寫一個(gè)通用的Method。雙擊PreStore物料中轉(zhuǎn)區(qū)打開，彈出一個(gè)新的模型層PreStore。 PreKanBan數(shù)據(jù)表，記錄的是每個(gè)零部件存放區(qū)的最大庫存、最小庫存及初始庫存，以及對(duì)于這種物料如果向總公司申請(qǐng)配送需求時(shí)，申請(qǐng)單位為多少個(gè)。，表的第0列記錄的是零部件代碼編號(hào)。 物料預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的物料存放數(shù)據(jù)表 由于物料比較多，人工生成各種物料存放區(qū)比較麻煩，因此，采用了Method的做法。方法BufferDelete先清空原有的存放區(qū)對(duì)象，方法CreateRawBuffer則生成一個(gè)全新的存放區(qū)數(shù)量為MaxMaterial個(gè)，方法BufferDelete的SimTalk語句（見附錄A）。 輸入完成后運(yùn)行CreateRawBuffer方法，生成一個(gè)完整的中轉(zhuǎn)物料倉庫。 PreStoreInit方法是做一些初始化工作，例如，存放區(qū)物料數(shù)量檢查是否需要補(bǔ)貨等基本的決策工作，該方法最好不要單獨(dú)運(yùn)行，是由系統(tǒng)仿真的Init方法調(diào)用的（見附錄A）。 方法PullOrder作為每一個(gè)存放區(qū)的離開策略被調(diào)用，主要判斷存放區(qū)內(nèi)的物料是否低于最小庫存從而決定是否向總公司提出物料申請(qǐng)，其SimTalk語句（見附錄A）。15 物料預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的物料存放區(qū)至此，物料中轉(zhuǎn)區(qū)建模完成，模型的基礎(chǔ)工作已經(jīng)全部完成，及時(shí)保存文件，下面討論建立通用的裝配線仿真模型方法。 裝配線及AGV配送路線建模 以6站裝配線為例，由于不考慮第一類和第二類物料配送問題，只考慮工廠車間自身物料配送問題，因此，建模時(shí)將其他線邊的直供物料及子裝配線供應(yīng)及懸掛供料等方式均作省略處理。裝配基準(zhǔn)件可以從上料工位上掛，經(jīng)過一個(gè)虛擬工站，實(shí)際裝配線可能是一些上掛其他配件區(qū)。例如，空調(diào)裝配線，前端的上掛區(qū)需要上掛壓縮機(jī)、塑料件等很多，仿真這些工站不具備實(shí)際分析意義，只是一種表達(dá)方式而已，因此，在仿真時(shí)，虛擬工站的加工時(shí)間設(shè)置為零。仿真時(shí)設(shè)立一個(gè)虛擬工站的好處是有一些Method可以由虛擬工站的進(jìn)入或離開策略來執(zhí)行[17]。例如，如果當(dāng)前上料件為新訂單的第一件，顯然對(duì)于第一個(gè)裝配工站而言，其正在加工的是上一個(gè)訂單的最后一個(gè)工件，上一個(gè)訂單最后一件加工完成時(shí)間就需要進(jìn)行切換及其他參數(shù)的設(shè)置及更改了，這些工作可以交由虛擬工站的離開策略，離開策略調(diào)用某個(gè)Method執(zhí)行相關(guān)作業(yè)。，由虛擬工站M0的離開策略調(diào)用VisInit方法，執(zhí)行一些數(shù)據(jù)處理工作，同時(shí)決定是否進(jìn)行初始的物料配送。當(dāng)物料到達(dá)工站后執(zhí)行裝配作業(yè)，同時(shí)按BOM要求從此線邊暫存區(qū)取用相應(yīng)的零部件數(shù)量進(jìn)行裝配，然后依次往下傳遞。而當(dāng)物料進(jìn)入本裝配站時(shí)，會(huì)調(diào)用入口控制方法Set_Nums，即判斷如果當(dāng)前作業(yè)為新訂單第一件，需要對(duì)本工站進(jìn)行Setup等工作。16 當(dāng)物料從線邊暫存區(qū)流向裝配站時(shí)，線邊暫存區(qū)的離開控制會(huì)調(diào)用Cal_Nums方法，計(jì)算線邊暫存區(qū)的現(xiàn)存物料是否低于最小庫存，如果低于最小庫存而且又沒有在途庫存，就向配送中心申請(qǐng)一次物料配送。每一個(gè)線邊暫存區(qū)的工作過程是一致的[18]。 配送中心接收物料配送請(qǐng)求后就會(huì)檢查已有的搬運(yùn)小車AGV是否有空，有空就立即給空閑的并且靠近中轉(zhuǎn)區(qū)的AGV派工。每個(gè)AGV空回程到達(dá)Track0的傳感器區(qū)域后，觸發(fā)傳感器觸發(fā)策略MLoad裝料決策，首先急件服務(wù)MEmpty。如果MEmpty返回零表示沒有急件，則執(zhí)行常規(guī)配送MSafety，MSafety又分為一般急件和普通配送請(qǐng)求，具體的配送執(zhí)行由MFunc方法來執(zhí)行。 AGV每次接收配送請(qǐng)求后均會(huì)被告知目的地，因此，當(dāng)AGV在配送過程中到達(dá)各個(gè)線邊暫存區(qū)位置時(shí)，Track上安裝的傳感器就會(huì)被觸發(fā)，判斷AGV的目的地是否就是本線邊暫存區(qū)。如果是，就調(diào)用MUnLoad卸貨方法，將AGV上裝載的Parts卸載到相應(yīng)的線邊暫存區(qū)，否則繼續(xù)往前移動(dòng)知道目的地為止。卸載完成后，AGV采取路線就近原則返回，即卸貨完成就返回Track0位置，也就是物料預(yù)投中轉(zhuǎn)區(qū)，等待下一次自配送執(zhí)行。 生成裝配線模型的通用方法 所有上述活動(dòng)均被寫入了InitAssemblyLine方法中。SimTalk（見附錄A） 一般先運(yùn)行DeleteAllObjects方法，再運(yùn)行CreateInitObjects方法，最后運(yùn)行InitAssemblyLine方法， 此時(shí)，該模型還不能運(yùn)行，需要對(duì)那些Method添加SimTalk語句才可以。 ，第二排的小圖標(biāo)就是裝配線和AGV、Track等對(duì)象調(diào)用的Method，從模型執(zhí)行過程一一介紹這些Method的編程思想及功能。171）VisInit方法：由虛擬工站M0的離開控制策略調(diào)用，主要功能是當(dāng)新訂單的第一件即將進(jìn)入M1裝配時(shí)，將該訂單的有關(guān)參數(shù)賦值到Inventory數(shù)據(jù)表中，同時(shí)做一些檢查性工作。（附錄A）2）Set_Nums方法：由每個(gè)裝配工站的入口控制策略。主要功能是執(zhí)行檢查如果即將進(jìn)入本裝配站的產(chǎn)品是新訂單的第一件的話，將BOM表中該零件需求的數(shù)量賦值給裝配工站變量AssemblyList。(見附錄A)1）MLoad方法（AGV卸料）：在Track0的位置設(shè)定，由Track0的傳感器觸發(fā)。這個(gè)位置可以認(rèn)為是中間預(yù)投的一個(gè)等候區(qū)，當(dāng)AGV到達(dá)時(shí)，如果有配送請(qǐng)求就去執(zhí)行物料配送，否則AGV小車原地待命。（見附錄A） 在Track0上設(shè)置了一個(gè)傳感器，任意AGV小車到達(dá)該位置后，觸發(fā)方法MLoad，即小車調(diào)度策略[19]。① 由于產(chǎn)品的不斷更新和混流裝配，相應(yīng)的零部件也要發(fā)生更替，在這里定義新舊零件號(hào)的交替點(diǎn)為物料斷點(diǎn)。如果某線邊暫存區(qū)（BF1BFn,本模型中n=6）為空，即裝配線出現(xiàn)物料斷點(diǎn)，搬運(yùn)小車按裝配工站先后順序優(yōu)先為該線邊暫存區(qū)配送一個(gè)裝載量的零部件。該策略在MEmpty方法中表達(dá)。② 如果某線邊暫存區(qū)的實(shí)際庫存低于最小庫存，則根據(jù)Cal_Nums方法的取貨看板優(yōu)先為其配送一個(gè)裝載量的零部件，該策略在MSafety方法中表達(dá)。③ 如果某線邊暫存區(qū)的實(shí)際庫存介于最小庫存與最大庫存之間，并且小車對(duì)某線邊暫存區(qū)的搬運(yùn)次數(shù)小于Inventory表中對(duì)應(yīng)的總搬運(yùn)次數(shù)Times，或者搬18④ 運(yùn)次數(shù)等于Times項(xiàng)但是Residue非零，則繼續(xù)對(duì)該暫存區(qū)配送，該策略在MSafety方法中表達(dá)。⑤ 如果某線邊暫存區(qū)有在途庫存，則其余小車不為其進(jìn)行物料配送，或者實(shí)際庫存量大于最大庫存減去裝載量，即如果繼續(xù)為該暫存區(qū)配送導(dǎo)致暫存區(qū)實(shí)際庫存超出最大庫存，停止配送，該策略在MSafety方法中表達(dá)。⑥ 如果上述策略均不執(zhí)行，小車停止工作于Track0的傳感器位置，直到某線邊暫存區(qū)發(fā)出取貨看板，該策略在MLoad方法中表達(dá)[20]。搬運(yùn)小車按上述調(diào)度策略執(zhí)行搬運(yùn)任務(wù)時(shí)，首先向物料中轉(zhuǎn)區(qū)PreStore內(nèi)相應(yīng)零部件超市發(fā)出取貨看板，取走相應(yīng)數(shù)量的物料。然后小車裝載某類零部件沿道路前進(jìn)方向依次到達(dá)各線邊暫存區(qū)對(duì)應(yīng)的Track的傳感器位置，觸發(fā)MunLoad執(zhí)行卸載策略。 MLoad調(diào)用了MEmpty、MSafety、MFunc幾個(gè)方法。2） MUnLoad方法（AGV卸料）：在Tracki的位置設(shè)定，由Tracki的傳（見附錄A）3） MEmpty方法（急件配送）：在新訂單到達(dá)時(shí)首先執(zhí)行的急件配送，必須在一開始就按順序給每個(gè)裝配送一個(gè)裝載單位的物料用于即刻開工。（見附錄A）4） MSafety方法（常規(guī)配送）：包括低于最小庫存的半急件配送和處于最小最大庫存間的正常物料配送。為公平起見，采用了一個(gè)累加變量Y_Queue循環(huán)檢查每個(gè)裝配站的線邊暫存區(qū)從而決定誰最需要物料配 送。（見附錄A）5） MFunc方法（執(zhí)行配送）：下面為AGV實(shí)際執(zhí)行配送的具體流程及做法。6） Cal_Nums方法（配送請(qǐng)求）：實(shí)際執(zhí)行的具體流程及做法。當(dāng)線邊暫存區(qū)的物料流動(dòng)到裝配工站后，暫存區(qū)的物料逐步減少，當(dāng)其低于最小庫存時(shí)，就觸發(fā)了一個(gè)配送請(qǐng)求，如果急件需求則會(huì)被配送系統(tǒng)立即處理。 仿真模型的初始化 Init方法（系統(tǒng)初始化）的SimTalk語句（見附錄A）至此所有的Method均已輸入，如果可以的話嘗試運(yùn)行一下仿真模型。 本章小結(jié)：對(duì)MTO企業(yè)混流裝配線建模是完成本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，熟練掌握eMPlant仿真軟件及其環(huán)境，只有對(duì)其了解掌握才能把后面的工作做好。193 AGV配送小車的優(yōu)化3 AGV配送小車的優(yōu)化 目前使用的小車數(shù)量C1=2，速度C2=。如果將C1改為3，運(yùn)行仿真模型，觀察所用的仿真時(shí)間是否有變化。 由于總的仿真時(shí)長就是履行完成這批訂單所需要的時(shí)間makespan。對(duì)于一般MTO企業(yè)而言，影響makespan的因素如下。1) 設(shè)備的故障率。2） 混流裝配線的節(jié)拍。3） 線邊暫存區(qū)的最大最小庫存量。4） 搬運(yùn)小車的數(shù)量及速度、裝載量大小。因素1）和2）屬于生產(chǎn)系統(tǒng)本身的參數(shù)，與物料配送系統(tǒng)無關(guān)，因此，這里主要討論3）和4）。 n個(gè)訂單（生產(chǎn)任務(wù)），每個(gè)訂單包含Ki個(gè)產(chǎn)品數(shù)(i=1,2,3,……,n),在m臺(tái)裝配工站依次裝配，訂單i的節(jié)拍時(shí)間Takt Time為ti（i=1,2，…..，n）.采用平衡移動(dòng)方式訂單的周期為∑（Ki*ti+tsi）+（m1）t1，其中tsi為第i1個(gè)訂單向第i個(gè)訂單切換時(shí)的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間（setup time）。訂單i 的第 j 個(gè)線邊暫存區(qū)需要的搬運(yùn)次數(shù)由times 加Residue 構(gòu)成， 用 dij表示用t揀ij、 t卸ij和t作ij分別表示一次配送過程的揀貨時(shí)間、卸貨時(shí)間和搬運(yùn)作業(yè)時(shí)間，則完成一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃，搬運(yùn)小車所需的最小周期時(shí)間為∑(n，t=1)∑(m，j=1)(t撿ij+t卸ij+t作ij)*dij。因此，搬運(yùn)小車優(yōu)化模型為:Min=∑(n，t=1)∑(m，j=1)(t撿ij+t卸ij+t作ij)*dij≧max∑（n，i=1）（Ki*ti+tis）+（m1）t1 （31）dij取決于搬運(yùn)車裝載量大小，實(shí)際中，如果產(chǎn)品的尺寸變化不是太大則可以忽略產(chǎn)品間的影響，而只考慮產(chǎn)品構(gòu)成中的零部件尺寸影響，此時(shí)，dij可以用dj（j=1,2…，m）表示，取決于BOM表中的Number。t撿ij，t卸ij和tsi一般符合某種概率分布，而生產(chǎn)節(jié)拍ti在生產(chǎn)計(jì)劃制定時(shí)就可以確定下來，式（21）中變量主要是dij和t作ij對(duì)Makespan的影響轉(zhuǎn)換為Number、C1和C2對(duì)Makespan的影響。多因素對(duì)單指標(biāo)的影響分析一般分兩步走，第一步做多因素兩水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分離出影響指標(biāo)的主要因子及交互作用。第二步做主要因子的多水20平配比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到最佳因子配比方案，從而找到最小完工時(shí)間。 單擊Toolbox 中的，再在模型層中插入一個(gè)實(shí)驗(yàn)管理器ExperimentManager，改名為DOE1。雙擊DOE1打開。21西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)不要太多，尤其是訂單數(shù)量多時(shí)，置信水平取95%，也可取99%。單擊Output Values，以仿真總時(shí)間長度作為makespan是一種通用的作法。選擇“Define input values→Input Values”，輸入兩個(gè)因素：小車AGV的數(shù)量C1和小車移動(dòng)速度C2，單擊OK按鈕返回。 單擊DOE1對(duì)話框的主菜單中的Tools項(xiàng)，在下拉菜單中選擇第一項(xiàng)Twolevel Experimental design（兩水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)）。 兩水平因子設(shè)計(jì)C1小車數(shù)量低水平為1輛，高水平為2輛；,。幾分鐘后，系統(tǒng)以HTML格式給出試驗(yàn)結(jié)果，20（a）（b） 兩水平因子設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果顯然，試驗(yàn)4能獲得比較好的makespan，即C1和C2均為高水平。雙擊DOE1打開，單擊DOE1對(duì)話框的主菜單Tools項(xiàng)，在下拉菜單中選擇第二項(xiàng)Multilevels Experimental Design。22 C1小車數(shù)量水平為5，對(duì)應(yīng)小車數(shù)量為 5輛；。 。（a）（b） 仿真結(jié)果23我們可以發(fā)現(xiàn)第47組用時(shí)最短即C