【正文】 中最重要的方面；對某些輔助服務(wù)部門或某些物流量小的工廠來說，各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系 (非物流關(guān)系 )對布局設(shè)計(jì)就顯得更重要了。所有這些均作為系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)的原始資料。 系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)程序步驟 SLP 的設(shè)計(jì)程序步驟如 圖 212 所示，一般經(jīng)過以下幾個(gè)步驟： (1)準(zhǔn)備原始資料。 作為設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)的著名的設(shè)計(jì)方法，傳統(tǒng)的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì) SLP 法將研究工程布置問題的依據(jù)和切人點(diǎn)，歸納為 P產(chǎn)品、 O產(chǎn)量、 R廠藝過程、 S輔助部門、 T時(shí)間 5 個(gè)基本要素。 （繆瑟）將系統(tǒng)工程概念和系統(tǒng)分析方法應(yīng)用于工廠布置，由此形成了該方法。國內(nèi)在 80 年代以后引進(jìn)了這一理論 ,收效非 常顯著。根據(jù)密切程度的不同賦予權(quán)重，然后試驗(yàn)不同的布置方案，最后選擇得分最高的布置方案。接下來就要根據(jù)建筑的容積來合理地安排各個(gè)部門。相關(guān)圖類似于車間之間的物流圖。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 15 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法 （ SLP） 系統(tǒng)布置的說明 （ 1） 基本說明： 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)是一種久負(fù)盛名的經(jīng)典方法。 Method 對象屬于信息流對象，和表類型的的信息流對象不同， Method 對象實(shí)現(xiàn)控制功能。 用 Tool 工具來中的 SankeyDiagram 連用來分析查看模型中的 Mus 的流經(jīng)路線和用線型的粗細(xì)分析流量的大小，利用瓶頸分析工具BottleneckAnalyzer 來查看車床的運(yùn)行效率和車間加工堵塞情況，利用WorkerChart 可以顯示一個(gè)工人池 WorkerPool 中工人的工作時(shí)間的分配情況。 ShiftCalendar 對象可以自動(dòng)控制物流對象和資源對象按照時(shí)時(shí)間，開始工作或者停止工作。 MU 屬性： .（實(shí)體屬性）。 本調(diào)度車間加工 2 類工件：撥叉 83100撥叉 831008。 圖 37 多件加工類 ParallelProc 屬性卡 這是模型必須有的，車間作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)的所有工件都是由 Material Flow 中的 Source 來模擬的。 圖 34 SingleProc 請求服務(wù)選項(xiàng)卡 圖 35 WorkPlace 屬性選項(xiàng)卡 圖 3 6 WorkPool 屬性選項(xiàng)卡 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 12 該類對象屬于自動(dòng)化加工設(shè)備，可同時(shí)加工多個(gè)工件，用 Material Flow 中的 ParallelProc 來建立模型，可同時(shí)加工數(shù)量由 Xdimension 和 Ydimension確定。加工過程用SingleProc 表示，添加 Workerplace 、 Workerpool 和 Broker基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 11 模擬人對工件的加工行為。 ② Buffer type 有“隊(duì)列”和“堆?！眱煞N類型。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 10 圖 22 機(jī)床類對象屬性 緩沖類 用 Saterial Flow 中的 Buffer 來描述 Buffer 對象（該車間調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的緩沖區(qū)均為實(shí)物緩沖區(qū)，假定無失效，除特別說明，都遵循先進(jìn)先出原則）。在下圖對話框內(nèi)設(shè)定對象的屬性：名稱、加工時(shí)間、裝載卸載時(shí)間、發(fā)生故障的概率以及維修的時(shí)間等。用 Material Flow 中的SingleProc 來建立模型。 車間布局個(gè)體對象建模 根據(jù)前面的工藝規(guī)程的分析，這個(gè)生產(chǎn)流水線需要以下幾種設(shè)備：機(jī)床類、緩沖類、加工組類、多工件加工類、工件類、信息顯示類。另外，在仿真運(yùn)行過程，也可以用 SimTalk 語言來改變設(shè)置。 （ 9）模型控制簡單。 （八）支持 3D。 （六）支持多種 語言 （七） HTML 報(bào)告。 eMPlant 采用模塊化、多層次的建模單元，從而實(shí)現(xiàn)建模易用性和靈活性的統(tǒng)一。 eMPlant 是一款面向?qū)ο笫欠抡孳浖?，它具備面向?qū)ο蠓椒ǖ娜刻卣鳌MPlant 支持一層式結(jié)構(gòu)的形式建立模型，能夠方便地件低一層次的結(jié)構(gòu)“嵌入”高一層次結(jié)構(gòu)中。在 eMPlant 中，建模、仿真和動(dòng)畫之間是相互獨(dú)立的，三 者之間的關(guān)系如圖 21 所示 圖 21 eMPlant 系統(tǒng)中的建模、仿真和動(dòng)畫 （ 2）支持層式機(jī)構(gòu)。 （ 1）所見即所得的圖形工作 環(huán)境。eMPlant 為建模、仿真運(yùn)行和顯示提供了一種完全面向?qū)ο蟮?、圖形化的、集成的工作環(huán)境。在易用性方面。 UGS 公司收購 Teomatix，從而將 eMPlant 納入其軟件產(chǎn)品線 2020 年 西門子公司并購 UGS 公司，并發(fā)布了 同時(shí)將其更名為Teomatix Plant 2020 年 發(fā)布 Teomatix Plant 2020 年 發(fā)布最新版本 Teomatix Plant 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 8 eMPlant 是第一款完全采用面向?qū)ο蠓椒ǖ姆抡孳浖?，它的演變過程如表21 所示。 表 21 eMPlant 發(fā)展過程 年份 eMPlant 的發(fā)展過程 1986 年 —1989 年 德國弗勞恩霍夫斯圖加特研究所（ Fraunhofer Institution，又稱 Fraunhofer Society，是德國最著名的研究機(jī)構(gòu)所之一，目前有分布在全德國的 58 家分支機(jī)構(gòu)構(gòu)成，主要從事應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的研究。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 7 2 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 eMPlant 軟件 eMPlant 的發(fā)展歷史 eMPlant 軟件的前身是 SIMPLE++（ Simulation in Production logistics and Engineering Programmed in C++）， 1992 年他有 Aesop、 Teomatix 和 KG 公司聯(lián)合開發(fā)，并安裝了第一個(gè)用戶。 eMPlan 軟件建立優(yōu)化后的模型，并與產(chǎn)品原則布置的流水 式生產(chǎn)線的比較。 。 撥叉 車間的設(shè)施規(guī)劃進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算， 制造出 產(chǎn)品原則布置 的流水線 式生產(chǎn)線 分析物流流量和瓶頸之所在。因此急需對此問題進(jìn)行改進(jìn) 。 由于產(chǎn)量的不斷增加，原有生產(chǎn)基地不能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求， XX 公司新建了一個(gè)撥叉生產(chǎn)基地。可以說，設(shè)施的合理布局會(huì)使整個(gè)制造系統(tǒng) (尤其是中小型制造系統(tǒng) )具備更大優(yōu)勢，反之則會(huì) 對人力物力造成極大的浪費(fèi)。使生產(chǎn)中的物料運(yùn)輸更加高效，縮短制造資源 (工位 )之間的物料運(yùn)送時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，不同工位之間的物流得到簡化，物料的輸送更加連續(xù)，更有利生產(chǎn)管理，因此必然會(huì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。其中布局就是一個(gè)很重要的工作。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 研究內(nèi)容 本文的研究是隸屬 鄭州輕工業(yè)學(xué)院博士基金項(xiàng)目 —— 基于模塊化設(shè)計(jì)和單元化布局的虛擬協(xié)同制造關(guān)鍵技術(shù)研究 的一部分 。 （ 4） 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì) (SLP)法作為當(dāng)前工廠布局設(shè)計(jì)的主要 方法，它綜合考慮了工廠布局的主要目標(biāo)如工藝過程要求、空間占用、搬運(yùn)費(fèi)用、生產(chǎn)柔性、組織機(jī)構(gòu)、工作環(huán)境等要求，以實(shí)現(xiàn)布局的科學(xué)化。 （ 3） 圖解法 圖解法產(chǎn)生于 20 世紀(jì) 50 年代，有螺旋規(guī)劃法、簡單布置規(guī)劃法及運(yùn)輸行程圖等。 （ 2） 數(shù)學(xué)模型法 數(shù)學(xué)模型法是指利用系統(tǒng)工程、運(yùn)籌學(xué)中的模型優(yōu)化技術(shù)研究最優(yōu)布局方案，以提高系統(tǒng)布置的精確性和效率。 （ 1） 擺樣法 擺樣法是指利用二維平面比例模擬方法，按一定比例制成的樣片在同一比例的 平面圖上標(biāo)示設(shè)施系統(tǒng)的組成、設(shè)施、機(jī)器或活動(dòng)，通過相互關(guān)系的分析，調(diào)整樣片位置可以得到較好的布置方案。需要指出的是，物流各項(xiàng)活動(dòng)之間基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 5 存在著“效益背反”因此，追求任何一項(xiàng)目標(biāo)，都不能無視其他目標(biāo)的存在 .車間布置在一定程度上仍然是一種藝術(shù)或者說具有科學(xué)加藝術(shù)的性質(zhì) 系統(tǒng)化設(shè)施布置規(guī)劃方法 設(shè)施布置設(shè)計(jì) [3]是物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析的重要一環(huán)，它既受到生產(chǎn)物流系統(tǒng)其他設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的影響，也對生產(chǎn)物流系統(tǒng)的其他設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。要使原材料的存儲(chǔ)費(fèi)用、勞動(dòng)力的使用、成品與半成品的保管費(fèi)用、設(shè)備的閑置等保持在合理的狀態(tài)以便達(dá)到最佳的產(chǎn)量與利潤 .另外，工藝過程、布置所需的建筑場所的有效利用、生產(chǎn)系統(tǒng)各個(gè)部門之間物流與人流之間的相互關(guān)系等都是進(jìn)行布置設(shè)計(jì)決策的不可 缺少的重要依據(jù)。，使布置適用生產(chǎn)柔性化的需要。 ，應(yīng)考慮各種因素變化可能帶來的布置變更，以便于以后的擴(kuò)展和調(diào)整。 程要求，使物料搬運(yùn)短捷方便，避免工序間往返交叉。但生產(chǎn)系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)的各類設(shè)施的空間布置規(guī)劃與設(shè)計(jì)是物流合理化的前提條件。實(shí)現(xiàn)企業(yè)物流合理化的途徑是多方面的，如 ： 各種生產(chǎn)設(shè)施在生產(chǎn)空間的合理布置 ； 合理控制庫存降低原材料成本、保證供應(yīng)、減少流動(dòng)資金 ； 實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn) ； 合理配備和使用物流機(jī)械 。生產(chǎn)單位專業(yè)化的原則和形式，決定了生產(chǎn)運(yùn)作的過程的物料流向、物流路線和運(yùn)輸量。 在車間布局前，必需首先完成以下工作： 明細(xì)表，明確車間的生產(chǎn)任務(wù)，確定車間的生產(chǎn)大綱； 2 確定有關(guān)產(chǎn)品的工藝路線，編制工藝規(guī)程； 3 確定車間的生產(chǎn)組織形式； 4 確定有關(guān)生產(chǎn)設(shè)備、起重運(yùn)輸以及其他的生產(chǎn)設(shè)施的種類、型號(hào)及數(shù)量。 對于制造業(yè)來說，企業(yè)物流系統(tǒng)是要按照生產(chǎn)工藝流程來組織的，生產(chǎn)物流是制造產(chǎn)品的工廠企業(yè)所特有的，它與生產(chǎn)是同步的，而生產(chǎn)過程又是在一定的車間范圍內(nèi)進(jìn)行的。具體體現(xiàn)在按交貨期基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 3 將所訂貨物適時(shí)而準(zhǔn)確地交給客戶； 盡可能地減少用戶的所需的訂貨斷檔；適當(dāng) 配置物流據(jù)點(diǎn)，提高配送效率，維持適當(dāng)?shù)膸齑媪浚惶岣哌\(yùn)輸、保管、運(yùn)輸、包裝、流通加工等作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)勝利化、合理化；保證訂貨，出貨、配送的信息暢通無阻；是物流成本降低到最低。 圖 11 物流系統(tǒng)的原始模型 追求以最低物流成本向客戶提供優(yōu)質(zhì)物流服務(wù)，最終達(dá)到獲 取最大效益是企業(yè)物流的中體目標(biāo)。因此，利用仿真技術(shù)來研究這些系統(tǒng)就具有更為重要的意義?，F(xiàn)代仿真技術(shù)不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域，而且日益廣泛地應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物等領(lǐng)域，如交通控制、城市規(guī)劃、資源利用、環(huán)境污染防治、生產(chǎn)管理、市場預(yù)測、世界經(jīng)濟(jì)的分析和預(yù)測、人口控制等。 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 2 仿真 技術(shù) 作為一種 新型的研究方法，已經(jīng)被人們廣泛的接受， 并 在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著巨大的作用，有的甚至是其他方法無法替代的。機(jī)械加工車間設(shè)備布局設(shè)計(jì)是工藝部門工作中重要的一環(huán) ,布局設(shè)計(jì)的好壞對于一個(gè)新建立的或新改造的車間物流是否暢通、設(shè)備操作及維修是否方便和場地面積的使用率等都起著至關(guān)重要的作用 ,對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高設(shè)備使用壽命及零件加 工質(zhì)量和提高車間安全文明生產(chǎn)程度等都很有現(xiàn)實(shí)的意義。 車間布局設(shè)計(jì)是制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一 ,車間布局的優(yōu)劣直接決定著產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。由于企業(yè)物流貫穿企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營的全過程，在物流科學(xué)的系統(tǒng)觀念指導(dǎo)下，從整體效益著眼，對物 流環(huán)節(jié)的任何改善都會(huì)對企業(yè)管理水平的提高起促進(jìn)作用。可縮短生產(chǎn)周期和交貨期，提高資金周轉(zhuǎn)能力，增強(qiáng)企業(yè)競爭能力。沒有物流就沒有生產(chǎn)活動(dòng)，工廠的加工設(shè)備和設(shè)施也變得毫無價(jià)值，如同廢墟，可以說物流是企業(yè)的生命線。為了從社會(huì)得到原材料和輸出產(chǎn)成品，還有供應(yīng)物流和銷售物流等，這些都是企業(yè)物流的組成部分。 and utilization of the staff, reasonable choice workshop layout, full utilization of human resources. So as to achieve lower production costs and reduce the waste of human resources, increase productivity and achieve maximum benefits. KEYWORDS Plant Layout ， eMPlant ， simulation， system layout settings 基于 eMPlant 和 SLP 的撥叉生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)與仿真分析 1 目 錄 中文摘要 .....................................................................................................................I 英文摘要 ................................................................................................................... II 1 緒論 .................................................................................................................