某紡織企業(yè)生產系統(tǒng)仿真與改善

某紡織企業(yè)生產系統(tǒng)仿真與改善【】ThispaperfocusesontheutilizationoftheEnterpriseDynamicssimulationsoftwareformodeling ，simulationandanalysisoftheproductionsysteminatextileenterprise，toimprovetheproductionefficiency.Throughsimulationandanalysisontheproductionprocessandlayout，someimprovementmeasuresareputforward.Finallysimulationisconductedtoverifytheimprovement.1企業(yè)情況調研紡織服裝行業(yè)是嘉興市的傳統(tǒng)支柱產業(yè)之一。本文以嘉興市某紡織企業(yè)為研究對象，對該企業(yè)某種圍巾面料布匹的生產過程進行了分析，針對該企業(yè)部分產品供不應求、生產效率低下的現(xiàn)狀，思考改善方案，該企業(yè)情況調研如下。該企業(yè)某圍巾面料布匹的生產環(huán)節(jié)復雜，車間主要包含五個環(huán)節(jié)：工序1落絲倍捻工序、工序2蒸爐工序、工序3整經(jīng)工序、工序4穿經(jīng)工序、工序5織造工序。布局如圖1所示，圖中箭頭代表工序流程。各工序的具體說明如下：1）在落絲倍捻工序中，有6臺設備，每臺設備每次可生產18個產品，每臺設備的作業(yè)任務是相同的，每天工作時間約12小時。2）在蒸爐工序中，共有2臺蒸爐同時作業(yè)，每臺蒸爐的作業(yè)任務相同。每次每臺蒸爐中加入1000個工序1的半成品，每天工作時間約12小時。3）在整經(jīng)工序中，共有6臺經(jīng)車同時作業(yè)，每臺經(jīng)車的作業(yè)任務相同。每次每臺經(jīng)車需要工序2的半成品約500個，經(jīng)加工后產出一個半成品，每天工作時間約12小時。4）在穿經(jīng)工序中，有8組工作人員同時進行手工作業(yè)，每組的作業(yè)任務相同，每天工作時間約12小時。5）在織造工序中，有225臺設備同時進行同樣的作業(yè)，每天工作時間約12小時。各工序單臺設備的單次加工時間如表1所示，加工時間=設備工作時間+人工操作時間，時間單位為秒。其中人工操作包括上料、下料、運輸?shù)炔僮鳎鋾r間存在一定的隨機性，表1加工時間為多次采集數(shù)據(jù)擬合結果。2原系統(tǒng)基于ED的仿真建模由于實際車間情況比較復雜，我們在建模時作了若干假設，現(xiàn)進行以下說明：我們僅跟蹤此生產線的一種主要產品的生產流程并對其數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，實際生產中此條生產線存在其他產品的加工，假設優(yōu)先生產本產品。實際生產過程中還存在拆卸、冷卻、運輸時間，均計入相對應工序的加工時間中。其中，工序2加工的半成品數(shù)量較多，在搬運至工序3時消耗的時間往往較長，故我們把工序2到工序3之間的搬運過程也看為一個獨立的工序，記為“搬運工序”、“工序T”。在搬運工序中，共有1輛推車，每次可運輸工序2的半成品100個，往復多次搬運，單次往返時間服從uniform（400，440）（單位秒）。實際生產中工序5的設備的數(shù)量較多，在仿真時便于建模與觀察，將這些設備等效成1臺設備進行模擬，其中的效果是等同的。對工序1的批量生產設備也進行了同樣的處理。實際生產中每道工序都存在設備故障現(xiàn)象，都有一定的修理時間，根據(jù)實際情況對工序1、工序2、工序3、工序5進行了關于修理時間的考慮。建模時，用ED軟件中的“Source”表示仿真入口，用“step1”表示第一道工序；“step2-1”、“step2-2”分別表示工序2的兩臺蒸爐；用“ServerT”表示搬運工序；用“step3”系列6個server表示工序3的設備；用“step4”系列8個server表示工序4的設備；用“step5”表示工序5等效后的設備；除此，用“Queue作為工序之間的半成品暫存區(qū)，“Sink”表示出口。根據(jù)表1和各個工序的故障時間，對各個元件進行設置。按照生產流程的工藝，我們建立模型，如圖2所示。將運行周期定為500個小時，實驗次數(shù)設置為30次，進行實驗。實驗結果如表2所示。由于存在500個工序2的半成品產出1個工序3的產品的情況，我們首先對“Queue系列元件的監(jiān)測值根據(jù)投入-產出關系進行了換算。由實驗結果可知，“Queue!、“QueueT堆積嚴重?！癝tepl”、“Step2”系列元件阻塞率相對較高。 “Step3”系列元件的批量上料率相對較高，即常常處于500個工序2的半成品到來的等待狀態(tài)?！癚ueue3、“Queue4幾乎沒有堆積現(xiàn)象，同時“Step4”系列元件、“Step5”空閑率較高，可見這兩道工序的生產能力未被充分利用。結合實際觀察與分析，我們發(fā)現(xiàn)，工序1與工序2的生產車間緊密相連，工序1產生的半成品相當于從工序1的生產線上卸下直接裝入工序2的蒸爐，這部分搬運時間很短。同理，工序3與工序4兩道工序之間的運輸時間也可以忽略。工序2產生的半成品數(shù)量較多、純人力搬運且搬運使用的推車較小，在工序T的搬運過程需要往返多次才能滿足工序3的單次生產使用，這其中的搬運時間過長，這導致了工序2處相對形成堆積（即“QueueT處的平均隊長值遠大于“Queue!處），工序3處卻常常等待上料。 3系統(tǒng)改善及仿真結果分析通過仿真模型的建立以及實驗結果的分析，最終制定改善方案：將工序!和工序2整體與原料倉庫的車間交換位置。改善后的車間平面布局圖和車間工序流程圖，如圖 3。同時更換工序2到工序3的推車為叉車，既減少了兩道工序之間的搬運距離，又加快了兩道工序之間的搬運速度，還減輕工作人員的負擔，使工序3的等待時間減少。在系統(tǒng)改善的過程中，只需改變原有模型中“ServerT”的參數(shù)設置，加工時間設置變?yōu)閡niform（220，260）（單位秒），B值設置由100變?yōu)?00（即由每次搬運100個變半成品為200個）。對生產系統(tǒng)進行改善后，實驗數(shù)據(jù)結果顯示：“Queue1”、“QueueT處堆積大幅減輕，工序1、工序2的阻塞率和忙碌率也都相應有所降低和提高。工序3的批量上料率明顯降低，一部分轉化為忙碌率投入生產，一部分轉化為空閑率可進行其他工作。工序T的忙碌率也明顯降低，這表明運輸壓力減輕，此人力可協(xié)調安排其他工作。工序4、工序5的忙碌率都有提升，由于機器更大限度的投入了生產，總產量也有了很大提高。除上述內容，其他各個生產工序的各種指標均處在正常范圍之內