【正文】 sorY1 1 0 1 4367 4366 5 ProcessorY2 1 0 1 4044 4043 5 Rack20 7022 1 7622 7622 0 0 Queue21 8 0 40 7636 7628 Queue22 500 0 500 8936 8436 0 Queue23 200 0 200 8157 7957 0 Queue24 0 0 1 0 7722 7722 0 Queue25 5 0 6 7708 7703 0 Queue26 0 0 9 7641 7641 0 Queue27 98 0 100 8435 8337 Queue28 100 0 100 7956 7856 0 Queue29 0 0 1 0 7754 7754 0 Queue30 0 0 1 0 7721 7721 0 Queue31 100 0 100 7855 7755 0 Queue32 0 0 7 7720 7720 Queue34 0 0 10 7702 7702 Queue35 2 0 7 7641 7639 0 Queue36 0 0 1 0 7638 7638 0 Queue37 0 0 1 0 7721 7721 0 Transporter1 0 0 10 7702 7702 Transporter2 6 0 7 7720 7714 Transporter3 3 0 3 8337 8334 Transporter4 2 0 90 9026 9024 Transporter5 6 0 40 7628 7622 Processor54 1 0 1 3594 3593 5 其中 ProcessorJ代表用于材料校直的處理器， ProcessorC為車床區(qū)的處理器， ProcessorX為銑床區(qū)的處理器， ProcessorM為磨床區(qū)的處理器， ProcessorZ為鉆床區(qū)的處理器， ProcessorY為 成品檢驗(yàn)區(qū)的處理器。 從仿真報告表中可以看出 ProcessorR ProcessorR ProcessorJ ProcessorC ProcessorZ1均存在阻塞，特別是 ProcessorC ProcessorZ1的阻塞率多高于 20%，而且這些處理器的利用率均未達(dá)到飽和狀態(tài)，這說明造成阻塞的原因是由于工序間的不平衡或者是處理器之間缺乏緩存區(qū)或緩存區(qū)的容量不夠。各搬運(yùn)工具 Transporter Transporter Transporter Transporter Transporter5的空閑率均低于 20%。顯然搬運(yùn)工具的空閑率不高，這說明車間內(nèi)的搬運(yùn)工具利用率較高，車間內(nèi)搬 14 運(yùn)工具的安排比較合理，可以裁撤一些搬運(yùn)工具并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)度來完成每個工序間的搬運(yùn)任。 成品檢驗(yàn)區(qū)兩臺檢驗(yàn)臺的利用率分別為 %和 %，利用率較低，因此需要對檢驗(yàn)臺的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，以提高成品檢驗(yàn)區(qū)的設(shè)備利用率。 從狀態(tài)報告表中可以看出 5輛叉車均有很高的利用率，說明運(yùn)輸工具的利用很充分，不存在浪費(fèi)現(xiàn)象，因此叉車方面不作更改。 除了上述可以直接從仿真報告中看出的定量數(shù)據(jù)外 ，通過觀察仿真模型的運(yùn)行過程可以看出車間內(nèi)搬運(yùn)路線存在迂回的現(xiàn)象，并且有些區(qū)域的布局不合理，如磨床區(qū)的位置設(shè)置，磨床區(qū)與熱處理區(qū)而磨床區(qū)與熱處理區(qū)的距離過大，從而造成了搬運(yùn)路線過長，搬運(yùn)時間上的浪費(fèi)。 五、加工車間設(shè)施布置的優(yōu)化 在本章中將介紹車間布局遵循的一些原則，然后給出基于 SLP的車間整體布局方案，所謂的整體布局是指在表 41中車間內(nèi) 9個區(qū)域的重新布局方案，在得出新的整體布局方案后再 參考 原布局的仿真結(jié)果給新布局重新布置搬運(yùn)路線，設(shè)置搬運(yùn)工具的數(shù)量及任務(wù)，評估設(shè)備之間緩存區(qū)存在的必要性并設(shè)置緩存 區(qū)的數(shù)量及位置。在所有的布局設(shè)計完成后，最后對于新的布局方案進(jìn)行建模與仿真，通過仿真結(jié)果的比較論證新方案的合理性。 （一）車間設(shè)施布置原則 在進(jìn)行車間布局設(shè)計時，應(yīng)采用合理的車間布局原則，以保證車間布局的合理性，一般來說車間布局遵循的原則有： （ 1） 工藝性原則 工藝性是產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程合理、連續(xù)以及生產(chǎn)各環(huán)節(jié)加工能力相匹配有力保證。工藝的合理不僅可以減少生產(chǎn)過程中的中斷、等待和停頓，還可以避免系統(tǒng)配置的不平衡，減少生產(chǎn)能力的冗余，保證零件的加工要求。 （ 2） 物流簡化原則 在物料搬運(yùn)過程中應(yīng)盡量保證物料移動距離最短、搬運(yùn)環(huán)節(jié)最少 以及搬運(yùn)作業(yè)最簡。在保證加工任務(wù)順利完成的情況下，應(yīng)盡可能減少物料和人員的流動距離，避免物流交叉，盡量采用直線前進(jìn)的原則，以節(jié)省時間，降低費(fèi)用，減少混亂。同時，盡量簡化搬運(yùn)作業(yè)，減少搬運(yùn)環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)物流的可靠性。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性原則 經(jīng)濟(jì)性是在車間步局時應(yīng)該考慮的一個重要原則，要用盡可能少的資金，達(dá)到滿意的車間布局，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，車間布局進(jìn)行重組時，經(jīng)濟(jì)性也是必須考慮的重要因素之一。若設(shè)備重組的成本過高，必然會提高產(chǎn)產(chǎn) 品的生產(chǎn)成本，導(dǎo)致產(chǎn)品不為顧客接受，難以滿足市場的要求，因此，在進(jìn)行設(shè)備重組之前，也必須先對重組成本的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合評估，以保證企業(yè)的效益。 15 （ 4） 充分利用空間和場地原則 根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，合理安排機(jī)器、物料的擺放位置以及人員的工位，在保證加工任務(wù)順利完成的同時節(jié)約場地。另外，在搬運(yùn)過程中，盡量使用符合集裝單元幫和標(biāo)準(zhǔn)化原則的各種托盤、料箱、料架等工位器具，以有利于提高搬運(yùn)效率，物料活性系數(shù)，系統(tǒng)機(jī)械化和自動化水平，節(jié)約空問。 （ 5） 生產(chǎn)均衡原則 維持各種設(shè)備和工位生產(chǎn)的均勻進(jìn) 行，必要時設(shè)置緩沖區(qū)以協(xié)調(diào)各個工位。 [4] （二）基于 SLP 的車間設(shè)施布置設(shè)計 系統(tǒng)布置設(shè)計 (SLP)是一種久負(fù)盛名的經(jīng)典方法。這種方法要建立一個相關(guān)圖，表示各部門的密切程度。相關(guān)圖類似于車間之間的物流圖。相關(guān)圖要用試算法進(jìn)行調(diào)整，直到得到滿意方案為止。接下來就要根據(jù)建筑的容積來合理地安排各個部門。為了便于對布置方案進(jìn)行評價，系統(tǒng)布置設(shè)計也要對方案進(jìn)行量化。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。 系統(tǒng)布置設(shè)計 (SLP) 是一種條理性很強(qiáng)、物流分析與作業(yè)單位關(guān)系 密切程度分析相結(jié)合、求得合理布置的技術(shù) ,因此在布置設(shè)計領(lǐng)域獲得極其廣泛的運(yùn)用。國內(nèi)在 80 年代以后引進(jìn)了這一理論 ,收效非常顯著。而計算機(jī)輔助設(shè)施布置方法利用計算機(jī)的強(qiáng)大功能 ,幫助人們解決設(shè)施布置的復(fù)雜任務(wù) ,為生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)施新建和重新布置提供強(qiáng)有力的支持和幫助 ,節(jié)省了大量人力和財力 ,尤其是對大型項(xiàng)目和頻繁的重新布置。 [7] SLP是一種定量與定性分析相結(jié)合的一種布置方法，其中的物流相互關(guān)系的分析為定量分析，非物流關(guān)系的分析為定性分析。該方法的步驟為： （ 1） 給各區(qū)域編號，并計算各區(qū)域面積，原布局 的區(qū)域面具匯總已在表中給出。 （ 2） 進(jìn)行作業(yè)單位的物流相互關(guān)系分析，其中包括物流強(qiáng)度的計算（物流強(qiáng)度 =搬運(yùn)量 *距離），繪制物流強(qiáng)度匯總表（表 51），進(jìn)而對各作業(yè)單位的物流強(qiáng)度進(jìn)行分析，將各作業(yè)單位劃分為 5個等級，即 A、 E、 I、 O、 U最后得出作業(yè)單位物流關(guān)系相關(guān)圖（表 52）。 表 51 物流強(qiáng)度匯總表（ KG*米） 序號 物流線路 物流強(qiáng)度 物流強(qiáng)度等級 序號 物流線路 物流強(qiáng)度 物流強(qiáng)度等級 [1] 12 90*4 I [6] 45 *4 I [2] 23 180*18 A [7] 46 *6 O [3] 24 *13 E [8] 47 *8 O [4] 26 *8 E [9] 78 180*4 E [5] 27 235*16 A [10] 89 180*4 E 16 圖 51 作業(yè)單位物流關(guān)系相關(guān)圖 （ 3） 進(jìn)行作業(yè)單位的非物流關(guān)系分析，首先評定各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理由（表 52）， 之后繪制 作業(yè)單位基準(zhǔn)相互關(guān)系等級表（表 53）， 最后可以得出作業(yè)單位非物流關(guān)系相關(guān)圖（圖52）。有工序上的聯(lián)系的區(qū)域設(shè)置為 E等級，理由都是 1“工作流程的連續(xù)性”，其中原材料存放區(qū)與熱處理區(qū)之間和熱處理區(qū)和校直區(qū)之間還有“管理方便”這一理由，所有它們之間的關(guān)系等級為A。涉及加工的區(qū)域與成品存放區(qū)的關(guān)系等級為 X，即不要靠近，這是因?yàn)榧庸^(qū)域的振動、噪聲、煙塵可能會間接損害到成品。 表 52 各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理由表 編號 理由 編號 理由 1 工作流程的連續(xù)性 5 安全 2 生產(chǎn)服務(wù) 6 振動，噪聲，煙塵 3 次品搬運(yùn) 7 庫存控制 4 管理方便 8 信息傳遞 表 53 作業(yè)單位基準(zhǔn)相互關(guān)系等級表 符號 含義 比例 A 絕對重要 2%— 5% E 特別重要 3%— 10% I 重要 5%— 15% O 一般 10%— 25% U 不重要 45%— 80% X 不要靠近 不希望接近視情況而定 I U I E A A I O U U U U U U U U U U U U U U U U 成品儲存區(qū) 成品檢驗(yàn)區(qū) 磨床區(qū) 銑床區(qū) 作業(yè)單位名稱 9 6 序號 1 2 3 4 5 7 8 原材料臨時存放區(qū)稱 熱處理區(qū) 校直區(qū) 車床區(qū) 鉆床區(qū) U U U U U U U U U E E O 17 圖 52 作業(yè)單位非物流關(guān)系相關(guān)圖 （ 4）綜合作業(yè)單位物流 關(guān)系相關(guān)表與非物流關(guān)系相關(guān)表，選取物流關(guān)系比非物流關(guān)系為 2:1的加權(quán)值進(jìn)行作業(yè)單位的綜合關(guān)系的計算，繪制出作業(yè)單位位置相關(guān)。 （ 5）最后 各作業(yè)單位性質(zhì)和功能以及充分利用場地、減少物流搬運(yùn)和人性化設(shè)計等原則，重新設(shè)計車間區(qū)域布局。 （三）車間設(shè)施布置新方案建模及仿真分析 圖 52給出了優(yōu)化后的整體車間設(shè)施布置。本文在上節(jié)的原方案仿真報告分析中已經(jīng)分析了原方案布局中的不合理之處，現(xiàn)根據(jù)新布局對其中的不合理之處一一做出改善。 在新的方案中磨床區(qū) 與熱處理區(qū)，銑床區(qū)與熱處理區(qū)間均不再間隔其它加工區(qū)域，這樣就減少了運(yùn)輸工具的運(yùn)輸距離。 根據(jù)對原布局仿真模型的研究，處理器 ProcessorC ProcessorZ1的阻塞是由于這些處理器與它們下道工序之間的緩存區(qū)容量不夠，所以需要增大這些緩存區(qū)的容量?，F(xiàn)分別將與 ProcessorC6的輸U(kuò) U I/1 U U I/1 U U U E/1 O/1 U U U U U U U U U U U I/1 E/1 E/1 U E/1 X/6 X/6 X/6 X/6 成品儲存區(qū) 成品檢驗(yàn)區(qū) 磨床區(qū) 銑床區(qū) 作業(yè)單 位名稱 9 6 序號 1 2 3 4 5 7 8 原材料臨時存放區(qū)稱 熱處理區(qū) 校直區(qū) 車床區(qū) 鉆床區(qū) X/6 X/6 A/1， 4 A/1， 4 I/1 3 1 8 4 6 2 5 7 9 18 出端口 1連接的緩存區(qū) Queue28容量改為 300，與 ProcessorZ1的輸出端口 1連接到緩存區(qū) Queue31的容量改為 300。因?yàn)樵搹S所加工的精密絲桿微小型精密絲桿，之前將暫存區(qū)暫存數(shù)量設(shè)置為 100件并不是受到場地與 成本的限制，而是因?yàn)楝F(xiàn)場管理過程中不希望產(chǎn)生過多的產(chǎn)品暫存而加大管理難度，因此現(xiàn)在將暫存區(qū)暫存數(shù)量增加到 300件不會對暫存區(qū)大小以及成本有太大影響。 ProcessorRProcessorR ProcessorJ1阻塞是由于這些處理器的加工時間小于其后面的處理器，其中主要是受ProcessorC ProcessorZ1這兩個處理器的影響。 觀察表格發(fā)現(xiàn)兩臺檢驗(yàn)臺及四臺磨床的利用率均偏低，其中兩臺檢驗(yàn)臺所進(jìn)行的工作是一致的，所以將原模型中的檢驗(yàn)臺減少到一臺。四臺磨床尤其是 ProcessorM1的利用率偏 低是因?yàn)橹盁崽幚砉ば虻臅r間很長而其本職工序的加工時間非常短造成的，單工序的時間不能更改，而這四臺磨床所進(jìn)行的工序都是不可或缺的，因此對這四臺磨床不作更改。 現(xiàn)在根據(jù)有 SLP得出的新方案整體布局和由對仿真報告 1的分析得出的新方案改善設(shè)計可以得出基于 Flexsim的新布局的仿真模型，如圖 54： 圖 54生產(chǎn)車間新布局圖 給新的仿真模型設(shè)置參數(shù)，然后運(yùn)行新的仿真模型，導(dǎo)出仿真報告。 表 44 狀態(tài)報告表