汽車生產(chǎn)線物流仿真研究

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）報告汽車生產(chǎn)線物流仿真研究 交通學(xué)院 院（系） 交通運(yùn)輸 專業(yè)學(xué) 號 21202103 學(xué)生姓名 王 玥 指導(dǎo)老師 張永 老師 起訖日期 2006年3月2006年6月 設(shè)計地點(diǎn) 東南大學(xué)交通學(xué)院 摘 要隨著汽車需求量和生產(chǎn)量的持續(xù)增長，汽車產(chǎn)業(yè)已成為我國的重要支柱產(chǎn)業(yè)。汽車生產(chǎn)物流的運(yùn)作效率的提高可大大提高汽車生產(chǎn)線的效率，減少不必要的浪費(fèi)，提高汽車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率。仿真技術(shù)可提高決策者的工作效率，并能對系統(tǒng)不確定的因素進(jìn)行有效分析。在汽車生產(chǎn)中運(yùn)用仿真技術(shù)，有助于進(jìn)行系統(tǒng)分析，解決生產(chǎn)過程中的隨機(jī)因素的影響。因此，應(yīng)用仿真技術(shù)研究汽車生產(chǎn)物流系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要的現(xiàn)實和理論意

2、義。文章首先介紹了汽車生產(chǎn)物流理論以及仿真的基礎(chǔ)知識，分析了使用仿真技術(shù)在汽車生產(chǎn)線中運(yùn)用的重要意義，并提出利用Arena仿真軟件建立相關(guān)模型，來進(jìn)行汽車生產(chǎn)線的仿真。隨后進(jìn)行了汽車生產(chǎn)線流程分析，并重點(diǎn)對涂裝環(huán)節(jié)的基本流程及設(shè)計原則進(jìn)行了進(jìn)一步闡述。在進(jìn)行生產(chǎn)線物流仿真系統(tǒng)設(shè)計時，文章先設(shè)定了仿真的目標(biāo)，對仿真案例進(jìn)行假設(shè)，然后利用Arena仿真軟件進(jìn)行具體模型的設(shè)計與建立。在建好模型后，對不同的方案及不同的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，比較了不同方案以及同種方案不同參數(shù)情況下的關(guān)系。關(guān)鍵詞：汽車生產(chǎn)線；物流；仿真；涂裝；Arena AbstractBy the growth alon

3、g with the demand quantity and the productivity of automobile, this industry has become the important pillar industry of our country. The enhancement of the operation efficiency of automobile product logistics may greatly enhance the efficiency of the automobile production line, reduces the nonessen

4、tial waste, enhances the production efficiency of the automobile production enterprise. The simulation technology may enhance policy-maker's working efficiency, and can carry on the effective analysis to the system indefinite factor. Using simulation technology in automobile production is helpfu

5、l to carries on the system analysis, in the solution production process stochastic factor influence. Therefore, using simulation engineering to optimize the system of automobile product logistics has the important reality and the theory significance.This article first introduced the thing flows the

6、logistics theory as well as the system simulation elementary knowledge, analyzed the utilization vital significance by using simulation technology in the automobile production line, and proposed using the Arena simulation software establishment correlation model, in order to carry on the automobile

7、production line the simulation. Afterwards has carried on the automobile production line flow analysis, and further elaborated the basic flow and the principle of design about paint. When carries on the production line flows the simulation system design, this article has first established the simula

8、tion goal, carries on the supposition to the simulation case, then do the design and the establishment carries on the concrete model by using Arena simulation software. After constructs the model, carries on the movement to the different plan and the different parameter, according to moves the resul

9、t to carry on the analysis, compared with different plan as well as in homogeneous plan different parameter situation relations.Key word: Automobile production line; Logistics, Simulation; Painting; Arena 目 錄摘 要IAbstractII目 錄i第一章 緒論11.1 選題背景11.2 研究意義和目的11.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3.1 國外研究現(xiàn)狀21.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21.3.3 文獻(xiàn)

10、分析41.4 研究問題界定41.5 技術(shù)路線51.6 論文結(jié)構(gòu)5第二章 理論基礎(chǔ)62.1 汽車生產(chǎn)物流理論62.2 仿真理論72.2.1 仿真的定義72.2.2 仿真的作用72.2.3 仿真的一般步驟82.3 物流仿真語言92.3.1 仿真語言簡介92.3.1 Arena仿真軟件介紹92.4 仿真在汽車生產(chǎn)線中的應(yīng)用122.5 本章小結(jié)13第三章 汽車生產(chǎn)線流程分析143.1 流水線生產(chǎn)組織143.1.1 流水生產(chǎn)的作用143.1.2 流水生產(chǎn)的特征143.1.3 流水生產(chǎn)的分類143.2 汽車生產(chǎn)線流程介紹153.3 涂裝流程分析173.3.1 基本流程173.3.2 設(shè)計原則173.4 本

11、章小結(jié)18第四章 汽車生產(chǎn)線物流仿真設(shè)計194.1 汽車生產(chǎn)線物流仿真目標(biāo)194.1.1 仿真在生產(chǎn)物流中的應(yīng)用194.1.2 具體仿真目標(biāo)204.2 汽車生產(chǎn)線物流仿真案例與假設(shè)204.2.1 生產(chǎn)線仿真案例204.2.2 影響因素假設(shè)214.3 汽車生產(chǎn)線物流仿真模型設(shè)計224.3.1 仿真步驟224.3.2 具體模型234.4 汽車生產(chǎn)線物流仿真結(jié)果分析284.4.1 不同方案的比較分析284.4.2 相同方案的比較分析314.5 本章小結(jié)33第五章 結(jié)論與展望345.1 論文的主要研究成果345.2 論文的不足和研究展望34參考文獻(xiàn)36致 謝38第一章 緒論1.1 選題背景汽車產(chǎn)業(yè)是國

12、家工業(yè)化水平的代表性產(chǎn)業(yè)，也是最典型的成熟產(chǎn)業(yè)和壟斷競爭型產(chǎn)業(yè)。其產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度很大，對鋼鐵、有色金屬、橡膠、塑料、玻璃、涂料等原材料工業(yè)，鑄、鍛、熱、焊、沖壓、機(jī)加工、油漆、電鍍、試驗、檢測等設(shè)備制造業(yè)，機(jī)械、電子、電器、化工、建材、輕工、紡織等配套產(chǎn)品和零部件，公路建設(shè)、能源工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和服務(wù)業(yè)等，都會產(chǎn)生巨大需求，從而推動這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。汽車產(chǎn)業(yè)的振興能帶動諸多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，諸多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又支撐著汽車產(chǎn)業(yè)的振興。中國是世界上現(xiàn)今為數(shù)不多的汽車潛在需求巨大的地區(qū)。正是基于汽車產(chǎn)業(yè)的特性和發(fā)展?jié)摿?，國家將汽車產(chǎn)業(yè)確定為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。中國汽車工業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，已經(jīng)成為世界

13、上公認(rèn)的未來3個最大的待開發(fā)汽車市場之一。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高和轎車開始進(jìn)入家庭，中國已經(jīng)成為世界上增長最為迅速的市場，對全球汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的巨大影響力。我國汽車年產(chǎn)銷達(dá)到100萬輛歷時近40年，從100萬輛增至200萬輛歷時8年，增至300萬輛僅用了2年，而突破400萬輛則只用1年時間。預(yù)計未來的10多年里，中國的汽車需求量仍將保持1015的增幅向上攀升1。中國已初步形成相對齊全的汽車工業(yè)生產(chǎn)體系。這是中國汽車產(chǎn)業(yè)新發(fā)展的起點(diǎn)。此外，中國發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)還有如下優(yōu)勢：一是大國的市場優(yōu)勢；二是勞動力成本優(yōu)勢；三是具有較強(qiáng)的制造業(yè)配套能力。標(biāo)準(zhǔn)普爾發(fā)布最新報告說，北美、西歐和日本三大汽車生產(chǎn)地的

14、產(chǎn)量占到了全世界的四分之三，而目前中國已取代韓國和法國成為世界第四大汽車生產(chǎn)地。預(yù)計在今后10到15年，中國有望成為世界重要的汽車制造基地之一2。汽車生產(chǎn)物流就是指從倉庫入口到生產(chǎn)線消耗點(diǎn)，再到成品車庫的入口前的物流。我國現(xiàn)階段對于汽車物流的重點(diǎn)多在運(yùn)輸、倉儲環(huán)節(jié)，很少設(shè)計生產(chǎn)物流。而面對復(fù)雜的汽車生產(chǎn)過程，如果能提高生產(chǎn)物流效率，就可以大大提高汽車生產(chǎn)線的效率，勢必會提高汽車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)競爭力，也會相應(yīng)拉動我國汽車產(chǎn)業(yè)，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到促進(jìn)作用。 1.2 研究意義和目的汽車生產(chǎn)是一項復(fù)雜的生產(chǎn)活動，其工序多且繁瑣，難免會有不合理或可以改善的地方。此時如果可以對生產(chǎn)線進(jìn)行仿真

15、，則可以使得生產(chǎn)線更優(yōu)化。仿真技術(shù)的主要的優(yōu)勢在于與大多數(shù)技術(shù)相比，它更簡單，運(yùn)作起來不昂貴且更靈活。另外，仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用依賴于計算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展。今天，隨著計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的巨大發(fā)展，仿真技術(shù)的研究也不斷完善。仿真技術(shù)近年來應(yīng)用越來越廣，其在物流研究中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾個方面：l 有利于解決隨機(jī)因素的影響；l 仿真幫助系統(tǒng)優(yōu)化；l 仿真對各種復(fù)雜的系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性；l 符合人們的思維習(xí)慣，有助于系統(tǒng)分析；在汽車生產(chǎn)中運(yùn)用仿真技術(shù)，所建成的物流系統(tǒng)仿真可以大大提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化系統(tǒng)，有助于進(jìn)行系統(tǒng)分析，解決生產(chǎn)過程中的隨機(jī)因素的影響。這對于復(fù)雜的汽車生產(chǎn)過程來說，無疑是有重大

16、意義的。本文就旨在運(yùn)用物流仿真系統(tǒng)模擬汽車生產(chǎn)流程，具體分析涂裝流程，通過不同方案、不同參數(shù)的比較，得出最優(yōu)方案，以提高汽車生產(chǎn)線的效率。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 國外研究現(xiàn)狀國外對于物流仿真的研究相對發(fā)展的比較早，此類研究也進(jìn)行得比較深入。S. G. Lee, R. de souza, E. K. Ong（1996）3運(yùn)用Arena軟件對于自動庫存補(bǔ)貨系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，以使得在巷道狹窄的倉庫可以盡量減少搬運(yùn)工具，提高物流效率。Henk de Swaan Arons, Csaba Attila Boer（2001）4運(yùn)用離散事件仿真模型，將模型存入特定數(shù)據(jù)庫中，在Arena模擬軟件中研究

17、了庫存補(bǔ)貨戰(zhàn)略。A. Anglani, A. Grieco, M. Pacella, T. Tolio（2002）5對于柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行分析與建模，也是在Arena軟件的環(huán)境中進(jìn)行仿真的。Dan X. Houston etc.（2001）6；Young Jun Son, Albert T. Jones, Richard A. Wysk（2003）7也進(jìn)行了相關(guān)的仿真建模研究。1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的物流研究起步晚、發(fā)展快，不少大學(xué)相繼成立了物流研究中心。關(guān)于物流仿真有以下研究： 1. 基于Petri網(wǎng)的仿真研究昆明理工大學(xué)的詹躍東、駱瑛基于Petri網(wǎng)理論對煙草行業(yè)的卷接包車間的AGVS

18、進(jìn)行了分析，并對該系統(tǒng)構(gòu)造了一Petri網(wǎng)模型，并進(jìn)行了仿真研究8。華中科技大學(xué)的劉巍、王明哲基于Petri網(wǎng)/JavaBean的分層有色Petri 網(wǎng)（HCPN）物流系統(tǒng)建模， 通過建立遞階層次、對象， 子網(wǎng)和整個HCPN 等模型，將其接入主Petri 網(wǎng)（PN），用顏色描述Petri 網(wǎng)中流動的令牌。以汽車總裝為例，將物流過程分解成若干子網(wǎng)和HCPN 模型，并以HCPN 仿真模型為核心，定義通用接口、建立與PN 相應(yīng)的模型組件9。 南京林業(yè)大學(xué)的張穎利、邵明習(xí)采用Petri網(wǎng)建立了某微型汽車廠總裝車間的生產(chǎn)物流模型，并用Visual Basic 語言對其生產(chǎn)線進(jìn)行仿真10。安徽工業(yè)大學(xué)的李

19、明河、魯蔚鋒提出了一種基于Petri網(wǎng)的生產(chǎn)車間物料運(yùn)輸系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型，可以將該系統(tǒng)的物理過程通過網(wǎng)系統(tǒng)形象地表示出來，并反映出系統(tǒng)的動態(tài)特性。同時用ARENA仿真軟件對該系統(tǒng)進(jìn)行了模型仿真研究11。還有學(xué)者運(yùn)用其它算法對物流仿真進(jìn)行了分析研究，如王英凱,安曉東（2005）12進(jìn)行了基于遺傳算法的物流建模與仿真分析。他們在對傳統(tǒng)算法討論的基礎(chǔ)上提出了一種基于遺傳算法的物流配送最佳路徑選擇建模方法，并應(yīng)用實例進(jìn)行了仿真分析。2. 面向?qū)ο蠓抡娣椒ㄉ綎|工業(yè)大學(xué)的張丹羽等基于面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)，采用窗口界面技術(shù)，提出了一種面向?qū)ο蠛突趫D形的建模仿真環(huán)境的技術(shù)方案，面向?qū)ο蠹夹g(shù)解決了FMS(柔性制

20、造系統(tǒng))中的模型復(fù)雜性高和可重用性差的問題，為進(jìn)一步開發(fā)物流實時離線(或在線)調(diào)度仿真軟件提供了一個很好的環(huán)境13。北方交通大學(xué)的唐孝飛基于面向?qū)ο蟮乃枷牒拖到y(tǒng)理論概念，提出面向?qū)ο蟮牡谌轿锪髋渌头抡嫦到y(tǒng)，通過描述配送系統(tǒng)各組成對象之間的關(guān)系，仿真研究了各種配送控制功能及其參數(shù)14。3. 其他物流仿真系統(tǒng)：清華大學(xué)的董建華, 肖田元, 樊樹海, 羌磊（2003）針對汽車大規(guī)模定制生產(chǎn)的實施策略提出汽車總裝生產(chǎn)線滿足大規(guī)模定制的三個關(guān)鍵問題：提高動態(tài)響應(yīng)能力、縮短交貨期、降低成本。針對這三個問題討論了汽車總裝生產(chǎn)線規(guī)劃中的相應(yīng)對策，根據(jù)汽車總裝線規(guī)劃的要求提出并建立了一個相應(yīng)的規(guī)劃仿真環(huán)境，并

21、在該環(huán)境中進(jìn)行了一個仿真實例15。鄭順?biāo)?004）基于生產(chǎn)線仿真與優(yōu)化技術(shù)，建立了應(yīng)用對象、類庫、仿真模型，進(jìn)行了物流和生產(chǎn)調(diào)度仿真，對瓶頸設(shè)備與故障進(jìn)行了分析及生產(chǎn)線能力評估，為生產(chǎn)線規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度計劃的制定提供了可靠的科學(xué)依據(jù)16。湖南大學(xué)的劉靚,黃立葵（2004）針對物流仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的難題,建立物流系統(tǒng)仿真研究的基本步驟,創(chuàng)建供應(yīng)鏈運(yùn)營參考模型，包括基本的供應(yīng)鏈過程要素、過程性能評價指標(biāo)和供應(yīng)鏈對象模型17。王煜，蔡臨寧，岳秀江（2004）比較了應(yīng)用解析方法和仿真方法研究物流系統(tǒng)的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)，然后從點(diǎn)和面兩個層次分析了應(yīng)用仿真方法研究物流系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，指出物流系統(tǒng)仿真研究的優(yōu)

22、勢和趨勢，通過仿真實驗研究一定系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)下一些系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)作策略的優(yōu)化設(shè)置，作為決策分析依據(jù)18。周立新,陶瑞巖,汪菲（2003）采用系統(tǒng)仿真的方法，針對物流項目不同的要素構(gòu)成和物流需求，運(yùn)用計算機(jī)工具，設(shè)計與開發(fā)了仿真程序，研究了第三方物流項目仿真程序設(shè)計與實現(xiàn)19。華中科技大學(xué)CAD中心的郭宇,陳立平,王書亭,鐘毅芳（2003）構(gòu)建了一個優(yōu)化與仿真分離的仿真優(yōu)化框架,該框架的核心是混合優(yōu)化算法模塊和物流仿真模塊,根據(jù)物流仿真的特點(diǎn)提出了一種改進(jìn)的區(qū)域收縮遺傳算法和增強(qiáng)連續(xù)型禁忌搜索算法混合的優(yōu)化算法，并基于該框架開發(fā)了一個仿真優(yōu)化軟件系統(tǒng)20。上海海運(yùn)學(xué)院楊靜蕾和丁以中（2003）以上海

23、港外高橋集裝箱碼頭為例，通過構(gòu)建一個包括錨地、泊位堆場、橋吊、龍門吊和集卡的動態(tài)多級排隊網(wǎng)絡(luò)模型，較為全面地描述了集裝箱碼頭裝卸系統(tǒng)的運(yùn)行指標(biāo)和最優(yōu)化設(shè)備配置。闡述了動態(tài)多級排隊網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)成和特點(diǎn)，說明了仿真程序中的事件、事件之間的邏輯關(guān)系以及程序的檢驗和模型輸入輸出參數(shù)，最后通過對系統(tǒng)輸出指標(biāo)的分析得出了外高橋集裝箱碼頭的最優(yōu)機(jī)械配比和最優(yōu)的橋吊臺數(shù)21。1.3.3 文獻(xiàn)分析從文獻(xiàn)的綜述看，國內(nèi)由于受物流實踐和研究水平的制約，對于物流仿真的研究只處于起步階段，還不夠完善，對于汽車生產(chǎn)線的物流仿真更是涉及甚少。關(guān)于汽車生產(chǎn)線流程分析、汽車物流分析、物流仿真應(yīng)用的參考文獻(xiàn)較少，關(guān)于仿真系統(tǒng)在汽

24、車生產(chǎn)線中的實際運(yùn)用也需要進(jìn)一步的研究探討?？偟恼f來，關(guān)于汽車生產(chǎn)線物流分析存在以下不足：1. 沒有詳盡的汽車生產(chǎn)線流程分析汽車生產(chǎn)流程復(fù)雜，工序繁多。了解汽車生產(chǎn)線的流程，是研究汽車生產(chǎn)線物流仿真的基礎(chǔ)。已有文獻(xiàn)并沒對此進(jìn)行詳盡的分析。2. 物流仿真的研究欠缺仿真是一種實驗方法，也是一種優(yōu)化方式，旨在優(yōu)化系統(tǒng)、解決隨機(jī)性因素、提高生產(chǎn)效率。關(guān)于物流仿真，在國內(nèi)還是一個新興課題，需要對此進(jìn)行進(jìn)一步研究。另外，仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用依賴于計算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展。今天，隨著計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的巨大發(fā)展，仿真技術(shù)的研究也不斷完善。因此，對于物流仿真的研究也是一個與時俱進(jìn)的過程，不能只依賴前人的研究成果。

25、 3. 缺乏利用專業(yè)仿真軟件進(jìn)行的具體設(shè)計方案本文將運(yùn)用Arena仿真軟件進(jìn)行設(shè)計。國內(nèi)很少有運(yùn)用此軟件進(jìn)行仿真的文獻(xiàn)，因此對于Arena仿真軟件需要在熟練操作的基礎(chǔ)上進(jìn)行建模和仿真。仿真系統(tǒng)是要運(yùn)用到具體問題當(dāng)中的。當(dāng)仿真完成后，要選取具體案例，運(yùn)用仿真系統(tǒng)進(jìn)行比較和評價。1.4 研究問題界定本文旨在運(yùn)用仿真技術(shù)對汽車生產(chǎn)線進(jìn)行仿真，以構(gòu)成完善的汽車生產(chǎn)線物流仿真系統(tǒng)，便于改善實際生產(chǎn)現(xiàn)狀，減少不合理的因素，提高總體生產(chǎn)效率。具體研究問題為：1. 汽車生產(chǎn)線流程現(xiàn)狀2. 如何運(yùn)用仿真軟件對汽車生產(chǎn)線（以涂裝流程為例）進(jìn)行物流系統(tǒng)仿真3. 根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析1.5 技術(shù)路線本文技術(shù)路線圖

26、如下：相關(guān)文獻(xiàn)綜述研究問題界定汽車生產(chǎn)線流程分析生產(chǎn)線物流仿真系統(tǒng)設(shè)計結(jié)論與展望選取具體問題建模涂裝流程分析運(yùn)用Arena軟件結(jié)果分析圖1-1 技術(shù)路線圖1.6 論文結(jié)構(gòu) 本文由五章正文、參考文獻(xiàn)和致謝組成。第一章是緒論，主要介紹了本文的選題背景、研究意義和目的、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、研究問題界定及技術(shù)路線等。第二章是理論基礎(chǔ)的介紹，主要就物流理論、仿真理論以及物流仿真語言作了介紹和說明，并詳細(xì)介紹了本文采用的軟件：Arena仿真軟件，就軟件的性能以及優(yōu)勢作了闡述，解釋了使用此軟件的原因。第三章著重進(jìn)行了汽車生產(chǎn)線流程的分析，特別對于涂裝環(huán)節(jié)的基本流程、設(shè)計原則進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。第四章將進(jìn)行生產(chǎn)線物

27、流仿真系統(tǒng)的設(shè)計，在設(shè)定目標(biāo)、選取實例與假設(shè)后進(jìn)行模型設(shè)計，并對結(jié)果進(jìn)行比較分析。第五章是結(jié)論與展望，主要對本文所取得的成果和不足之處進(jìn)行總結(jié)。第二章 理論基礎(chǔ)2.1 汽車生產(chǎn)物流理論 2003年，美國物流管理協(xié)會對物流管理的最新定義為22：“物流是供應(yīng)鏈活動的一部分，是為滿足顧客需要，對商品、服務(wù)、及相關(guān)信息在產(chǎn)地和消費(fèi)地之間高效、低成本地前向/逆向流動和儲存而進(jìn)行的規(guī)劃、實施、控制過程?！薄拔锪鳌边@一概念在中國被普遍采用是近十多年的事，2001年4月國家正式頒布的物流術(shù)語中把物流概念表述為：“物品從供應(yīng)地向接受地的實體流動過程。根據(jù)實際需要，將運(yùn)輸、儲存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送、

28、信息處理等基本功能實施有機(jī)結(jié)合”。將物流管理表述為“為了以最低的物流成本達(dá)到用戶所滿意的服務(wù)水平，對物流活動進(jìn)行的計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制” 22。汽車物流是指以最小的總費(fèi)用，按用戶的需求，將汽車零部件、備件、整車從供給地向需求地轉(zhuǎn)移的過程，主要包括運(yùn)輸、儲存、包裝、裝卸、配送、流通加工、信息處理等相關(guān)活動23。汽車物流按業(yè)務(wù)流程可分為4大部分：供應(yīng)過程中的零部件配送、運(yùn)輸物流；生產(chǎn)過程中的儲存、搬運(yùn)物流；整車與備件銷售儲存及運(yùn)輸物流和工業(yè)廢棄物回收處理物流。供應(yīng)物流是指上游供應(yīng)商向整車廠提供汽車零部件、生產(chǎn)材料、輔料到整車廠的倉庫入口的流程。生產(chǎn)物流主要發(fā)生在企業(yè)的內(nèi)部，即指從倉庫入口到生產(chǎn)線

29、消耗點(diǎn)，再到成品車庫的入口前的物流。整車與備件銷售物流指從成品車庫、備件庫入口到經(jīng)銷商入口之間的物流。如圖所示。汽車物流零部件物流整車物流銷售物流回收物流供應(yīng)物流生產(chǎn)物流轎車中輕型汽車重型汽車圖2 汽車物流的分類 我國現(xiàn)階段對于汽車物流的主要重點(diǎn)是在運(yùn)輸與倉儲等環(huán)節(jié)上，而對于汽車生產(chǎn)物流涉及較少。其實汽車生產(chǎn)零配件種類繁多，生產(chǎn)工序復(fù)雜，生產(chǎn)物流的作用不容忽視。若能較好的提高汽車生產(chǎn)物流效率，則能在生產(chǎn)過程中避免不必要的浪費(fèi)，提高生產(chǎn)線的效率，減少生產(chǎn)成本，從而提高企業(yè)生產(chǎn)率。 本文將主要討論汽車生產(chǎn)物流仿真，目的就是通過計算機(jī)仿真語言，將汽車生產(chǎn)線的流程進(jìn)行仿真，在仿真情況下找出其存在的問題

30、，輔以適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)建議，以提高其生產(chǎn)線效率，即提高生產(chǎn)物流效率。2.2 仿真理論2.2.1 仿真的定義在生產(chǎn)活動中，運(yùn)用仿真技術(shù)可以提高工作效率，并且可以對不確定的因素進(jìn)行分析。仿真是一種實驗方法，它是運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程中一種重要的優(yōu)化方法，基本想法是試圖重現(xiàn)某一系統(tǒng)或活動的作業(yè)情況，而不必實地去建造并運(yùn)轉(zhuǎn)一個系統(tǒng)，那樣會造成巨大的花費(fèi)，這種方法不是去求解模型，而是在各種不同的作業(yè)條件的組合下，去運(yùn)行這一模型，由模擬運(yùn)行所得的結(jié)果，對所提出的方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評價24。仿真技術(shù)的主要的優(yōu)勢在于與大多數(shù)技術(shù)相比，它更簡單，運(yùn)作起來不昂貴且更靈活。另外，仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用依賴于計算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展。

31、今天，隨著計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的巨大發(fā)展，仿真技術(shù)的研究也不斷完善。2.2.2 仿真的作用仿真技術(shù)近年來應(yīng)用越來越廣，其在物流研究中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾個方面：1. 有利于解決隨機(jī)因素的影響仿真模型的一個特點(diǎn)是它是一個隨機(jī)模型，系統(tǒng)的參數(shù)受隨機(jī)因素影響所發(fā)生的變化在模型中得到充分體現(xiàn)。這一點(diǎn)是其他方法所無法比擬的。其他方法一般是針對一種固定的約束條件或環(huán)境求解。而實際系統(tǒng)，特別是復(fù)雜的離散事件系統(tǒng)往往受很多隨機(jī)因素的影響（物流系統(tǒng)就是這樣的系統(tǒng)）。忽略隨機(jī)因素的影響，用確定性模型代替隨機(jī)模型研究系統(tǒng)，將會使分析結(jié)果有很大的誤差。2. 仿真幫助系統(tǒng)優(yōu)化表面上看，仿真模型的一次運(yùn)行，只是對系統(tǒng)一次抽

32、樣的模擬。從這點(diǎn)來說，系統(tǒng)仿真方法不是一種系統(tǒng)優(yōu)化方法，即它不能求系統(tǒng)的最優(yōu)解。但是，仿真可以讓人們依據(jù)對系統(tǒng)模型動態(tài)運(yùn)行的效果，多次修改參數(shù)，反復(fù)仿真?；蛘哒f，仿真是一種間接的系統(tǒng)優(yōu)化方法?，F(xiàn)在，人們越來越認(rèn)識到，對于多目標(biāo)、多因素、多層次的系統(tǒng)（物流系統(tǒng)正是這樣的系統(tǒng)）來說，并不存在絕對意義上的最優(yōu)解。優(yōu)化只是相對而言的。即使是最優(yōu)化方法，其本身由于若干的假設(shè)、抽象和簡化所造成的誤差，已經(jīng)使“最”字打了折扣。因此，不單純追求最優(yōu)解，而尋求改善系統(tǒng)行為的途徑和方法，應(yīng)該說是更加有效的。仿真方法正是提供了這種環(huán)境。3. 仿真對各種復(fù)雜的系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性仿真所建立的模型，完全是實際系統(tǒng)的映像

33、。即它反映系統(tǒng)的物理特征、幾何特征，又可以反映系統(tǒng)的邏輯特性。因此，對于各種復(fù)雜的物流系統(tǒng)，無論是線性的還是非線性的，無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的，都可以用仿真方法來研究。4. 符合人們的思維習(xí)慣，有助于系統(tǒng)分析研究分析物流系統(tǒng)的方法，大體上可分為兩種類型。一類是解析法，另一類是非解析法。解析法是把物流系統(tǒng)抽象成一種數(shù)學(xué)表達(dá)式，通過求解數(shù)學(xué)表達(dá)式找到最優(yōu)解。這是一種完全通過邏輯推理來獲得啟發(fā)和借鑒的方法。如運(yùn)籌學(xué)中的線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃等。解析法有比較悠久的發(fā)展歷史。在實際中應(yīng)用廣泛，是比較成功的方法。但是，解析法過于拘泥于數(shù)學(xué)抽象。人們面對抽象的假想的邏輯模型，很難獲得系統(tǒng)的真實感受。雖然解析法可以

34、求最優(yōu)解，但卻不便于人們進(jìn)行實際的系統(tǒng)分析。非解析法不依據(jù)抽象的假想，而是以現(xiàn)實為依據(jù)。仿真方法是一種非解析法。仿真所依據(jù)的，是對系統(tǒng)的實際觀測所獲得的數(shù)據(jù)建立起來的動態(tài)模型。這種方法所建立的模型，即表達(dá)了系統(tǒng)的物理特征，又有其邏輯特征，即反映了系統(tǒng)的靜態(tài)性質(zhì)，也反映了其動態(tài)的性質(zhì)，更貼近實際，更真實，更便于對系統(tǒng)進(jìn)行分析。2.2.3 仿真的一般步驟1. 調(diào)研系統(tǒng)，建立目標(biāo)通過調(diào)研仿真者應(yīng)對研究的系統(tǒng)有全面的、深入的了解，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行盡可能詳細(xì)的描述，明確仿真的目標(biāo)和系統(tǒng)涉及的范圍。一般來說，仿真目標(biāo)不同，所建立的模型也不同，為建立模型所需要采集的數(shù)據(jù)也不同。2. 收集仿真數(shù)據(jù)，建立模型根據(jù)

35、仿真的目標(biāo)，對系統(tǒng)進(jìn)行選擇和整理，這是一件費(fèi)時費(fèi)力的工作。在收集數(shù)據(jù)時，應(yīng)注意考慮系統(tǒng)運(yùn)行的循環(huán)周期。正確的收集方法是對完整的循環(huán)周期收集數(shù)據(jù)。建立模型的過程，是一個抽象和簡化的過程。為了保證所建模型符合真實系統(tǒng)，在建立模型后，應(yīng)對模型進(jìn)行檢查，反復(fù)修改，直至模型正確為止。所需檢查的項目包括：系統(tǒng)流程、邏輯關(guān)系、循環(huán)周期、隨機(jī)變量等。3. 編制程序程序可以用通用語言編寫，如FORTRAN，C，PASCAL等，也可以用專門的仿真語言編寫，如離散事件系統(tǒng)的仿真語言有GPSS，SIMULA，SIMAN，SLUM，WITNESS等，還可以用專門的仿真軟件編寫，如ARENA，AUTOMODE等。4. 運(yùn)

36、行仿真模型在計算機(jī)上進(jìn)行仿真運(yùn)行，獲取模型的輸出數(shù)據(jù)，許多仿真語言和仿真軟件如ARENA，WITNESS可以做到邊建模邊試運(yùn)行。5. 輸出結(jié)果分析輸出結(jié)果分析在仿真活動中占有十分重要的地位，特別是對離散事件系統(tǒng)來說，其輸出結(jié)果分析甚至決定著仿真的有效性。輸出分析即是對模型數(shù)據(jù)的處理，同時也是對模型的可信性進(jìn)行檢驗。本文亦按照仿真的一般步驟，在界定研究內(nèi)容、建立目標(biāo)后，選取適當(dāng)模型進(jìn)行建模，運(yùn)用專門的仿真軟件Arena編制程序，在具體案例中根據(jù)運(yùn)行得到的結(jié)果進(jìn)行分析，提出改進(jìn)建議和措施。2.3 物流仿真語言2.3.1 仿真語言簡介仿真軟件包括仿真程序和仿真語言，其中仿真程序是仿真軟件的初級形式，

37、是仿真軟件的基本組成部分。仿真程序用于某些特定的問題的仿真，可提供許多算法；仿真語言則為用戶提供更強(qiáng)的仿真功能，適用于不同領(lǐng)域的多種系統(tǒng)的仿真。國外從20世紀(jì)60年代開始開發(fā)適用于不同領(lǐng)域、不同對象的仿真語言，我國也在70年代的后期開始了這方面的研究。仿真語言大多屬于面向?qū)ｉT問題的高級語言，它是在通用的高級語言的基礎(chǔ)上，針對專門問題研制的，分為面向方程和面向框圖兩種類型的仿真語言。它不需要用戶掌握復(fù)雜的高級語言，而是由機(jī)器自動翻譯成高級語言或匯編語言，所以速度比較慢，而且研制周期較長，但它面向用戶，具有較強(qiáng)的仿真功能。目前，仿真語言的開發(fā)已經(jīng)取得了可喜的成果，開發(fā)出了許多的應(yīng)用仿真程序。如：可

38、以處理一般的數(shù)學(xué)、物理問題的通用仿真語言ACSL，CSSL，TUTSIM，CSMP等，這類語言可以被應(yīng)用于各個領(lǐng)域（技術(shù)的、非技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的、社會的），但是用戶必須對建模與仿真的方法有一個基本了解，另外一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是通用仿真語言之所以通用是因為它們只能解決一般的問題，而不能解決所有的問題，只適合于解決一些不太復(fù)雜的問題；如果要解決特殊的問題就需要專用的仿真語言MATLAB，SPICE，PSPICE等，這些語言要求用戶能深入了解建模與仿真問題，但用它們?nèi)ソ鉀Q一般性的問題卻極不方便25。2.3.1 Arena仿真軟件介紹Arena是美國System Modeling公司于1993年開始研制開發(fā)的

39、新一代可視化通用交互集成仿真環(huán)境?；赟IMAN/CINEMA發(fā)展起來的Arena，很好地解決了計算機(jī)仿真環(huán)境與可視化技術(shù)的有機(jī)集成，兼?zhèn)涓呒壏抡嫫鳎╯imulators）易用性和專用仿真語言柔性（flexibility）的優(yōu)點(diǎn),并且還可以與通用過程語言,如Visual Basic, FORTRAN和C/C+等編寫的程序連接運(yùn)行26。目前，System Modeling公司推出Arena 9.0版,代表了現(xiàn)代計算機(jī)仿真軟件的最新水平。1. Arena的結(jié)構(gòu)體系可視化集成仿真環(huán)境Arena，將通用過程語言、專用仿真語言和仿真器的有點(diǎn)有機(jī)的整合集成起來，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、層次畫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，兼?zhèn)湟子?/p>

40、性和建模靈活性兩方面的優(yōu)點(diǎn)。一方面，Arena提供了可供選擇和可供交替的模板，這些模板由動畫仿真建模和分析模塊組成，可以采用這些模塊建造范圍十分廣泛的仿真模型，為了顯示、使用和組織的簡便，模塊被分類組成不同類的模板。這樣，通過轉(zhuǎn)換模板，就可以獲得完全不同的建模結(jié)構(gòu)和能力，并且這些由來自不同面板和模板模塊可以混用來建立一個模型。另一方面，Arena通過完整的體系保持其建模的柔性。Arena的層次結(jié)構(gòu)從下向上建模水平依次提高。26Arena軟件能在商業(yè)上提供卓越的解決方案。它是一件使用簡單但是強(qiáng)有力的工具，允許在系統(tǒng)模型上創(chuàng)建和運(yùn)行仿真。通過在這臺計算機(jī)“實驗室”里對概念和理論進(jìn)行測試，能夠準(zhǔn)確預(yù)

41、見未來，并且不會打亂的當(dāng)今的事務(wù)。任何事務(wù)環(huán)境，從服務(wù)業(yè)到制造業(yè)均能受益于仿真的方法。無論是分析現(xiàn)有供應(yīng)鏈還是新急救室布局，都能通過5個簡單步驟來實現(xiàn)：1) 建立基本模型Arena軟件提供直觀的，流程圖樣式的環(huán)境來建立模型。簡單的通過拖拽模型組件進(jìn)入窗口，將其連接即可定義流程圖。2) 細(xì)化模型往模型中添加真實數(shù)據(jù)（例如信息處理時間，資源要求，人員水平等）。建立更貼近實際的圖畫，用自己定義的圖片替換Arena軟件自動提供的動畫圖標(biāo)（例如，從C1ipArt或者另外的繪圖包中獲取）。3) 模型仿真運(yùn)行仿真來驗證模型反映現(xiàn)實的正確性。找出瓶頸和問題所在。4) 分析仿真結(jié)果Arena軟件能夠自動生成關(guān)于

42、一般決策準(zhǔn)則的報告，例如資源利用率和等待時間等。同樣也可以根據(jù)使用者的特殊需要，在仿真前定義需要統(tǒng)計的指標(biāo)，仿真后即能得到滿意的結(jié)果。5) 做出最優(yōu)選擇對模型參數(shù)進(jìn)行一系列的變化來獲得所有實際可能情況下模型的狀態(tài)，然后將仿真結(jié)果相互比較來得出最優(yōu)解。2. Arena的功能特點(diǎn)Arena軟件采用的是在發(fā)展過程中最新的仿真技術(shù)，調(diào)整了軟件獨(dú)特的基于模板的體系結(jié)構(gòu)，這為使用者提供了操作簡易和靈活性。軟件的過程分析器以管理多情況為特色，并有一個新表達(dá)式編輯器，簡化安裝和許可程序。軟件面向的是基本的制造和商業(yè)過程，對仿真不熟悉的人來說是一件很好的工具。當(dāng)用戶的模型復(fù)雜性要求提高時，用戶能在高級的面板中增

43、加更多的細(xì)節(jié)（高級過程和傳送）和更多關(guān)注在特殊需要的工業(yè)規(guī)范面板中（接觸數(shù)據(jù)，腳本，和包裝）26。3. Arena的應(yīng)用作為通用的可視化交互集成仿真環(huán)境，Arena的應(yīng)用范圍十分廣泛，幾乎覆蓋可視化的所有領(lǐng)域。下面按照制造系統(tǒng)（生產(chǎn)系統(tǒng)）的應(yīng)用、公共系統(tǒng)的應(yīng)用和服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用三個方面來討論。1) 制造系統(tǒng)（生產(chǎn)系統(tǒng)）的應(yīng)用制造系統(tǒng)按其物質(zhì)流、信息流及其相互作用可分為三個部分：生產(chǎn)過程系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和生產(chǎn)價值系統(tǒng)。Arena在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要有以下幾個方面。生產(chǎn)過程系統(tǒng)中的工藝過程計劃，設(shè)備布置，工件加工軌跡的可視化仿真尋優(yōu)等。生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的生產(chǎn)計劃，庫存管理，生產(chǎn)控制和產(chǎn)品市場的預(yù)

44、測和分析等；生產(chǎn)價值系統(tǒng)中的生產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、風(fēng)險性進(jìn)行分析，改進(jìn)生產(chǎn)，降低成本或輔助企業(yè)投資決策等?？梢暬抡媸窍冗M(jìn)制造模式（如：計算機(jī)繼承制造、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程等）研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，對各種先進(jìn)制造模式的可視化仿真成為目前Arena應(yīng)用研究的“熱門”，如：企業(yè)流程再造（Business Re-engineering）可視化仿真優(yōu)化，虛擬組織（Virtual Organization）的建立與管理可視化仿真決策，敏捷供應(yīng)鏈（agile supply chain）管理的可視化仿真決策等。2) 公共系統(tǒng)的應(yīng)用Arena在公共系統(tǒng)的應(yīng)用常見的有：醫(yī)療系統(tǒng)的醫(yī)院臨床設(shè)備、醫(yī)生、護(hù)士的配備

45、方案和醫(yī)療改善等：軍事系統(tǒng)的兵力部署、軍事后勤系統(tǒng)等；自然資源的環(huán)境污染防治，水土資源管理等；公共服務(wù)的緊急救援系統(tǒng)等，公民訴訟流向等.3) 服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用Arena在服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用也非常廣泛，如：交通運(yùn)輸中的高速公路的交通控制，出租車的管理和路線控制，港口運(yùn)輸計劃模型，車輛調(diào)度等；計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)中的數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)存隊列分析評估等；化學(xué)工業(yè)中的加工設(shè)備設(shè)計，專用化工產(chǎn)品工廠決策支持等；航空運(yùn)輸中的航線分析，空難疏散中的旅客行為等；通訊系統(tǒng)中的無線電中繼站網(wǎng)絡(luò)分布，電話服務(wù)過程，遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實等4. Arena仿真軟件的優(yōu)點(diǎn)1) Arena具有計算機(jī)語言特點(diǎn)Arena仿真軟件是基于計算機(jī)語言建

46、立起來的仿真軟件，保留了大部分計算機(jī)語言的特點(diǎn)，Arena中每一個模塊都是由計算機(jī)語言編制的程序塊，所以在使用Arena進(jìn)行系統(tǒng)仿真時，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)還是一個合理、高效算法的形成。2) Arena是基于流程的仿真Arena的每一個仿真的過程都是從一個實體的產(chǎn)生開始，從一個實體的消除結(jié)束，也就是說，Arena的仿真都是基于一個流程的，這是Arena仿真的主要特色之一。所以Arena可以很方便的對生產(chǎn)制造流程、交通流、排隊隊列以及與流程相關(guān)動態(tài)的作業(yè)過程進(jìn)行仿真。但由于Arena是基于流程的仿真，對于類似工廠廠房布置、倉庫布局等靜態(tài)問題的仿真存在著較大的困難。3) Arena善于解決隨機(jī)問題Aren

47、a內(nèi)置了豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)和隨機(jī)概率分布函數(shù)（如泊松分布、正態(tài)分布），可以很方便的描述系統(tǒng)的輸入，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù)，對隨機(jī)問題只需設(shè)置其分布函數(shù)的參數(shù)值，便可形成一組隨機(jī)的數(shù)據(jù)，并以實體的到達(dá)、作業(yè)時間等形式表達(dá)出來。4) Arena具有強(qiáng)大的分析與記錄功能使用Arena進(jìn)行系統(tǒng)仿真時，不僅可以自動記錄描述實體在系統(tǒng)中的排隊時間、排隊長度、服務(wù)時間等基本特征，能夠提供系統(tǒng)中所有資源的利用率，并且能利用Arena內(nèi)置的Optquest軟件，通過給定系統(tǒng)目標(biāo)和限制條件，自行尋找最優(yōu)系統(tǒng)。5) Arena具有柔性化、簡單化的特點(diǎn)在利用Arena進(jìn)行仿真，形成初始方案后，通過對仿真參數(shù)的改變，很容易得到多個具

48、有不同特點(diǎn)的系統(tǒng)，不需要經(jīng)過復(fù)雜的編程過程。6) Arena具有可視性的特點(diǎn)在Arena的仿真過程中可以編制與仿真同步的動畫，具有很強(qiáng)的可視性，通過對模型的動畫描述，會對系統(tǒng)的流程有一個更為直觀的印象。正因為Arena軟件所具有的這些特點(diǎn)，使得其比其它仿真軟件在某些方面更具有一些優(yōu)勢。對于本文要研究的內(nèi)容來說，Arena無疑是最適合的仿真軟件。這也就是本文選取Arena仿真軟件的原因。2.4 仿真在汽車生產(chǎn)線中的應(yīng)用在已有的相關(guān)文獻(xiàn)中，有一些學(xué)者已經(jīng)對仿真在生產(chǎn)線中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究，具體包括：鄭順?biāo)?004）基于生產(chǎn)線仿真與優(yōu)化技術(shù)，建立了應(yīng)用對象、類庫、仿真模型，進(jìn)行了物流和生產(chǎn)調(diào)度

49、仿真，對瓶頸設(shè)備與故障進(jìn)行了分析及生產(chǎn)線能力評估，為生產(chǎn)線規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度計劃的制定提供了可靠的科學(xué)依據(jù)16。安徽工業(yè)大學(xué)的李明河、魯蔚鋒提出了一種基于Petri網(wǎng)的生產(chǎn)車間物料運(yùn)輸系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型，可以將該系統(tǒng)的物理過程通過網(wǎng)系統(tǒng)形象地表示出來，并反映出系統(tǒng)的動態(tài)特性。同時用ARENA仿真軟件對該系統(tǒng)進(jìn)行了模型仿真研究11。南京林業(yè)大學(xué)的張穎利、邵明習(xí)采用Petri網(wǎng)建立了某微型汽車廠總裝車間的生產(chǎn)物流模型，并用Visual Basic 語言對其生產(chǎn)線進(jìn)行仿真。從而發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)不同的車型時，總裝車間的三條流水線的節(jié)拍不一致，在生產(chǎn)空調(diào)車時，為了滿足生產(chǎn)的平衡性，不僅要細(xì)化超工位裝配的工序，而

50、且需要對車間的人員安排進(jìn)行調(diào)整10。清華大學(xué)的董建華, 肖田元, 樊樹海, 羌磊（2003）針對汽車大規(guī)模定制生產(chǎn)的實施策略提出汽車總裝生產(chǎn)線滿足大規(guī)模定制的三個關(guān)鍵問題：提高動態(tài)響應(yīng)能力、縮短交貨期、降低成本。針對這三個問題討論了汽車總裝生產(chǎn)線規(guī)劃中的相應(yīng)對策，根據(jù)汽車總裝線規(guī)劃的要求提出并建立了一個相應(yīng)的規(guī)劃仿真環(huán)境。該環(huán)境包括仿真界面優(yōu)化工具、模型庫以及數(shù)據(jù)庫，并在該環(huán)境中進(jìn)行了一個仿真實例15。對于汽車生產(chǎn)線物流系統(tǒng)的仿真是對物流技術(shù)和仿真技術(shù)的綜合應(yīng)用，仿真技術(shù)在汽車生產(chǎn)線中主要應(yīng)用在以下幾個方面：1. 尋求生產(chǎn)線布局的最優(yōu)方案運(yùn)用仿真軟件對汽車生產(chǎn)線進(jìn)行仿真，可以進(jìn)行若干不同方案的

51、比較。通過系統(tǒng)仿真的動畫演示和仿真結(jié)束后的數(shù)據(jù)分析，可以進(jìn)行相應(yīng)的對比，以找出最優(yōu)方案。2. 評估生產(chǎn)線物流系統(tǒng)的生產(chǎn)率和成本通過系統(tǒng)仿真的方法可以判斷生產(chǎn)線在長期生產(chǎn)過程中使總的生產(chǎn)率最大和成本最小的生產(chǎn)線布局、設(shè)備和人員的數(shù)量以及工作安排。也可以針對生產(chǎn)線的某一環(huán)節(jié)，在其它因素不變的條件下，確定使生產(chǎn)率最大和成本最小的布置和運(yùn)作方式。3. 尋找生產(chǎn)線的不合理之處通過系統(tǒng)仿真的動畫演示和仿真結(jié)束后的數(shù)據(jù)分析，尋找在汽車生產(chǎn)線中的不合理之處，諸如工序之間的銜接問題等。通過不斷的改進(jìn)產(chǎn)生不合理之處的各項因素，達(dá)到優(yōu)化汽車生產(chǎn)線、提高生產(chǎn)效率的目的。4. 選擇合適的物流操作方式在生產(chǎn)線物流系統(tǒng)中，

52、除生產(chǎn)線布局、設(shè)施布置等固定因素外，工作人員在生產(chǎn)線的物流操作中所采用的各種操作方法也是影響生產(chǎn)線物流效率的重要因素。通過仿真的方法，可以比較各種操作方法的優(yōu)劣，從而選取最為合適的物流操作方式。2.5 本章小結(jié)本章對于相關(guān)理論知識進(jìn)行了一定的闡述和分析。首先介紹了汽車生產(chǎn)物流理論，明確了汽車物流的相關(guān)分類。隨后對仿真的定義、作用及一般步驟進(jìn)行了闡述，并介紹了物流仿真語言，其中重點(diǎn)介紹了Arena仿真軟件，分析了其特點(diǎn)，并說明了運(yùn)用其作為本文的設(shè)計軟件的原因。最后在已有文獻(xiàn)基礎(chǔ)上總結(jié)了仿真在汽車生產(chǎn)線中的應(yīng)用。第三章 汽車生產(chǎn)線流程分析3.1 流水線生產(chǎn)組織3.1.1 流水生產(chǎn)的作用標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)

53、和操作為傳送帶式的流水作業(yè)提供了可能。采用傳送帶時，流水作業(yè)生產(chǎn)線可以使得原材料在搬運(yùn)移動過程中加工成各種零件，裝配成不見和產(chǎn)品。流水線上工人的作業(yè)速度依設(shè)計的傳送帶速度所規(guī)定，借助于傳送帶使生產(chǎn)過程的各項作業(yè)能在同一時間進(jìn)行，并且各種零部件在各條流水線的投入和出產(chǎn)，互相銜接配合，不至于發(fā)生在制品過多或不足的現(xiàn)象，恰能保證總裝配線的需要，形成同步化的流水生產(chǎn)體系。3.1.2 流水生產(chǎn)的特征流水線生產(chǎn)是指工作地（設(shè)備）按勞動對象的工藝順序排列，勞動對象按一定的工藝路線以規(guī)定的速度，流水似的經(jīng)過所有工序的加工過程。流水生產(chǎn)具有以下特征：1. 流水線上固定生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種制品，工作地專業(yè)化程度很高

54、，一般指固定完成一道或幾道工序。2. 各工作地按勞動對象的工藝順序排列成鏈索狀，勞動對象在工序間作單向移動，一條流水線構(gòu)成一個封閉的生產(chǎn)單元。3. 各道工序的工作地（設(shè)備）數(shù)量與單件工時的比值相一致，即每道工序的負(fù)荷基本相同。4. 勞動對象流水般的在各工序間移動，按統(tǒng)一規(guī)定的節(jié)拍生產(chǎn)，生產(chǎn)過程具有高度的連續(xù)性。3.1.3 流水生產(chǎn)的分類流水線有多種形式，可按不同標(biāo)志分類27：1. 根據(jù)生產(chǎn)對象移動與否，流水線可分為固定流水線和移動流水線。固定流水線是指生產(chǎn)對象固定，工人攜帶工具沿著順序排列的生產(chǎn)對象移動，經(jīng)過一個循環(huán)完成一批產(chǎn)品的加工或裝配。一般大型部件采用這種方式。移動流水線是指生產(chǎn)對象移動

55、，順次經(jīng)過各道工序進(jìn)行加工或裝配。移動流水線又可以分為靜止作業(yè)式和移動作業(yè)式。靜止作業(yè)式是工件在傳送帶上連續(xù)移動，操作人員在固定位置上進(jìn)行規(guī)定作業(yè)。一般來說，如果工件小而輕及在傳送帶上難以進(jìn)行作業(yè)的情況下采用這種方式。移動作業(yè)式傳送方式是工件和操作人員在傳送帶上同時移動，或者操作人員沿河傳送帶上的工件移動，在規(guī)定的工作地內(nèi)進(jìn)行規(guī)定的作業(yè)，操作人員結(jié)束其工序后，就返回到規(guī)定的位置，著手下一個工件。一般來講，在工件大而重，不便于從傳送帶上取下來時可采用這種方式，如汽車的裝配。2. 根據(jù)流水線上生產(chǎn)對象的數(shù)目，可以分為單一對象流水線和多對象流水線。單一對象流水線上之固定生產(chǎn)一種制品。多對象流水線上生

56、產(chǎn)兩種及兩種以上的制品。根據(jù)對象輪換方式的不同，多對象流水線又可分為可變流水線和混合流水線，前者是成批輪番生產(chǎn)多種制品，但在同一時間只生產(chǎn)一種制品?；旌狭魉€是在同一時間內(nèi)依一定的投產(chǎn)順序生產(chǎn)多個品種。3. 根據(jù)流水線生產(chǎn)的連續(xù)程度，流水線可分為連續(xù)流水線和間斷流水線。 所謂連續(xù)流水線，是指勞動對象在各道工序間的轉(zhuǎn)移是連續(xù)的，沒有或很少有間斷時間。組織連續(xù)流水線的條件是工序的同期化。工序同期化是指流水線上各工序的作業(yè)時間等于節(jié)拍或節(jié)拍的倍數(shù)。在工序非同期化的條件下可組織間斷流水線，間斷流水線上各道工序的能力不平衡，因而單位時間內(nèi)各工序所能生產(chǎn)的制品數(shù)量不同，使得生產(chǎn)率高的工序定期間斷。4. 根據(jù)流水線所達(dá)到的節(jié)奏性程度不同分為強(qiáng)制節(jié)拍流水線、自由節(jié)拍流水線和粗略節(jié)拍流水線。 強(qiáng)制節(jié)拍流水線是指流水線上每道工序都必須按節(jié)拍生產(chǎn)，它靠機(jī)械化裝置來保證固定的節(jié)拍，實現(xiàn)強(qiáng)制節(jié)拍，必須要求工序周期化。在自由節(jié)拍流水線上，并不要求嚴(yán)格按照節(jié)拍出產(chǎn)產(chǎn)品，節(jié)拍主要靠工人的熟練程度來協(xié)調(diào)，因而可能有波動。粗略節(jié)拍流水線的特點(diǎn)是各道工序的單位作業(yè)時間與流水線的理論節(jié)拍相差