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jit看板生產(chǎn)系統(tǒng)witness優(yōu)化分析(參考版)

2025-07-02 07:28本頁面
  

【正文】 在下一章進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)研究中,如果沒有特別的說明,模型中的α和Qmen將確定為這兩個(gè)數(shù)值()。 模型仿真參數(shù)優(yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)表WIPQmenαAWTORTPUT4794402520479440252050316025205031602520514050252051405025205230302520523032025205230302520,在確定性情況下,;再比較WIP數(shù)值,最低值為4794;維修工數(shù)量直到第7條配置時(shí),才為3人,少于第一條配置。,從表上可以看出α有13種可選取值,Qmen有6個(gè)可能取值,累積有78種組合,現(xiàn)在尋求仿真模型在這78種方案的哪一種方案配置下,系統(tǒng)績(jī)效最優(yōu)。這兩項(xiàng)指標(biāo)與看板數(shù)量和維修人員數(shù)量之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性。 振動(dòng)輪生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)Witness仿真界面其中仿真模型中變量數(shù)據(jù)的初始化設(shè)置設(shè)計(jì)于Witness仿真模型的Initialize程序中,函數(shù)的邏輯結(jié)構(gòu)、加工單元、原材料、半成品以及庫存等實(shí)體元素的輸入輸出關(guān)系等都設(shè)計(jì)在這些元素對(duì)應(yīng)的action或rule編輯框內(nèi),具體程序參考附錄部分。根據(jù)看板數(shù)量計(jì)算公式(59),對(duì)各個(gè)部件的各工序生產(chǎn)看板數(shù)量計(jì)算程序見附錄B的Initial 。同一產(chǎn)品生產(chǎn)線的利用速率R為每天設(shè)計(jì)產(chǎn)出量除以每天的時(shí)間。對(duì)于生產(chǎn)看板數(shù)量的修正公式如(510)式。使用式(58)來確定看板數(shù)量,由于該公式?jīng)]有應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)需求這一項(xiàng)的變量,有效運(yùn)用該公式的重要一步就是確定安全庫存S的數(shù)值,而一旦動(dòng)態(tài)需求的隨機(jī)特征有所變化,該公式不能相應(yīng)的進(jìn)行反饋;式(59)考慮到動(dòng)態(tài)需求,在公式中設(shè)定了需求速率變化X這一項(xiàng),但是它沒有考慮到安全庫存,計(jì)算出來的數(shù)值通常偏小,引起生產(chǎn)系統(tǒng)較嚴(yán)重的缺貨現(xiàn)象。文獻(xiàn)[10]的看板數(shù)量計(jì)算公式(59)。得到多數(shù)研究文獻(xiàn)和實(shí)際應(yīng)用接收的計(jì)算方式有如下兩種:文獻(xiàn)[9]的最優(yōu)看板計(jì)算公式(58)。建立看板控制系統(tǒng)需要確定所需要的看板卡的數(shù)量。 加工單元設(shè)備臺(tái)數(shù)表加工單元WS1WS2WS3WS4WS5WS6WS10WS7WS8WS9WS11WS12設(shè)備數(shù)量232422411112根據(jù)設(shè)備故障比率,可以計(jì)算出設(shè)備故障平均時(shí)間間隔,計(jì)算公式如式(57):BI=TWT(ORBR)/TNB=120000(57)即每臺(tái)設(shè)備加工時(shí)間累計(jì)達(dá)到7750分鐘,就會(huì)發(fā)生故障,需要進(jìn)行平均時(shí)間為240分鐘的維修后,才可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。所以根據(jù)式(55)可以得出每個(gè)工作站的機(jī)器數(shù)量計(jì)算公式,如式(56)。 生產(chǎn)系統(tǒng)中生產(chǎn)單元TC表單元WS1WS2WS3WS4WS5WS6WS10WS7WS8WS9WS11WS12時(shí)間5090601204050130838203045通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和機(jī)器的生產(chǎn)周期,同時(shí)考慮故障比率較低,在計(jì)算機(jī)器臺(tái)數(shù)時(shí)將其忽略不記,設(shè)計(jì)計(jì)算公式如(55)所示。TWT——TotalWorkTime:每個(gè)工作單元中機(jī)器一年中的負(fù)荷時(shí)間;QU ——QuantityUnit:每個(gè)工作單元所擁有的機(jī)器數(shù)量;TQW——TotalQuantityofWork:每個(gè)工作單元所完成的產(chǎn)品套數(shù);TC ——TimeCycle:每個(gè)單元完成一套產(chǎn)品的生產(chǎn)平均周期時(shí)間,例如:WS3設(shè)備完成的一套產(chǎn)品為分別加工一個(gè)外圈、一個(gè)內(nèi)圈,則平均周期時(shí)間為完成一個(gè)外圈的平均周期時(shí)間(30’)+完成一個(gè)內(nèi)圈的平均周期時(shí)間(30’),共60分鐘;TNB——TotalNumofBreakdown:全年機(jī)器發(fā)生故障的次數(shù),每月1次,均值為12次;RT——RepairTime:?jiǎn)未螜C(jī)器維修所需時(shí)間,均值為半天,4小時(shí),240分鐘;BR——BreakdownRate:故障率,均值為240*12/240/480=%;BI——BreakdownInterval:機(jī)器故障發(fā)生時(shí)間間隔;OR——Operating Rate:機(jī)器稼動(dòng)率,假設(shè)為80%。由于機(jī)器對(duì)每一部件的加工時(shí)間均值確定,只能通過設(shè)計(jì)每個(gè)加工單元中機(jī)器的數(shù)量來對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì),使得生產(chǎn)線能夠很好的滿足設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力。 生產(chǎn)線平衡在進(jìn)行系統(tǒng)仿真之前,需要將每個(gè)工作單元中機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)稼動(dòng)率加以平衡,這樣仿真過程不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備能力不平衡,導(dǎo)致某些工序過快成為瓶頸工序,使前后工序的機(jī)器設(shè)備因?yàn)榈却鴮?dǎo)致利用不足。因此,本系統(tǒng)的設(shè)備平均稼動(dòng)率計(jì)算公式如式(54)。(iv) 故障間隔時(shí)間:機(jī)器每運(yùn)轉(zhuǎn)多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)一次故障,并需要維修。(iii) 稼動(dòng)時(shí)間:是負(fù)荷時(shí)間減去停機(jī)時(shí)間,而停機(jī)時(shí)間包括批次轉(zhuǎn)換、設(shè)備異常停止、修理、待料等時(shí)間。在進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化過程中,需要使用的機(jī)器時(shí)間包括下列幾種:(i) 最大操作時(shí)間:指的是設(shè)備可用的最大時(shí)間,若設(shè)備本身為廠內(nèi)自購,而非租借,且可完全由廠內(nèi)自主使用,則最大操作時(shí)間一般為日歷時(shí)間。“Actions on finish”部分。WTi=Ti’Ti0Ti’>TiTi’≤Ti (53)式中:n——仿真期間訂單總數(shù);Ti’——第i批訂單實(shí)際發(fā)運(yùn)時(shí)間;Ti——第i批訂單預(yù)定發(fā)運(yùn)時(shí)間;WTi——第i批訂單的等待時(shí)間;SWT——仿真期間訂單總等待時(shí)間。該指標(biāo)數(shù)值越低,表示顧客滿意度越高;該指標(biāo)數(shù)值越高,表示顧客滿意度越低。(3)定單平均等待時(shí)間(AWT,Average Waiting Time):用于統(tǒng)計(jì)沒能夠及時(shí)被滿足的訂單在系統(tǒng)中的平均等待時(shí)間,用來揭示隨機(jī)生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)對(duì)訂單的反應(yīng)靈敏度。在該系統(tǒng)的仿真模型中,某一仿真時(shí)點(diǎn)上的QFi、QMi、QTi都可以通過Witness提供的函數(shù)直接得出。假設(shè)加強(qiáng)筋最便宜,以它為1,每件物料經(jīng)過一道工序加工后,每加工10分鐘,價(jià)值增加一個(gè)單位,不足10分鐘的按10分鐘計(jì),表中下劃線前的字符為物料名稱中文首字母。由于生產(chǎn)線上具有多種物料,如外圈、內(nèi)圈、加強(qiáng)筋、封口板、內(nèi)隔板,每種類型物料所具有的價(jià)值不一樣,需要統(tǒng)計(jì)各種物料的實(shí)際價(jià)值。TPUT= TPUT+1 (51)在仿真模型中,“action on input…”,具體程序參看附錄B部分。該指標(biāo)在Witness中可以直接在成品緩沖區(qū)的“action on input…”中進(jìn)行變量的累計(jì)。在進(jìn)行Witness仿真程序設(shè)計(jì)的時(shí)候,將通過如下的數(shù)據(jù)模型和相關(guān)的程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算獲得。生產(chǎn)流程中有資源共享和競(jìng)爭(zhēng)的作業(yè),如:(1)內(nèi)、外圈在進(jìn)行切割、打坡口、卷圓、焊接等工序時(shí),使用的都是相同的設(shè)備;(2)加強(qiáng)筋、內(nèi)隔板、封口板在進(jìn)行切割、調(diào)平工序時(shí),也是競(jìng)爭(zhēng)使用相同的設(shè)備。 基本生產(chǎn)單元的分解該生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)包括四條串行線,分別為:(1)外圈加工串行線:剪板切割、打坡口、卷圓、輪圈焊接、找圓;(2)內(nèi)圈加工串行線:剪板切割、打坡口、卷圓、輪圈焊接、找圓、車端面、鉆孔;(3)加強(qiáng)筋加工串行線:數(shù)控切割、調(diào)平、油漆;(4)內(nèi)隔板、封口板加工串行線:數(shù)控切割、調(diào)平、油漆、鉆孔。在經(jīng)過找圓工段之后,內(nèi)輪圈再經(jīng)過數(shù)控車床,進(jìn)行端面對(duì)車,經(jīng)過鉆孔工段鉆出工藝孔,到內(nèi)輪焊接工段與加強(qiáng)筋和內(nèi)隔板焊接成內(nèi)輪。11,5產(chǎn)成品6需求314,53,4,53,4,51,21,21,2WS1WS21,2WS3WS4WS5WS7WS8WS9WS12WS10WS112物料流看板流WS:工作站 實(shí)例生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)生產(chǎn)流程圖4WS6外圈原材料為特定型號(hào)的鋼板,加工過程依次為兩塊外圈鋼板通過卷板切割機(jī)切割成適合大小,通過坡口機(jī)將鋼板兩端結(jié)合處內(nèi)外打出坡度,通過卷圓機(jī)將鋼板卷成輪圈,經(jīng)過輪圈焊接工段將輪圈接口處焊接起來,通過找圓機(jī)將輪圈找圓,然后進(jìn)入輪子焊接工段,與內(nèi)輪和封口板焊接成輪子。JIT看板生產(chǎn)系統(tǒng)WITNESS仿真建模和優(yōu)化實(shí)現(xiàn) 生產(chǎn)流程描述實(shí)例系統(tǒng)生產(chǎn)制造單一類型的產(chǎn)品——振動(dòng)輪,其生產(chǎn)原材料為各種類型的鋼板,通過機(jī)械加工,然后組裝成一個(gè)空輪(沒有安裝軸承座、軸承和軸)。組成振動(dòng)輪的部件主要為5類,分別為外圈、內(nèi)圈、加強(qiáng)筋、內(nèi)隔板和封口板,以數(shù)字1,2,3,4,5表示;其生產(chǎn)過程包括12個(gè)主要加工單元,分別為剪板切割(WS1)、打坡口(WS2)、卷圓(WS3)、輪圈焊接(WS4)、找圓(WS5)、車斷面(WS6)、數(shù)控切割(WS7)、調(diào)平(WS8)、油漆(WS9)、鉆孔(WS10)、內(nèi)輪焊接(分裝工作站)和輪子焊接(總裝工作站)。內(nèi)圈原材料也為特定型號(hào)的鋼板,加工過程為每次三塊鋼板通過卷板切割機(jī)切割成適合大小的板材,然后打坡口、卷圓、焊接、找圓,同外圈加工過程一樣。加強(qiáng)筋、內(nèi)隔板和封口板原材料也為特定型號(hào)的鋼板,首先經(jīng)過數(shù)控切割機(jī)切割成型,然后調(diào)平、油漆,內(nèi)隔板和封口板需要經(jīng)過鉆口工段,鉆制工藝孔,然后,內(nèi)隔板到內(nèi)輪焊接工段進(jìn)行與內(nèi)圈和加強(qiáng)筋的焊接,封口板到輪子焊接工段與內(nèi)輪和外圈焊接成輪子。該生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)包括兩個(gè)并行加工模塊,分別為:(1)內(nèi)圈、加強(qiáng)筋、內(nèi)隔板焊接為內(nèi)輪的焊接工段,即分裝工作站W(wǎng)S11;(2)外圈、內(nèi)輪、封口板焊接為輪子的輪子焊接工段,即總裝工作站W(wǎng)S12。 系統(tǒng)績(jī)效指標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)績(jī)效指標(biāo)考慮系統(tǒng)產(chǎn)出量、在制品庫存、設(shè)備稼動(dòng)率和訂單滿意度四項(xiàng)。(1)系統(tǒng)產(chǎn)出量(TPUT,ThroughPUT):統(tǒng)計(jì)在特定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi),生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)所產(chǎn)出的成品數(shù)量。每當(dāng)一個(gè)成品進(jìn)入緩沖區(qū),執(zhí)行式(51)的計(jì)算程序,即產(chǎn)出量增加了一個(gè)。(2)在制品庫存(WIP):用來統(tǒng)計(jì)某一時(shí)點(diǎn)上,生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)中所擁有的原材料、半成品或成品的量,一般用價(jià)值來衡量。由于本實(shí)例并不是對(duì)實(shí)際的問題進(jìn)行研究,僅僅是提供一種研究方法,所以為了便于對(duì)各種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較,根據(jù)每件產(chǎn)品或部件的價(jià)值,給予它們附上對(duì)應(yīng)的價(jià)值權(quán)重,然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 物料價(jià)值權(quán)重系數(shù)表*名稱Jqj_WS7Fkb_WS7Ngb_WS7Jqj_WS8Fkb_WS8Ngb_WS8Jqj_WS9fkb_WS9ngb_WS9權(quán)重122244355名稱Wq_WS1Nq_WS1Wq_WS2Nq_WS2Wq_WS3Nq_WS3Wq_WS4Nq_WS4Wq_WS5權(quán)重303035343837444247名稱Nq_WS5Nq_WS6Nq_WS10Fkb_WS10Ngb_WS1
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