基于FLEXSIM的裝配車間設施布局規(guī)劃與優(yōu)化

1、本科畢業(yè)設計說明書（論文）1 緒論1.1 研究的目的和意義 第 1 頁 共 44 頁隨著當今社會的不斷發(fā)展，我國的企業(yè)面臨著空前的競爭，因此提高產(chǎn)品質量，增強市場競爭力，服務水平，縮短生產(chǎn)周期，有效降低成本以加快技術進步及，是當前所有企業(yè)面臨的最主要問題。隨著制造業(yè)自動化、智能化、機械化的不斷提高和發(fā)展，企業(yè)在制造過程中降低成本提高效率的潛力在不斷地變少1。制造系統(tǒng)設施布局問題是一個非常重要的問題。在制造業(yè)中，20%50%的總經(jīng)營費用是屬于，而良好的設施布局設計可使物料搬運的費用減少15%30%。在工廠的生產(chǎn)活動中，從原材料的進廠到產(chǎn)品的出廠，物料真正處于加工的時間只占生產(chǎn)周期的10%左右。而

2、85%90%的時間都處于搬運或停滯狀態(tài)。良好的設施布局設計能提高物料處理的效率，減少物品的停留，提高生產(chǎn)效率。因此，一直以來，企業(yè)制造系統(tǒng)的布局設計都被認為是制造工業(yè)中最困難和最關鍵的設計任務之一。國內(nèi)的制造型企業(yè)大多對新產(chǎn)品的工序過程、研究開發(fā)、加工設備的更新?lián)Q代以及加工或組裝技術等非常重視，而忽視了生產(chǎn)線設計安排的方法、機器設備的布置方式、產(chǎn)品的流動管理等物流管理技術，眾多企業(yè)還是沿用幾十年前的生產(chǎn)模式，落后的車間布局，不合理的設施規(guī)劃，嚴重的影響了企業(yè)的經(jīng)營狀況。在一些已經(jīng)不能使加工時間縮短的情況下，原來的設施布置形式成為新產(chǎn)品生產(chǎn)物流時間縮短的障礙，縮短物流時間成為提高生產(chǎn)效率、降低生

3、產(chǎn)成本的有效手段。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，眾多的制造型企業(yè)開始意識到合理的設施規(guī)劃可以給他們帶來更好的效益，競爭的國際化發(fā)展也迫使這些企業(yè)進行流程再造和轉型，多產(chǎn)品小批量生產(chǎn)、產(chǎn)品模塊化、成組技術和柔性制造等先進技術的應用，使企業(yè)的生產(chǎn)方式發(fā)生了巨大的轉變?，F(xiàn)代化的生產(chǎn)方式不僅對生產(chǎn)的能力而且對企業(yè)設施規(guī)劃布置提出了更高的要求2。制造系統(tǒng)都是很復雜的，有很多的情況都無法僅用數(shù)學和物理的方法來解決，而仿真技術則提供了新的手段來解決這類問題。吳澄指出離散事件的仿真方法目前是制造系統(tǒng)的評估工具中用得最為廣泛的方法3。系統(tǒng)仿真重在對系統(tǒng)過程中邏輯關系的描述，在調度優(yōu)化與生產(chǎn)計劃的研究中應用仿真技術能對系統(tǒng)

4、進行分析、評價、比較，還能夠選擇優(yōu)化系統(tǒng)和系統(tǒng)結構的參數(shù)。在傳統(tǒng)的仿真方法中一般是編寫仿真程序進行運行仿真，但是這些只能運用于小規(guī)模系統(tǒng)的仿真，并且它們忽略了不少重要的因本科畢業(yè)設計說明書（論文）素，這些因素對生產(chǎn)過程也有相當大的影響4。 第 2 頁 共 44 頁對于一個制造系統(tǒng)而言，常常需要了解它在某些特定條件下運行的性能參數(shù)。對生產(chǎn)線的性能進行分析是虛擬仿真的一個主要的應用，通常牽涉到的性能指標有：制造周期分析、產(chǎn)品混合比變化對生產(chǎn)率的影響、設備及生產(chǎn)線的利用情況、阻塞及設備負荷平衡分析、瓶頸、生產(chǎn)率分析 5。本文以某裝配車間作為研究的對象，用Flexsim軟件建立它們的模型，再利用Fle

5、xsim工具對裝配車間的運行性能和生產(chǎn)計劃指標進行分析評價，得出一個較合理的車間設施布局規(guī)劃。1.2 國內(nèi)外的研究進展二十世紀四十年代末以來伴隨著計算機技術的蓬勃發(fā)展而逐步形成了系統(tǒng)仿真的學科技術。它以多種學科的事實理論為基礎，以電腦及其相應的仿真軟件為工具，運用虛擬試驗的方法來解決和分析問題的一門綜合性學科技術6。仿真技術在物流系統(tǒng)設計中的應用是隨著信息科學技術、建模仿真技術的發(fā)展與物流管理、機械自動化水平的提高而深入的。在國外，直接采用仿真方法對企業(yè)物流系統(tǒng)進行分析己經(jīng)相當普遍，一般都是采用商用仿真軟件或仿真語言對系統(tǒng)直接進行建模和仿真分析。針對生產(chǎn)線的物流仿真問題，國外已有很多的應用，并

6、且相對應用的比較成熟。自從20世紀80年代中期，美國福特公司就已經(jīng)開始應用Witness等軟件來提高其汽車生產(chǎn)線設施裝備的設計。福特的很多裝配線在正式實施之前都使用了相應的仿真軟件進行模擬，用來驗證其設計的正確性。90年代，尼桑公司的森德蘭工廠在兩條的生產(chǎn)線上分別生產(chǎn)Micra和Primera這兩種型號的汽車。系統(tǒng)軟件Witness仿真在尼桑公司實現(xiàn)了在兩條生產(chǎn)線上生產(chǎn)三種車型的有效銜接，并且為成功地組織生產(chǎn)過程起到了至關重要的作用。系統(tǒng)仿真軟件在德國大眾汽車公司應用的也比較廣泛，均運用到了系統(tǒng)仿真技術以及各種系統(tǒng)仿真軟件。國內(nèi)在物流仿真方面的研究起步相對比較遲，在系統(tǒng)仿真方面的研究多側重于企

7、業(yè)外部物流，很多學者和高校都在進行方面的研究，并且也取得了不少的成果。對于生產(chǎn)線物流仿真方面的研究，也有一些人比如熊光楞教授提出將仿真技術應用于企業(yè)制造系統(tǒng)的研究，更多的是采取用解析法計算出幾個最優(yōu)解，然后或用仿真語言編寫仿真程序或用仿真軟件進行建模仿真7。武漢理工大學的周強等學者在對港口的物流系統(tǒng)進行設計時，直接采用Witness對系統(tǒng)進行了建模仿真，對港口的生產(chǎn)能力進行了分析和評價，找出了系統(tǒng)中的瓶頸，提出了改進的方法，優(yōu)化了港口的物流設計方本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 共 44 頁 案。東北大學的袁鋒等對生產(chǎn)線制造過程的制造環(huán)境進行分析，提出了基于擴展事件過程鏈的生產(chǎn)線制造過程

8、建模的仿真方法，并采用面向對象軟件的方法實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)的各組成模塊。1.3 研究的內(nèi)容與途徑主要的研究內(nèi)容：(l) 裝配車間的調查記錄；(2) 數(shù)據(jù)的分析與整理，繪制出現(xiàn)行的程序圖和裝配布局圖；(3) 用Flexsim建立裝配車間的仿真模型；(4) 仿真實驗的運行，實驗結果的分析；(5) 制定可行性整改計劃，對生產(chǎn)車間布局進行重新調整，以得到更優(yōu)化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，最后重新利用Flexsim仿真，查看其整改之后的效果。通過對生產(chǎn)線的調查，對收集的資料進行整理和歸類，建立仿真模型，設置各實體的邏輯參數(shù)，建立對象間的聯(lián)系，動態(tài)修改模型參數(shù)，輸出仿真結果。分析輸出結果，找出裝配車間中存在的問題，提高裝

9、配車間生產(chǎn)率。本文的章節(jié)安排和主要內(nèi)容如下：第一章闡述了課題的研究背景，國內(nèi)外研究狀況和研究意義，是全文的概括和總領。第二章對制造型企業(yè)物流系統(tǒng)做了詳細的分析，介紹了設施規(guī)劃設計的概述和相關信息。第三章詳細的介紹了企業(yè)的物流系統(tǒng)仿真的步驟和方法，以及物流仿真技術在設施規(guī)劃設計中的運用，介紹了物流仿真軟件Flexsim的功能和應用方法。第四章通過對某裝配車間生產(chǎn)線基本數(shù)據(jù)的搜集和描述，利用了本文的仿真軟件Flexsim建立仿真模型，運行后進行效果分析，提出改進方案，并在次利用Flexsim進行仿真分析，得出優(yōu)化方案，畫出最后的布局圖。最后是對全文研究課題的結論，指出本文的不足和以后研究的方向。本

10、科畢業(yè)設計說明書（論文）2 物流系統(tǒng)與設施規(guī)劃設計2.1 企業(yè)物流系統(tǒng)分析 第 4 頁 共 44 頁把物流系統(tǒng)作為研究對象，利用數(shù)學和物理等多科學的分析手段和方法，確定和分析物流系統(tǒng)的功能、目的、費用、環(huán)境等問題，找到物流系統(tǒng)中需要解決的關鍵性問題，根據(jù)其要求和性質，在經(jīng)過充分的調查研究和了解相對正確的信息資料的基礎上，確定物流系統(tǒng)的功能和目標，提出能夠實現(xiàn)目標的可行性方案，通過建立模型進行仿真試驗，優(yōu)化分析和進行綜合性評價，整理出完整的綜合資料，從而為企業(yè)做出最后的決策提供充分可靠的依據(jù)8。物流系統(tǒng)分析的目標是系統(tǒng)最優(yōu)化。通過分析，使得待開發(fā)的物流系統(tǒng)在一定的條件下充分挖掘潛力，做到人盡其才

11、，物盡其用。物流系統(tǒng)分析包含5個基本要素，即目的、可行方案、模型、費用與效益以及評價基準。制造企業(yè)物流系統(tǒng)是將企業(yè)的原材料輸入、加工、儲存、運輸、包裝及售后服務看作一個完整的系統(tǒng)。制造型企業(yè)的設施規(guī)劃決定了企業(yè)物料和人員的流動方式、流動距離和路徑，影響到物流系統(tǒng)的效率和其產(chǎn)生的費用，從而對整個企業(yè)的生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的影響9。2.1.1 企業(yè)物流系統(tǒng)的結構企業(yè)物流系統(tǒng)的結構主要有以下四種：(l)單一型物流系統(tǒng)。將一個制造企業(yè)或一個加工單元看作一個獨立的物流系統(tǒng)，就成了一個單一型物流系統(tǒng)，如圖2.1所示。其中Q0為輸入系統(tǒng)的原材料，Ql為輸出系統(tǒng)的成品，S1則表示為加工轉換的過程。圖2.1 單一

12、型物流系統(tǒng) (2)如圖2.2。一切復雜的物流系統(tǒng)都可以分解為若干個串聯(lián)物流系統(tǒng)。加工線、生產(chǎn)線、裝配線等都屬于串聯(lián)型物流系統(tǒng)。圖中Ql、Qn等為物流量，S1，S2等為加工單元。圖2.2 串聯(lián)物流系統(tǒng)本科畢業(yè)設計說明書（論文）(3)并聯(lián)的物流系統(tǒng)，如圖2.3。第 5 頁 共 44 頁圖2.3 并聯(lián)物流系統(tǒng)(4)網(wǎng)絡物流系統(tǒng)，如圖2.4。大多物流系統(tǒng)都屬于這種類型，企業(yè)工模具配送系統(tǒng)、多品種生產(chǎn)系統(tǒng)、物料搬運系統(tǒng)等。社會上的商品服務、原材料供應、能源運輸、郵件傳送、物資配送、交通運輸?shù)榷夹纬闪讼鄬碗s的網(wǎng)絡物流系統(tǒng)。圖2.4 網(wǎng)絡物流系統(tǒng)2.1.2 制造企業(yè)物流系統(tǒng)分析的實質和特點(l)物流系統(tǒng)分

13、析的實質物流系統(tǒng)分析是作為企業(yè)管理層進行決策的工具，為決策者提供直接判斷的能力和制定最優(yōu)方案的信息和資料是其主要的目的。它把所有的研究對象均視為系統(tǒng)來進行分析，工作的目標為致力于系統(tǒng)的整體最優(yōu)化。物流系統(tǒng)分析重視應用科學的推理，使所研究物流系統(tǒng)中問題的分析均能符合事物的發(fā)展規(guī)律和邏輯的原則，而不是憑單純經(jīng)驗和主觀臆斷。它還需應用數(shù)學的基本知識和理論，使各種方案進行比較，不僅有定性的描述，而且其差異都能以數(shù)學形式表達顯示。通過物流系統(tǒng)分析，使得待開本科畢業(yè)設計說明書（論文）(2)物流系統(tǒng)分析特點 第 6 頁 共 44 頁 發(fā)的物流系統(tǒng)在一定的條件下能充分利用其能力，做到人盡其才，物盡其用10。物

14、流分析是以提高物流系統(tǒng)的效益為目標，以尋求解決某些問題的最優(yōu)方法為重點，運用定量和定性的分析方法，讓決策者能夠以價值判斷從而做出最有利的決策。 進行物流系統(tǒng)分析的特點如下：以整體為目標。處于各個層次的分系統(tǒng)都具有相應的目標和功能，彼此相輔相成，協(xié)作分工，才能實現(xiàn)優(yōu)化整體系統(tǒng)的共同目標。以特定的問題為研究對象。系統(tǒng)的分析具有很強的針對性，尋求解決特定問題的最佳策略是它的目的，以能求得解決特定問題的最佳方案為首要的任務。除了確定了目標和研究對象外，物流系統(tǒng)分析還需運用定量方法，解決問題不應單憑經(jīng)驗、直覺、想象和臆斷。在復雜的情況下，需要有可靠的資料、數(shù)字作為科學決斷的依據(jù)。最后還必須以價值觀來進行

15、判斷，在系統(tǒng)分析時，必須以某種程度來預測某些事物，或者利用過去發(fā)生的事實用作參照，以推斷有可能出現(xiàn)的傾向和趨勢。由于所了解的資料中有很多屬于不確定性的變量，因此在進行系統(tǒng)分析時，還要借助多種價值觀念進行選優(yōu)和判斷。2.2 制造企業(yè)設施規(guī)劃設計在工業(yè)工程領域常用的方法和技術中，有兩種是非常重要的，制造企業(yè)設施布置和物料搬運，它們直接影響著整個企業(yè)的效能。設施布局設計直接影響產(chǎn)品的質量和成本。如何在給定產(chǎn)品設計信息、工藝流程信息和生產(chǎn)規(guī)劃信息等的情況下，設計出合理的制造企業(yè)設施布置和物料搬運系統(tǒng)是制造企業(yè)能夠在高效能的狀態(tài)下運行的關鍵問題。對于一個工業(yè)設施或工廠，設施主要包括占用的土地、建筑物、生

16、產(chǎn)加工用的機器設備、固定或移動的輔助設備。此外，還包括辦公服務設施、公用設施、動力設施、維修設施等。為了實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的設計目標，收獲盡可能大的社會效益和經(jīng)濟效益，企業(yè)必須具有合理的運營機制與生產(chǎn)結構。設施布置設計是在選址以后，設計和分析系統(tǒng)的平面布置，使人流、物流、信息流和人力、財力、物力得到最有效、最合理、最經(jīng)濟的配置，從根本上提高系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)運行的成本，從而提高綜合競爭力11。本科畢業(yè)設計說明書（論文）2.2.1 設施規(guī)劃設計概述 第 7 頁 共 44 頁制造企業(yè)設施設計是對一個企業(yè)中的設施布置進行安排和組織，以提高企業(yè)資源和能源等的有效利用率。在工業(yè)設施的規(guī)劃設計過程中，涉及到土

17、木建筑、機械、電氣、等多個工程領域。從工業(yè)工程的角度看，設施規(guī)劃設計主要包括物料搬運、制造企業(yè)選址、廠房設計和制造企業(yè)布置。在企業(yè)車間設計中，設施布置占有非常重要的地位，車間設施布置是否合理將直接影響到整個車間的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能力、工藝過程、信息流、物流等方面，并直接反映出一個組織的企業(yè)形象及工作質量。合理的設施布置以至于生產(chǎn)的工藝流程更合理，更能降低車間的物流量大小，因此，設施布置是直接決定生產(chǎn)率的因素之一。根據(jù)資料統(tǒng)計分析，25%50%產(chǎn)品制造的費用是用在物料的搬運上面的，因此，現(xiàn)代的企業(yè)都非常重視物料的搬運系統(tǒng)。物料搬運系統(tǒng)的設計就是對物料搬運量、搬運方法和設備、儲存場地、路線等進行合理

18、安排和布置12。2.2.2 設施規(guī)劃的相關信息在進行一項設施規(guī)劃的任務前，必須得獲得三個方面的主要信息，分別是時間信息、產(chǎn)品信息和工藝信息。時間信息是指在生產(chǎn)的過程中，對于每一項的操作任務必須有一個時間標準，即一個合格的生產(chǎn)工人以正常的速度工作完成這個操作所需要的時間。產(chǎn)品信息是指生產(chǎn)何種產(chǎn)品和每種要生產(chǎn)產(chǎn)品的詳細設計信息兩個部分。工藝信息是指工藝設計師根據(jù)獲得的產(chǎn)品設計信息來確定產(chǎn)品通過哪些加工工序進行生產(chǎn)的。工藝設計師根據(jù)產(chǎn)品的設計信息來確定一個產(chǎn)品、零部件是外購還是自制，然后，對于那些需要自制的產(chǎn)品，需要解決的問題是制造或加工這些產(chǎn)品的加工工藝方法，從而確定加工所需要的設備、機器，給出這

19、個零件的工藝路線，最后是將各零件根據(jù)裝配表組裝起來13。2.3 本章小結本章對制造型企業(yè)的物流系統(tǒng)做了詳細的分析，介紹了物流系統(tǒng)分析的實質和特點，闡述了物流系統(tǒng)的幾種結構，并對制造型企業(yè)設施規(guī)劃的設計做了一些概述和介紹了相關的信息。物流系統(tǒng)分析的目標是系統(tǒng)最優(yōu)化，以提高物流系統(tǒng)的效益，也只有良好的設施規(guī)劃布局才能從根本上提高系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)運行的成本，從而提高綜合競爭力。本科畢業(yè)設計說明書（論文）3 企業(yè)物流系統(tǒng)仿真 第 8 頁 共 44 頁計算機仿真之所以被廣泛接受，其優(yōu)點是具有相對的柔性和直觀性，可用于難以建立數(shù)學模型的大而復雜的系統(tǒng)，可以研究在動態(tài)和隨機環(huán)境中，在各參數(shù)相互作用下，給

20、用戶和研究人員提供一個明確而清晰的結果，比其他極大多數(shù)數(shù)學和分析模型更容易做出判斷和決策。目前，在國外已廣泛應用物流仿真技術，應用仿真分析方法來進行物流系統(tǒng)設施布置的改進后可減少30%的投資，并且能夠對比和評價不同系統(tǒng)的布置設計方案，達到優(yōu)化系統(tǒng)、優(yōu)化能力、加快系統(tǒng)建設、減少投資等目標。隨著企業(yè)物流合理化意識的不斷提高，物流仿真技術將會得到更加廣泛的應用14。3.1 系統(tǒng)仿真的步驟由于仿真是基于模型的活動，所以應該先建立系統(tǒng)的模型。在建模與形式化這一步需要依據(jù)研究和分析的目的和意義，確定模型的邊界問題，為了使模型更加具有可信性，具備系統(tǒng)的實驗知識和必要的試驗數(shù)據(jù)是必需的條件，根據(jù)系統(tǒng)的特點和仿

21、真的要求選擇合適的算法，使建立的仿真模型在計算精度、計算速度和穩(wěn)定性方面滿足仿真的需要。下一步是進行設計程序，即將仿真模型用計算機能執(zhí)行的代碼描述，程序中包括仿真實驗的一系列的要求，如控制參數(shù)、輸出要求、仿真運行參數(shù)等。第四步是對仿真模型進行校驗，一方面是檢驗所選擇的仿真模型方法的合理性，另一方面是再次對程序進行調試。最后是對系統(tǒng)仿真的輸出進行分析15。系統(tǒng)仿真的步驟如圖3.1所示：本科畢業(yè)設計說明書（論文）第 9 頁 共 44 頁圖3.1 系統(tǒng)仿真的步驟3.2 物流仿真技術3.2.1 物流仿真技術概述物流系統(tǒng)仿真是一門計算機綜合應用技術，主要是一些公司針對企業(yè)物流系統(tǒng)的規(guī)劃設計而開發(fā)的仿真軟

22、件，集當前最先進的人工智能技術、計算機三維圖像處理技術、仿真技術、現(xiàn)代物流技術和高級數(shù)據(jù)庫處理技術為一體。對系統(tǒng)設施布置的方案本科畢業(yè)設計說明書（論文）系統(tǒng)分析，獲得改造方案或優(yōu)化的設計。 第 10 頁 共 44 頁 利用計算機仿真軟件，在計算機內(nèi)建立虛擬的工廠和裝配車間模型，對模型進行各種在發(fā)達國家中，每年總有約四分之一的生產(chǎn)面積要進行重新布置。如此頻繁的重新布置，無論是財力還是人力都顯然難以支撐。由于使用手工布置代價太大并且難以達到預期的目標，因而產(chǎn)生了對計算機輔助設施布置的要求。目前，設施規(guī)劃者能夠使用兩大類功能強大的軟件：第一種的軟件能夠提供規(guī)劃布置設計輔助服務，如FACTORYCAD

23、、STORM和FACTORYPLAN等。第二種就是運行和仿真系統(tǒng)分析軟件，如RALC、FLEXSIM、WITNESS和FACTORYELOW、PROMODEL、AUTOMODEL等。三維仿真軟件在目前的市場上是比較受歡迎的16。3.2.2 物流仿真技術在系統(tǒng)設施布置設計中的運用物流仿真技術在系統(tǒng)設施布置中的運用主要體現(xiàn)在以下3個方面：(l)運用系統(tǒng)仿真軟件快速建立系統(tǒng)設施布置模型，如新建或改建廠房、車間，先模擬現(xiàn)實的廠房、設備、機器、物流設施和人員等，構筑虛擬的設施布置，以而取代現(xiàn)實的工人和設備，節(jié)省資金。(2)應用物流仿真軟件完成多種多樣的三維可視化操作，以檢驗系統(tǒng)設計的可行性，使枯燥的文件

24、圖紙變成了更加實際。(3)對方案進行動態(tài)分析和評價，很容易找出系統(tǒng)的瓶頸，比較各方案的優(yōu)缺點，便于最優(yōu)方案的選擇。運用物流仿真技術進行系統(tǒng)設施布置設計的方法，是先對系統(tǒng)應用理論分析，再應用仿真軟件進行三維仿真從而進行優(yōu)化決策。將物流分析技術、系統(tǒng)工程技術理論和計算機技術綜合進行應用，增強了設施布置系統(tǒng)設計的合理性、科學性和高效性，追求實現(xiàn)系統(tǒng)物流成本和物流效率的最優(yōu)化，為企業(yè)減少項目投資費用，縮短項目建設周期，提高了設計工作的效率和企業(yè)效益，這是如今新建或改建項目規(guī)劃設計的最好方法17。3.3 Flexsim物流仿真軟件Flexsim 是PC Base的數(shù)字虛擬企業(yè)的仿真系統(tǒng)，來建立各種經(jīng)營、

25、管理、制造等模型，并且可在微軟公司的Windows 2000、Windows XP、及Vista等不同作業(yè)平臺上執(zhí)行的全窗口化3D專業(yè)仿真軟件。Flexsim是新一代的面向對象的仿真建模工具，它是迄今為止世界上唯一的在圖形建模環(huán)境中集成了C+IDE和編譯器的仿真軟件。在這個軟件環(huán)境，C+不但能夠直接用來定義模型，而且不會在編譯中出現(xiàn)任何問題。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 44 頁 這樣就不再需要傳統(tǒng)的動態(tài)鏈接庫和用戶定義變量的復雜鏈接。它能使決策者輕易地在個人電腦中建構及監(jiān)控任何工業(yè)及企業(yè)的分散式流程。透過Flexsim我們可以率先找出未來工業(yè)及企業(yè)流程的模式。Flexsim基

26、礎架構設計不只是要滿足使用者現(xiàn)今的需求，其架構的概念更是為了企業(yè)的未來而準備。下圖3.2為Flexsim的主界面。圖3.2 Flexsim的主界面Flexsim就是幫助工程師，經(jīng)理和決策者形象化地在動態(tài)三維虛擬現(xiàn)實環(huán)境中檢測新提議的操作，流程或是系統(tǒng)。這對于創(chuàng)建那些可能出現(xiàn)崩潰，發(fā)生中斷或是產(chǎn)生瓶頸的復雜系統(tǒng)是必不可少的。通過預先創(chuàng)建系統(tǒng)模型，可以考察各種假設的場景，同時不會產(chǎn)生改變實際系統(tǒng)時所面臨的中斷，成本和風險。3.3.1 Flexsim的應用領域Flexsim不僅已應用于工業(yè)自動化仿真、物流中心配送仿真、交通運輸仿真、交通流量管制仿真、醫(yī)療管理研究、醫(yī)院動線規(guī)劃仿真等民用工程，也已經(jīng)應

27、用于先進國防戰(zhàn)略仿真、航天工程仿真等大型研究方向。Flexsim的應用領域主要在3個方面：制造業(yè)，倉儲和配送，運輸業(yè)。在制造業(yè)中，可應用于半導體芯片制造、肉食包裝工廠中的牛肉處理、鋼鐵制造、果醬成品的罐裝，標簽，包裝，發(fā)貨、電子器件制造等。在倉儲和配送中，涉及到港口集裝箱船只的裝卸、配送中心操作、訂單取貨、傳輸帶系統(tǒng)、物流貨架、傳送帶和堆垛機。運輸業(yè)中有高速路交界處的交通流、火車站中人群和列車的移動、河流中船的往來穿梭、國際邊防路口的交通堵塞18。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 44 頁 除了上述的3個行業(yè)，F(xiàn)lexsim在礦石開采和加工、快餐店中食物準備和客戶服務、參觀者在娛樂

28、場所內(nèi)的活動、噴氣式飛機引擎的拆卸，翻新和更換、醫(yī)院中病人和食物的處理、共享的網(wǎng)絡存儲器中數(shù)據(jù)的流動、銀行處理中心中支票的處理等處也都有很多的應用。3.3.2 Flexsim仿真功能(1)Flexsim具有離散型和連續(xù)型的混合建模功能。軟件本身更多的是離散型仿真方面應用，但它支持連續(xù)型生產(chǎn)建模，它有專門的流體部件庫，有很多應用于煉鋼廠、塗料生產(chǎn)廠及石油輸送的成功案例。(2)Flexsim提供平面與三維建模窗口，可以直接將AutoCAD的平面布置圖導入建模窗口，可完全遵循平面布置圖的距離關系建立平面模型，平面模型只要換一個窗口，或換一個角度就是三維模型，建立二維模型的同時，同步自動生成三維模型，

29、不需要將二維模型轉為三維模型的操作。同樣，也可以直接在三維建模窗口建立模型，二維模型同步自動生成。二/三維建模同步關聯(lián)。(3)Flexsim提供的部件具有相當?shù)娜犴g性，部件的參數(shù)設定可適應于不同層次的使用者，對于剛入門的使用者，F(xiàn)lexsim提供了制造業(yè)和物流業(yè)常見策略，用戶只需要選擇和修改數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)先進先出、先進后出、隨機出入、百分比出入、統(tǒng)計概率出入、最長隊列出入、最短隊列出入、按品種出入、按標簽出入等出入庫策略，無需編程。對于使用熟練者，可以直接用C+編程，實現(xiàn)更復雜的有特殊需求的出入庫策略，每個部件都有C+編程接口。(4)Flexsim用拖放圖形方法建立模型，F(xiàn)lexsim提供有

30、固定類部件庫，執(zhí)行類部件庫，流體類部件庫，以及用戶部件庫。建模時將相應的部件拖放到模型窗口的指定位置。Flexsim允許用戶開發(fā)自己的部件并建立自己的部件庫，對于熟練用戶可以手工編制代碼來建模。(5)Flexsim具有完全的C+面向對象性。(6)Flexsim所有模型均建立和運行于耀眼的彩色3D中 ，采用了與先進的視頻游戲相同的虛擬現(xiàn)實技術。圖3.3為Flexsim建立的一個大型模型全景。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 44 頁圖3.3 大規(guī)模模型全景(7)Flexsim能利用包括最新的虛擬現(xiàn)實圖形在內(nèi)的所有PC上可用的圖形。如果是擴展名為3DS、VRML、DXF和STL的3D立

31、體圖形文件的話，可以直接導入Flexsim模型中，模型中的任何部件或背景都可以通過導入圖片或立體圖形文件的方法替換部件或背景的圖片或立體圖形。(8)Flexsim是世界唯一的在圖形的模型環(huán)境中應用C+ IDE和編譯程序的仿真軟件。定義模型邏輯時，可直接使用C+，而且可立刻編譯到Flexsim 中。因為Flexsim 具有高度的開放性和柔韌性，所以能為幾乎所有產(chǎn)業(yè)定制特定的模型。(9)Flexsim盡管能同時打開多個窗口，但模型是在集成統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境中，這種開發(fā)環(huán)境具有兩種表現(xiàn)形式，一種是3D或2D的視景環(huán)境，一種是樹結構的純文本環(huán)境。它是同一個東西，不同表現(xiàn)形式，方便建模和調試。Flexsim

32、建模環(huán)境同時支持仿真模型的運行、調試等功能。(10)Flexsim提供較為詳細的通用格式的技術幫助文件（文件格式為*.HTML）。在軟件中也有幫助菜單，有查詢功能。(11)開放性和互聯(lián)性是Flexsim體系架構的一個特點。Flexsim完全與C+ 相結合，用戶可以隨時修改Flexsim滿足其特定需求，而不必學習專有代碼。Flexsim能夠鏈接到任何ODBC數(shù)據(jù)庫（如Oracle）和大眾數(shù)據(jù)結構文件（如Excel，Word)。創(chuàng)時能公司能夠提供仿真與用戶異構平臺的接口。3.3.3 Flexsim的分析優(yōu)化的功能(1)Flexsim建立模型的所有資源是對象，對象可以是產(chǎn)品，模型，圖表，記錄，庫，G

33、UI，甚至是應用程序本身。而Flexsim的對象都可以向定制的用戶公開，建模本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 44 頁 人員可以自由地操作部件、圖形用戶界面、菜單、選擇列表和部件參數(shù)，可以在部件里增加自定義的邏輯、改變或刪掉既存的編碼。所以當然允許用戶根據(jù)實際需求來自定義統(tǒng)計分析報表。Flexsim在仿真過程中，能根據(jù)仿真進度動態(tài)顯示2D和3D報表數(shù)據(jù)（如圖3.4）。圖3.4 3D報表實時顯示報表數(shù)據(jù)(2)Flexsim仿真的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)除在仿真運行環(huán)境內(nèi)顯示外，可以直接導出EXCEL和文本文件形式的報表，提供數(shù)據(jù)庫以自定義表形式儲存報表。(3)Flexsim在模型運行過程中記錄了

34、所有設備的所有狀態(tài)（工作、等待、阻塞、故障等）的時間數(shù)值，以及設備加工產(chǎn)品的個數(shù)，用戶可以自由組合和輸出由這些數(shù)據(jù)組成的報表。當然提供包括設備利用率、單條模型生產(chǎn)線的加工能力、單個設備的加工能力、設備狀態(tài)的時長及時間比例、模型瓶頸分析等統(tǒng)計分析功能。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 44 頁圖3.5 Flexsim提供的設備狀態(tài)餅圖(4)Flexsim提供平面和立體餅圖、柱狀圖、折線圖、海圖、以及甘特圖等多種圖形圖表，支持數(shù)據(jù)與圖表混合的統(tǒng)計報表（如圖3.5）。(5)優(yōu)化模塊完全集成于Flexsim中，用于仿真優(yōu)化，即找尋一組最佳的參數(shù)值（或決策變量值），以使得目標函數(shù)最優(yōu)，在仿真

35、模型中執(zhí)行優(yōu)化功能。由于在Flexsim中除了模型本身外、模型中的每個部件都提供了編寫VC+程序的接口，所以當然支持嵌入自定義的優(yōu)化算法。3.4 本章小結本章詳細的介紹了企業(yè)的物流系統(tǒng)仿真的步驟和方法，敘述了物流仿真技術以及物流仿真技術在設施規(guī)劃設計中的運用，介紹了物流仿真軟件Flexsim的應用的領域，仿真和分析優(yōu)化的功能。仿真技術具有相對的柔性和直觀性，可用應于難以建立數(shù)學模型的大而復雜的系統(tǒng)。應用仿真分析方法來進行物流系統(tǒng)設施布置的改進后可減少投資，并且能夠對比和評價不同系統(tǒng)的布置設計方案，達到優(yōu)化系統(tǒng)、優(yōu)化能力、加快系統(tǒng)建設、減少投資等目標。本科畢業(yè)設計說明書（論文）4 裝配車間設施布

36、局的仿真與優(yōu)化4.1 某微型貨車的裝配車間的簡介 第 16 頁 共 44 頁某微型貨車制造廠為實現(xiàn)多品種生產(chǎn)，于1991年開始籌建年產(chǎn)萬輛TJ1010A微型貨車的裝配車間。TJ1010A微型貨車是引進日本大發(fā)公司的產(chǎn)品。主要參數(shù)為：長3195mm，寬1395mm，后輪驅動，軸距1820mm，整車整備質量690kg，載重質量6000kg ，配套發(fā)動機型號為370Q，在最高轉速5500r/min時的最大功率29.5kW。由于生產(chǎn)綱領和投資所限，裝配車間的廠房利用原沖壓車間的一部分。有跨度18m和24m的廠房共3276m2。此外，該汽車裝配車間在規(guī)模和設備先進程度上，既要有別于汽車行業(yè)的現(xiàn)代化裝配車

37、間，而產(chǎn)品的高要求使它在工藝設計和質量保證上又要有別于國內(nèi)微型貨車行業(yè)常見的裝配車間，所以該車間采用自制的懸掛式裝配線。(1)裝配車間工藝及設計原則(a)采用懸掛鏈帶著吊具連續(xù)運轉，地面與高架平臺相結合的方式進行裝配。懸鏈總長150m，裝配工位有效長度115m，吊架節(jié)距6.4m。全線設置20個裝配工作站。其中1站為車身上線，210站為高架線部分，由兩段1.5m和1.6m高的高架平臺構成。前10個站內(nèi)上、下工位共17個，生產(chǎn)時平臺的上、下工位同時操作互不影響。高架線后為地面線部分，在1120站內(nèi)布置有10個工位，20站的舉升臺使整車下線。全線累計20個裝配站，27個裝配工位。(b)部件的裝配共有

38、12個工序，分布在裝配線兩側。主要有：發(fā)動機、離合器及變速器總成、前橋總成、后橋總成等。部件裝配采用非同步式，留有少量總成貯備，增加了分裝節(jié)奏的彈性。(c)整車下裝配線后，經(jīng)簡單調試即轉入質量保證線，依次對最大轉角、側滑初測、側滑調整、制動、側滑復測，排放、車速、外觀檢查、地坑檢查、燈光、喇叭、淋雨、吹干等項目進行檢查及調整，保證整車出廠質量要求。本科畢業(yè)設計說明書（論文）表4.1 工位類型表編號 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9工位及其描述 安裝制動踏板及支架總成

39、 安裝離合器總泵工位方向機穩(wěn)定橫軸總成，蒸發(fā)機總成 安裝電瓶工位 安裝底盤線束 安裝真空罐工位安裝手剎接線，空氣壓縮機，并調皮帶 安裝助力油泵，排氣管，機油設備 安裝發(fā)動機工位 裝前橋，裝各種管路工位 裝另一段的各種管路工位 裝后橋，油箱工位 安裝前后橋總成 安裝散熱器工位 安裝傳動軸，排氣系統(tǒng) 安裝輪胎工位 布駕駛室，車頂棚線束 安裝駕駛室門鎖工位 安裝頂襯工位 安裝車聲玻璃工位 安裝座椅工位 安裝前車燈，后視鏡 安裝儀表臺工位 安裝膠條工位 安裝后組合燈工位（發(fā)動機總成裝配和后橋裝配工位除外）第 17 頁 共 44 頁人員數(shù) 3 4 4 2 3 3 4 5 5 3 2 2 3 2 3 2

40、1 2 2 1 2 2 1 1 1表4.1為工位類型表，其中A類工位為必須按流程順序安排位置，B類工位可在高架平臺上無次序裝配。本科畢業(yè)設計說明書（論文）(2) 裝配工藝特點第 18 頁 共 44 頁TJ1010A的同系列產(chǎn)品曾在天津某汽車廠生產(chǎn)。該廠裝配線有48個裝配站，59個工位，分工較細，裝配工序布置從容。我廠生產(chǎn)綱領雖小但裝配內(nèi)容雷同，而我廠裝配廠房長78m、寬24m，還要避開中間隔墻及立柱等障礙，充分利用有效裝配站后仍僅能安排18個裝配吊具。由于裝配內(nèi)容多安裝順序要求嚴格，為工序安排增加了很大難度。為此我們從兩方面下手，一是盡量增加高架平臺上的裝配內(nèi)容和工位數(shù)量，充分利用空間。同時因

41、地制宜以部分站位上縮短裝配節(jié)奏時間，來實現(xiàn)增加裝配工序布置的原則，在18個裝配節(jié)距中非常規(guī)地安排了20個裝配站，加上高架平臺上的3個工位，大大增加了裝配工位。二是徹底查清產(chǎn)品圖紙和零、部件隸屬關系。調查有關廠的裝配經(jīng)驗及外協(xié)件的供貨狀態(tài)，合理劃分裝配單元。初期裝配車間工位布局方案如表4.2所示：表4.2 車間工位安排表裝配節(jié)距號二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一工位編號 上A1 下B3 上A2 下B4 上A3 下B5A4 A5 上A6 下B6 上A7 下B7 上A8 下B8 上A9 下B9 A10裝配節(jié)距號 十二 十三 十四 十五 十六 十七 十八 十九工位編號 A11 A12 A13

42、A14 A15 A16 B1 B2經(jīng)過初期設計的裝配車間設施平面布局圖如圖4.1所示：本科畢業(yè)設計說明書（論文）第 19 頁 共 44 頁圖4.1 裝配車間初期平面布局4.2 裝配車間的數(shù)據(jù)收集4.2.1 數(shù)據(jù)類型與收集方法收集可靠的數(shù)據(jù)在建模仿真中是最重要的一個環(huán)節(jié)。在一個車間內(nèi)部數(shù)據(jù)類型主要包括產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、工藝流程R、服務S、時間T五種類型，這也是進行建模仿真的基本的數(shù)據(jù)需求。所需的數(shù)據(jù)一般被分為三種類型：操作數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、結構數(shù)據(jù)。(1)操作數(shù)據(jù)：主要是來描述系統(tǒng)是如何運作的，詳細描述了結構數(shù)據(jù)的各個類型的運作方式。(2)數(shù)值數(shù)據(jù)：提供了系統(tǒng)的一些元件的數(shù)量信息，包括加工批量、設備

43、的容量、設備故障率、加工時間、工件到達率等。(3)結構數(shù)據(jù)：是指需要在建模中表現(xiàn)出來的存在于系統(tǒng)中的各個物理模型，包括： 產(chǎn)品、機器設備、組裝部件、在制品、搬運工具、操作員工、庫存等。在收集數(shù)據(jù)過程中，可以從不同的數(shù)據(jù)源得到有效數(shù)據(jù)歷史紀錄、系統(tǒng)文件、親身觀察、采訪調查。(l)歷史紀錄：可以得到產(chǎn)品的產(chǎn)量、機器故障率、銷售情況、廢品率等數(shù)據(jù)。 (2)系統(tǒng)文件：可以得到車間布局、產(chǎn)品的工藝路線等數(shù)據(jù)。(3)親身觀察：就是應用調查通過工作抽樣、時間研究等方法收集到自己需要的數(shù)據(jù)。本科畢業(yè)設計說明書（論文）到有效的數(shù)據(jù)。 第 20 頁 共 44 頁 (4)采訪調查：就是通過采訪問答的方式從管理人員、

44、操作員工、工程師那里得在確定了數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)類型以后就要開始收集數(shù)據(jù)了，在建模仿真中，收集數(shù)據(jù)是最復雜和最耗費時間的環(huán)節(jié)了，數(shù)據(jù)的精確程度、詳細程度從根本上決定了仿真結果的可信度和精確度，因此在收集數(shù)據(jù)中必須仔細認真地進行，收集數(shù)據(jù)也要更有系統(tǒng)性和條理性，這樣才會盡量的避免誤差。在收集數(shù)據(jù)中主要采用下面的流程進行： (l)定義工件流程，主要采用繪制工件流程圖的方法，詳細記錄在系統(tǒng)中出現(xiàn)的工件在工位之間的流動。(2)操作描述，主要是更詳細的描述在上一步驟中出現(xiàn)的工件流程圖，詳細描述在工作點的加工時間、批量、對員工的需求、搬運方式、搬運路線與時間等。(3)對數(shù)據(jù)進行篩選和精簡，提煉所需要的數(shù)據(jù)，針對

45、一些得不到的數(shù)據(jù)還要做出一定的假設。4.2.2 裝配車間的數(shù)據(jù)收集以工序作為最小單元來建模，不能很好的體現(xiàn)這條裝配線的特點。為此，把多道工序合并起來，采用以工位作為最小單元來建模，即通過給工位機器設定一系列的屬性準備時間，加工時間，由幾個工人加工、加工完后如何處理等和操作規(guī)則如要求進行裝配的工件必須到達所需工位緩沖區(qū)，來模擬設計裝配線上工件在工位上的裝配、移動。所需數(shù)據(jù)如下：（1）裝配車間布局圖。該裝配車間初期布局圖如圖4.1所示。（2）各工位的裝配所需的時間如表4.3所示。本科畢業(yè)設計說明書（論文）表4.3 各工位的裝配時間工位 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9準備 裝配

46、時間時間（min） (min) 24 6 4 3 3 4 5 10 323 55 15 30 37 21 36 28 39工位 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 B1 B2準備 時間(min) 11 5 5 5 4 6 4 6 4裝配時間(min) 29 21 29 38 33 26 13 20 22工位 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9第 21 頁 共 44 頁準備 時間(min) 2 3 3 2 1 1 2裝配時間(min) 63 41 32 48 53 22 304.3 建立裝配車間的模型由于裝配一輛貨車需要許多裝配件(零件、部件和組件等)，為簡化起見，用貨

47、車在每個裝配工位的裝配時間來表示每個裝配工位的裝配件裝配過程，而不對每個具體裝配件進行建模。輕型貨車在各裝配工位的裝配時間不等，按照順序依次通過各裝配工位，上一工位裝配完成后，依次送到下一工位繼續(xù)裝配，且在兩相鄰工位之間的暫存區(qū)可以有等待時間。經(jīng)上面分析可知，裝配車間共有十九個裝配節(jié)距，不論是裝配時間較長的工位，還是裝配時間較短的工位，均以一個節(jié)距的工位為單元來建立模型。通過給機器設定一系列的屬性(準備時間，加工時間，設置操作工人、加工完成后如何處理等)和操作規(guī)則，來模擬裝配線上工件在工位上的裝配、移動。此類建模的思想是：在實際裝配線上，一個工位要完成此工位所有的裝配作業(yè)任務。首先，將零、部件

48、運送到相應工位上，在每個工位上完成相應的裝配，然后按規(guī)定順序在各個工位中移動(裝配組成相應部件)，直至下線(從第一個工位走到最后一個工位)，在這個過程中，所有需要裝配的零、部件均要完成裝配。本文采用以一個裝配節(jié)距的工位為對象進行建模，讓零、部件從第一個工位開始，遍歷裝配線上所有工位，直到下線，完成裝配內(nèi)容。圖4.2為初期裝配模型圖。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第 22 頁 共 44 頁圖4.2 初期裝配模型圖4.4 Flexsim仿真模型布局和邏輯連接Flexsim軟件能夠提供給用戶一個實現(xiàn)可視化建模仿真的平臺。在Flexsim軟件中，將一個處理流程定義為對一個對象的一系列操作或處理。Flexs

49、im仿真模型實體與裝配車間各模型對應關系見表4.4所示。表4.4 模型元素與裝配車間各元素的對應關系模型元素Flow itemProcessor處理器Queue暫存區(qū)Source生成器Sing吸收器 系統(tǒng)元素 未完成裝配的車身 裝配車間的各個工位 臨時存儲位置 空車身/各零件總成上線 成品庫/下線 備注 原始材料始發(fā)Flexsim是通過面向對象的方法來建立模型的。在面向對象的仿真系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的對象往往與現(xiàn)實世界中的實際對象一一對應，這里的建模對象直接表達為流水線上出現(xiàn)的各類實體。所有占用加工時間的工序都采用處理器表達，工序間的暫存區(qū)使用暫存區(qū)表示，工件搬運采用操作員來完成。根據(jù)表4.5中所對

50、應的實體，用Flexsim仿真軟件對裝配車間各工位建立模型，其中包含一個生成器、一個吸收器、十八個暫存區(qū)、十八個處理器。在用草圖或流程圖的形式清楚表達這個過程后，就可以使用Flexsim軟件建立仿真模型了。本科畢業(yè)設計說明書（論文）表4.5 各實體與裝配車間各系統(tǒng)的對應關系序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19系統(tǒng)名稱 材料發(fā)生器 代加工車身庫 A1 B3工位 暫存區(qū) A2 B4工位 暫存區(qū) A3 B5工位 暫存區(qū) A4工位 暫存區(qū) A5工位 暫存區(qū) A6 B6工位 暫存區(qū) A7 B7工位 暫存區(qū) A8 B8工位 暫存區(qū) A9 B9

51、工位實體名稱 發(fā)生器1 暫存區(qū)2 處理器3 暫存區(qū)4 處理器5 暫存區(qū)6 處理器7 暫存區(qū)8 處理器9 暫存區(qū)10 處理器11 暫存區(qū)12 處理器13 暫存區(qū)14 處理器15 暫存區(qū)16 處理器17 暫存區(qū)18 處理器19序號 20 21 22 23 24 25 26 27 28 28 30 31 32 33 34 35 36 37 38系統(tǒng)名稱 暫存區(qū) A10工位 暫存區(qū) A11工位 暫存區(qū) A12工位 暫存區(qū) A13工位 暫存區(qū) A14工位 暫存區(qū) A15工位 暫存區(qū) A16工位 暫存區(qū) B1工位 暫存區(qū) B2工位 吸收器第 23 頁 共 44 頁實體名稱 暫存區(qū)20 處理器21 暫存區(qū)2

52、2 處理器23 暫存區(qū)24 處理器25 暫存區(qū)26 處理器27 暫存區(qū)28 處理器29 暫存區(qū)30 處理器31 暫存區(qū)32 處理器33 暫存區(qū)34 處理器35 暫存區(qū)36 處理器37 吸收器38實際系統(tǒng)中的每個元素都概括抽象為Flexsim實體模型對象。根據(jù)概念模型設計和模型實體設計表的要求，從Flexsim模型庫拖出相應的模型，在模型視圖合理的擺放相應的模型。所有的仿真模型還應按照系統(tǒng)要求設置相應的邏輯連接。仿真模型都具有輸入、輸出和中間端口，而且具有方向性。連接錯誤會導致仿真失敗，或仿真結果出錯。最終的布局結果如圖4.3。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第 24 頁 共 44 頁圖4.3 模型布

53、局圖4.5 仿真對象的參數(shù)設置流水線的起點是空車身到達裝配車間。由于這里的原材料是開工前由噴漆車間送過來的己噴涂好的車身，為了簡化模型，用“生成器Source”對象讓原材料源源不斷地供應，原材料的設置如下圖4.4所示。把材料供應時間設置為每87分供應一個零件，因為裝配生產(chǎn)線節(jié)拍時間受制于最長的工位時間，在此輕型貨車裝配生產(chǎn)線上最長的工位時間是63分鐘，另外空車身上線進入第一個工位的調整時間是24分鐘，此調整時間包括上線的時間和檢查空車身外表漆面是否有劃痕以及張貼此車的配置等信息。所以發(fā)生器的材料供應時間設置為87分鐘。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁 共 44 頁圖4.4 發(fā)生器的參數(shù)

54、設置在每個工位之間設置暫存區(qū)，用“暫存區(qū)Queue”對象來表示。為了使Queue處產(chǎn)品不會堆積得太高，設置了最大容量。當達到暫存區(qū)的最大容量后，后面工位將暫停。直至暫存區(qū)不飽和。雖說因此會導致后面工位暫時停止工作，但是這并不會導致模型有任何失真之處。在真實裝配生產(chǎn)線上，當暫存處的產(chǎn)品堆積太多時，生產(chǎn)線會停止走線，前面工位的工人也因此會停止工作，暫存處的設置如圖4.5所示。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 26 頁 共 44 頁圖4.5 暫存區(qū)的設置由于該流水線并非全自動化，工位之間的半成品車身的運送是由工人輔助完成的，因此把所有的半成品車身的運送交給了“操作員”對象。每個對象的臨時實體流選項都必

55、須勾上“使用運輸工具”，既運送工作由工人完成，運送工作的設施如圖4.6所示。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 27 頁 共 44 頁圖4.6 運送工作的設置由于裝配生產(chǎn)線需要操作工人，用“操作員”對象來代表裝配生產(chǎn)線上的操作工人。為了避免操作人員運送時間過長而產(chǎn)生誤差，就對操作工人的行走速度進行了調整。這樣設置后，操作人員行走時間的影響基本消除，操作人員的行走速度設置如圖4.7所示。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 28 頁 共 44 頁圖4.7 操作員的行走速度設置在模型中，因為流水線并非全自動化的，所有工位的裝配工作都由“處理器”對象和“操作員”對象來共同完成。在“處理器”的參數(shù)設置中有預置時

56、間和處理時間的設置，用操作員到工件架上取工件以及簡單的組裝工件總成的時間來表示“預置時間”，用操作員在機器的輔助下裝配工件的時間或者手工裝配工件的時間來表示“處理時間”。這里把所有的數(shù)據(jù)整理成規(guī)范的表格形式，把所有與模型運行相關的數(shù)據(jù)存放在外部的Excel表中，在模型運行前，只要把數(shù)據(jù)從Excel表導入到表格中，模型就按照表格中數(shù)據(jù)來運行。A1B3工位處理器的時間設置如圖4.8所示。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁 共 44 頁圖4.8 處理器的操作時間設置表4.6表示各處理器的時間參數(shù)表。其他工位處理器的時間設置方法與上工位處理器的時間設置方法相同，時間參數(shù)可參照表4.6。本科畢業(yè)設

57、計說明書（論文）表4.6 各處理器的參數(shù)表節(jié)距號 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19實體名稱 處理器3 處理器5 處理器7 處理器9 處理器11 處理器13 處理器15 處理器17 處理器19 處理器21 處理器23 處理器25 處理器27 處理器29 處理器31 處理器33 處理器35 處理器37預置時間 24 6 4 3 3 4 5 10 3 11 5 5 5 4 6 4 8 6第 30 頁 共 44 頁處理時間 63 55 32 30 37 48 53 28 39 29 21 29 38 33 26 13 20 22在模型最后并沒有顯示暫時的車庫來放置該裝配生產(chǎn)線的成品車，而是用“吸收器”對象來刪除已生成的產(chǎn)品。根據(jù)調查，裝配線每天生產(chǎn)一班，8小時工作制。在模擬中，設置仿真運行時間為一個班次，既480min。在每次運行前，設置一段200的熱身時間，是的所有裝配生產(chǎn)線上的工位在開工一段時間后都處于工作狀態(tài)，而不需等待前面漫長的工位加工時間。本科畢業(yè)設計說明書（論文）4.6 仿真模型的運行 第 31 頁 共 44 頁因為條件限制，沒有Flexsim正式版本，試用版本對實體的數(shù)量有限制，只能在20個實體內(nèi)運行仿真模型，于是把整個模型分成五個