【導(dǎo)讀】越來(lái)越多的制造企業(yè)運(yùn)用系統(tǒng)仿真軟件建模的。方法，來(lái)解決生產(chǎn)流水線的潛在問(wèn)題，從而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的生產(chǎn)方式。本文根據(jù)系統(tǒng)仿真技術(shù)，運(yùn)用Flexsim仿真軟件對(duì)成。和車間的作業(yè)時(shí)間采集；最后利用Flexsim仿真軟件建立車身焊接生產(chǎn)線模型。改進(jìn)方案，并再次利用Flexsim軟件驗(yàn)證提出的改進(jìn)方案，從而選擇其最優(yōu)方案。使該企業(yè)車身焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率得到了很大的提高，大大增加了企

　　

【正文】 ]。生產(chǎn)線平衡是評(píng)價(jià)生產(chǎn)線質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，生產(chǎn)線各個(gè)工序作業(yè)越平均，生產(chǎn)線生產(chǎn)效率就越高。 如果每個(gè)工序工作相同的時(shí)間 ， 是一個(gè)完全平衡的生產(chǎn)線 ， 生產(chǎn)線平衡率為百分之一百 ； 所有進(jìn)程的同步在這個(gè)時(shí)候進(jìn)行， 實(shí)現(xiàn)最大的工人和機(jī)器設(shè)備的使用 ， 工作過(guò)程非常平穩(wěn)。 一個(gè)生產(chǎn)線中難免會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)奏較慢的工序，其中節(jié)奏最慢的那道工序一般被稱為“瓶頸”工序 [15]。由于生產(chǎn)過(guò)程中“瓶頸”工序的存在 ，不僅僅減緩了該工序的生產(chǎn)速度，還降低了所有生產(chǎn)線工序的生產(chǎn)能力。“瓶頸”工序的出現(xiàn)也有著其必然性，因?yàn)樯a(chǎn)線上每一個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間都不可能完全相同。這類“瓶頸”工序的出現(xiàn)，不僅浪費(fèi)了大量的成品生產(chǎn)時(shí)間，還造成了產(chǎn)品的大量堆積，對(duì)生產(chǎn)線的資源造成極大浪費(fèi)，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)過(guò)程的中斷。 空閑時(shí)間（ idle time）具體是指員工、生產(chǎn)設(shè)備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有作業(yè)的那段時(shí)間。在一個(gè)生產(chǎn)流程中，除了“瓶頸”工序外，其他工序都會(huì)有空閑時(shí)間，閑置就是浪費(fèi)，要盡量消除。 工作要素（ work element）有時(shí)就稱為工序 。它是流水線生產(chǎn)過(guò)程中最基本的一部分，是完成某項(xiàng)動(dòng)作所進(jìn)行的最小工作單元，即在進(jìn)行生產(chǎn)線平衡優(yōu)化時(shí)我們也不能將工作要素再行拆分。 工作站（ work station）有時(shí)也稱工位，是裝配線中的一個(gè)工作地，產(chǎn)品在此工作地要完成一個(gè)或幾個(gè) 動(dòng)作 。簡(jiǎn)單的可以理解為工件在裝配線上停留等待加工的部位。 總作業(yè)時(shí)間： 在 產(chǎn)品整個(gè)裝配流程 中 ， 生產(chǎn) 一個(gè)產(chǎn)品需要的時(shí)間，也就是一個(gè)產(chǎn)品 從第一個(gè)工序到最后一個(gè)工序 需要的所有作業(yè)工序的作業(yè)時(shí)間總和。 根據(jù) 以上概念 我們可以看出 ， 生產(chǎn)線平衡 應(yīng)該 滿足以下兩個(gè)條件： （ 1） 產(chǎn)線節(jié)拍 不小于 工序時(shí)間 ； （ 2）各工序時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差 最小 。 23 生產(chǎn)線平衡原則 生產(chǎn)線平衡的改善包括以下兩個(gè)原則： （ 1） 既要 調(diào)整每個(gè)流程的操作單元操作的時(shí)間小于生產(chǎn)線 ， 也 要 遵守制造過(guò)程的優(yōu)先級(jí) ，還要 使這一過(guò)程盡可能減少 工序的 數(shù)量 [16]； （ 2） 等待時(shí)間的過(guò)程盡可能少 ，而且 盡可能每一工序相對(duì)同樣的忙碌 ， 使生產(chǎn)時(shí)間的損失減少到最低 影響生產(chǎn)線平衡的要素 影響生產(chǎn)線平衡的要素主要有三類： （ 1） 工序的作業(yè)內(nèi)容 工序的作業(yè)內(nèi)容 是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求 ， 在指定的位置來(lái)完成工作。工作 的強(qiáng)度 將直接影響完成作業(yè)的時(shí)間。 （ 2） 操作者的技術(shù)水平 因?yàn)椴煌ぷ魅藛T的知識(shí)背景，經(jīng)驗(yàn)積累及身體狀況的 差別 ，即使是相同的工作內(nèi)容， 工人的技術(shù)水平 也會(huì)有不同，從而會(huì)使 處理時(shí)間 產(chǎn)生差異。 （ 3） 工序設(shè)備的生產(chǎn)能力 設(shè)備在一定的時(shí)間內(nèi)組裝產(chǎn)品的數(shù)量的能力和 設(shè)備本身的 利用率 ， 是機(jī)器的生產(chǎn)能力。 如果 內(nèi)容相同的 工序 是由不同類型的設(shè)備 完成的， 可能會(huì)有不同的數(shù)量和質(zhì)量 ， 這是因?yàn)橛捎诂F(xiàn)實(shí) 情況， 導(dǎo)致每臺(tái)機(jī)器的處理速度和精度都有不同程度的差異。流水線 生產(chǎn) 的情況下 ，如果 設(shè)備落后 ， 在 員工處理 不當(dāng)?shù)那闆r下 ， 可能會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)線生產(chǎn) 暫停 。 除了上面的三個(gè)點(diǎn) ， 其他如安排 物流 ， 原材料的質(zhì)量 ， 設(shè)計(jì)因素也能影響生產(chǎn)線平衡。 焊接生產(chǎn)線優(yōu)化方案及仿真結(jié)果分析 根據(jù)得到的仿真數(shù)據(jù)和上述理論可以看出，處理器 1處理器 20 與處理器22 閑置率都在 80%左右，有很長(zhǎng)的閑置時(shí)間。處理器 18 對(duì)應(yīng)工位為骨架補(bǔ)焊，處理器 20 對(duì)應(yīng)工位為焊縫修補(bǔ)，處理器 22 對(duì)應(yīng)工位為車身骨架檢測(cè)調(diào)整，經(jīng)過(guò)工藝驗(yàn)證，三個(gè)工位可以整合。 建立整合后的仿真模型，整合新工位的作業(yè)時(shí)間暫時(shí)設(shè)置為工位骨架補(bǔ)焊、焊縫修補(bǔ)和車身骨架檢測(cè)調(diào)整之和。（實(shí)際作業(yè)時(shí)間會(huì)小于此數(shù)值，此處暫用該數(shù)值代替。）重新運(yùn)行修改后的仿真模型 ，運(yùn)行狀態(tài)圖如圖 13 所示。 24 圖 13 優(yōu)化后的生產(chǎn)線模型運(yùn)行圖 25 模型運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告 如表 5： 表 5 優(yōu)化后模型運(yùn)行綜合報(bào)告 Object stats_contentavg stats_output stats_staytimeavg state_since 處理器 6 1087 處理器 7 1087 處理器 8 1087 19 處理器 9 1087 處理器 10 1087 合成器 16 5434 處理器 18 1086 處理器 20 1085 處理器 22 1084 處理器 24 1084 由表可知，原有三個(gè)工位經(jīng)過(guò)整合，空閑率由 80%左右降到了 40%，車身焊接生產(chǎn)線的平衡率得到了提升，更大程度的利用了設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí) 減少了工位數(shù)量，節(jié)省了企業(yè)人力資源。使該企業(yè)車身焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率得到了很大的提高，大大增加了企業(yè)收益。 因此，方案驗(yàn)證可行。 作為該車身焊接生產(chǎn)線的優(yōu)化方案。 26 6. 總結(jié) 本文利用 Flexsim 仿真軟件對(duì) 汽車 車身 焊接生產(chǎn)線 進(jìn)行了建模仿真，并對(duì)其建模方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了研究，現(xiàn)總結(jié)如下 : (1)汽車 車身 焊接生產(chǎn) 線存在較高的復(fù)雜性，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以預(yù)見(jiàn) 焊接生產(chǎn) 線的潛在問(wèn)題，可以避免因初期不合理的設(shè)計(jì)而造成的經(jīng)濟(jì)損失，做到問(wèn)題的及時(shí)解決及處理，且成本低廉，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高有重要幫助。 (2)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在 車身 焊接 生產(chǎn) 線 方面的運(yùn)用，相比傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法有形象、直觀等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)層次及關(guān)聯(lián)因素多樣的復(fù)雜系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)仿真的便捷性會(huì)體現(xiàn)的更加明顯。 (3)通過(guò)對(duì)汽車 車身 焊接生產(chǎn) 線的 流程 、特點(diǎn)以及存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，并對(duì) 焊接 工藝流程進(jìn)行梳理，提出以 汽車車身焊接工藝 為研究對(duì)象的仿真方法，同時(shí)對(duì) 汽車車身焊接流程 進(jìn)行了 仿真 ，提出了 車身焊接流程的 優(yōu)化方案。 (4)綜合運(yùn)用工業(yè)工程思想及 Flexsim 仿真軟件對(duì) 汽車車身焊接生產(chǎn) 線進(jìn)行了建模與仿真，提出了從概念模型到理論模型再到實(shí)體模型的整體設(shè)計(jì)方案，將整個(gè) 焊接 的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了三維可視化，并通過(guò)對(duì)模型的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)而得出最優(yōu)方案。 (5)主要運(yùn)用 觀察法、文獻(xiàn)法 并結(jié)合具體的生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料，對(duì) 汽車焊接生產(chǎn)線 的 車身焊接 工段的幾個(gè)主要工位進(jìn)行了 仿真試驗(yàn) ，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)資料的整合處理，從而得到最優(yōu)的 生產(chǎn) 方案，為以后的生產(chǎn)提供理 論依據(jù)。 (6)經(jīng)過(guò)優(yōu)化，改善工位的閑置率由原有的 80%降到了 40%，提高了該車身焊接生產(chǎn)線的生產(chǎn)平衡率，減少了工位數(shù)量，節(jié)省企業(yè)的人力資源，從而為企業(yè)帶來(lái)良好的效益。 27 參考文獻(xiàn) [1] 許晨 .基于 Flexsim 的某汽車裝配車間物流建模與仿真的研究 [D].濟(jì)南 :山東大學(xué) ,20xx [2] 米羅剛 ,劉志永 .計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育 ,20xx,8(1):2830 [3] 郭齊勝 ,董志明 ,單家元 .系統(tǒng)仿真 [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,20xx [4] 張久然 .基于 Flexsim 的轎車混流裝配線仿真研究 [D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，20xx [5] 周向陽(yáng) .物流系統(tǒng)仿真系列講座 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“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。”撰寫(xiě)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)充滿挑戰(zhàn)、道阻且躋，但它同時(shí)也是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)過(guò)程，倆個(gè)多月的論文寫(xiě)作使得我對(duì)學(xué)術(shù)的態(tài)度更加嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，思路上更加創(chuàng)新開(kāi)闊。這一路上，感謝各類良師益友的陪伴和鼓勵(lì)，在此特獻(xiàn)上真摯的謝意 ! 首先要感謝我敬愛(ài)的指導(dǎo)老師 —— 劉愛(ài)群。她淵博的知識(shí)、敏銳的思維深深地啟迪了我，使我對(duì)專業(yè)領(lǐng)域很多課題產(chǎn)生了濃厚的興趣，可以在 有限的知識(shí)和能力之下做一些簡(jiǎn)單的探索，逐步提升科研能力。在這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)寫(xiě)作中，劉愛(ài)群老師在論文選題、框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、具體格式規(guī)范等都給了我很多的指導(dǎo)，幫助我完成一場(chǎng)真正的“學(xué)術(shù)洗禮”。跟著老師學(xué)習(xí)的這四年時(shí)間是我人生一筆寶貴的財(cái)富，劉愛(ài)群老師對(duì)學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)、孜孜以求深深地感染了我，使我端正科研態(tài)度，放下功利心，產(chǎn)生了對(duì)學(xué)術(shù)的“敬畏”之心。 同時(shí)，這四年來(lái)愉快而又充實(shí)的學(xué)習(xí)生活離不開(kāi)學(xué)院各位老師的悉心照顧。感謝劉愛(ài)群老師、 胡鴻老師、 朱小勇老師、何志朋老師、盧茗軒老師、甘浪老師、廖可兵老師、牛美玲老師、張 平 老師、劉瀾老師等對(duì)我專業(yè)課程的教導(dǎo)，幫助我建立完整的行政管理知識(shí)體系。感謝劉愛(ài)群老師給我論文上的指導(dǎo)和幫助，開(kāi)拓我的寫(xiě)作思路。 最后，感謝一路走來(lái)陪伴在我身邊的家人和朋友，他們是我軟弱時(shí)的支撐和前行中的力量，感謝他們對(duì)我的無(wú)私包容和幫助，讓我可以從容得面對(duì)每一個(gè)挑戰(zhàn)。愿我能在未來(lái)的生活中學(xué)會(huì)更多地愛(ài)他們，視他們?yōu)檎鋵殻c他們分享成長(zhǎng)道路中的每一個(gè)感動(dòng) !