基于Flexsim的吊钩生产系统建模与仿真Word格式文档下载.docx
- 文档编号:21938889
- 上传时间:2023-02-01
- 格式:DOCX
- 页数:75
- 大小:698.88KB
基于Flexsim的吊钩生产系统建模与仿真Word格式文档下载.docx
《基于Flexsim的吊钩生产系统建模与仿真Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于Flexsim的吊钩生产系统建模与仿真Word格式文档下载.docx(75页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
最后利用系统仿真软件Flexsim对某公司吊钩的生产物流系统进行了仿真。
在对吊钩生产系统分析的基础上,利用系统仿真软件Flexsim对其生产的物流状况进行了建模,并通过仿真试验以及仿真分析,研究了系统中出现的瓶颈问题,对系统的瓶颈问题进行了分析与探讨,并针对瓶颈问题建立了解决这一瓶颈的优化模型。
关键词:
生产物流;
离散事件;
系统仿真;
Flexsim
HookproductionsystemmodelingandsimulationbasedonFlexsim
Abstract
AtPresenttheglobaleconomicintegrationisacceleratingquickly,andthecompetitivenessofmanufacturingenterprisesbecomesfiercer.Tothemodemmanufacturingsectortoreduceproductioncostisthecruciallinkinthecompetitiontowin.Inordertoreduceproductioncost,rationallogisticsresourceallocationandenhancingtheconstructionoflogisticsengineering,arethemostabsolutelynecessary.Atpresent,themainproblemsonlogisticsfunctionandlogisticaldevelopmentpotentialinchina,whichareimperfectinthemodemlogisticssystemandunreasonableinthelogisticalprocessing.Therefore,studyoftheproductionlogisticssystemistheimportantmeanstoincreaseproductionefficiency,reduceproductioncostsandimprovetheequipmentutilization.
Productionlogisticssystemisakindofthecomplexdiscreteeventsystemwithhighdegreeofrandomness,traditionalanalysisbecomesmoredifficult.Thetechnologyofcomputersimulationisakindofbankadvancedmethodtostudythelogisticssystem,andoneofit'
sbiggestadvantageisthatwecantesttheeffeteofequipmentandcomparethemeritsofvariousoptionswithoutactualinstallationofequipmentandimplementationofprogram.Soitplayedanindispensableroleforloweringthewholeinvestmentcostoflogistics.
Therearealotofmethodsandtoolsoftheonthesimulationofproductionlogisticssystem,inthispaperwedosomeresearchwiththeplatformofFlexsim.Firstly,accordingtothecharactersofproductionlogisticssystem,withthepaperargumentsthatthesystemsimulationtechniqueisimportantontheresearchofthelogisticssystem,itisthevalidmethodforlogisticssystemresearch;
Secondly,itisbasedonthetheoriesofsystemsimulation,analyzesthemethodandstepinthesimulationofproductionlogisticssystem,generalizesthefunctionandcharactersofthesimulationonFlexsim;
Finally,wedosomesimulationonthisproductionlogisticssystemofonecompanyhookproductionandfindoutthelogisticssystembottleneckwiththesimulationofFlexsim.Andputforwardasolution.
KeyWords:
productionlogistics;
discreteevent;
systemsimulation;
Flexsim
第1章绪论
随着经济全球化趋势的不断增强和科学技术的迅猛发展,作为企业“第三利润源”的现代物流业,已在世界范围内广泛兴起。
现代物流通过对仓储、运输、配送等环节的协调综合管理,达到了缩短物流运作周期、降低物流运营成本、优化物流资源配置的目的。
因此,加快现代物流业的发展,对于提高国家经济运行质量、促进企业改革发展、推进中国经济体制与经济增长方式的两个根本性转变,将具有十分重要的意。
1.1研究背景
企业为了降低成本,合理配置物流资源,合理地构建物流工程是必不可少的。
当前,我国现代物流在功能和发展潜力上的主要问题在于现代物流系统的不完善以及物流运作过程的不合理。
自然形成的物流系统由于缺乏前瞻性和系统规划,在物流资源的配置,物流网络的结构等方面,很难保证其可靠性、合理性、协调性和最优化:
而物流运作过程,主要是生产过程和运输仓储过程,这些工作大部分仍以经验管理为主,基本上没有采用优化理论和方法,不合理现象随处可见,难以产生“第三利润源泉”。
虽然许多企业都很强调物流的重要性,但是企业较多地关注和侧重企业外部(供应、销售)物流,而不太重视生产过程中企业内部的生产物流。
其实,生产物流是与企业联系最紧密的,是最不容易进行“外包”的,并且它里面蕴藏的利润是比较容易被忽视的。
日本的一位物流专家曾提出“物流冰山说”,如果将全部物流费用比喻为一座冰山,企业直接支付给外部单位易于计算和掌握的那部分物流费用,如运费、装卸费等,只是露出水面的冰山一角,还有一大部分是在企业内部发生的,难以明确划分和单独计算的费用。
这一块费用犹如“黑暗大陆”,一般潜伏在水下,是降低企业成本的重点。
比如,通过减少生产物料库存及在制品数量,可以减少流动资金占用,降低产品制造成本;
通过降低蕴含在整个生产过程的物流成本,例如燃料中的物流成本、材料中的物流成本,加工过程中的物流成本等,可以提高整个生产的水平和素质,减少消耗和占用,降低生产的总成本。
1.2研究意义
我国物流技术的研究起步相对于发达国家来说比较晚,集中在高等学校和少数研究所,研究内容涵盖物流技术的主要领域。
如清华大学现代物流研究中心的研究内容包括物流综合运输、物流信息技术、企业物流管理、物流仓储、物流及货运场站规划、物流环境分析等;
南开大学现代物流中心的研究涉及物流产业政策、区域物流规划、物流信息系统、物流系统优化、物流核算体系及绩效评价、物流服务管理和供应链管理等领域;
同济大学的研究涉及物流信息系统规划、设计、开发与维护以及企业物流的设计、管理与运作、供应链管理、物流企业的经营管理、国际物流管理等;
北京科技大学物流工程系物流研究所进行了物流系统诊断、物流发展规划、方案设计、物流计算机系统设计等工作。
以上这些研究主要应用对象是宏观物流,而针对企业内部的生产物流即微观物流的研究则较少,总结和回顾现代物流在中国的发展,可以观察到研究者比较多地关注企业外部(供应、销售)物流,而较少关注企业内部的生产物流;
比较侧重宏观物流的研究,忽视微观物流的研究。
因此,针对企业生产物流进行系统地分析,从车间生产物流规划技术到生产物流调度技术进行研究,就制造业工厂进行生产物流系统设计及优化,对提高企业设备利用率、减少设备投资、降低成本具有重要的现实意义。
然而,制造车间生产物流系统是离散的动态系统,在系统设计阶段,通过常规的计算、估计,往往很难看到整个系统运行的协调性,以及各设备的处理能力搭配是否得当。
尤其是大型系统,一经付诸实际,如果设计不当,会造成巨大的浪费,或处理能力不足,给以后的扩展增加难度。
利用计算机仿真技术可以通过对系统模型进行仿真实验,分析一个已经存在或正在设计中的系统的特性和运行效果,从而提出对真实系统的改进。
希望通过理论联系实际,并借鉴国内外在内部物流规划方面的先进理论和最新研究成果,进一步完善企业内部生产物流规划与设计的理论体系,为企业生产的规划建设起到一定的指导和借鉴作用。
1.3本文的研究方法
本文主要采用以下三种研究方法:
1.规范研究。
通过文献整理与理论综述,选取生产物流理论和仿真模型作为研究的理论基础。
2.实证研究。
本研究以某现实企业吊钩生产加工流程为例进行调查,对企业生产过程进行了实地的调研,了解了吊钩各配件生产物流作业过程,并对各环节的作业过程进行写实和测时。
在调研过程中,与生产车间中现场作业工人、技术人员和管理干部进行了交谈,了解实际工作中所存在的问题、对策及建议。
3.建立模型。
通过调研、访谈以及数据的处理与分析,按照实际生产流程情况建立吊钩生产物流仿真模型,分析仿真模型的输出数据,找出了吊钩生产物流系统存在的“瓶颈”问题及其影响因素,研究了优化吊钩的生产物流作业流程中亟待解决的问题。
1.4论文研究内容及技术路线
主要研究内容:
1.理论综述;
2.吊钩生产线的现场描述;
3.原始数据的分析与整理,绘出现行的工艺程序图;
4.利用仿真软件Flexsim建立了吊钩生产路线的仿真模型;
5.仿真实验的运行与调试,实验结果的分析;
6.对吊钩生产线的优化,利用Flexsim仿真软件对优化后的模型进行试验结果分析。
通过对生产线的调查,对收集的资料进行整理,建立仿真模型;
设置各实体的逻辑参数,建立对象间的联系,动态修改模型参数,输出仿真结果;
分析输出结果,找出吊钩生产线中存在的问题,然后调整吊钩Flexsim生产模型,进行二次实验;
分析前后两模型输出的仿真结果,从而实现了生产线的合理运行,提高装配车间生产率。
本文的技术路线如图1.1所示:
图1.1论文的技术路线
第2章生产物流系统分析
2.1物流概述
2.1.1现代物流概念
国际上普遍采用的是美国物流管理协会(CouncilofLogisticsManagement)关于物流的定义:
“物流是为满足消费者需求而进行的对原材料、中间库存、最终产品及相关信息从起始点到消费地的有效流动以及为实现这一流动而进行的计划、管理和控制过程。
”现代物流提出了物流系统化或综合物流管理的概念,并付诸实施。
具体地说,就是使物流向两头延伸并加入新的内涵,使社会物流与企业物流有机结合在一起,从采购物流开始,经过生产物流,再进入销售物流,与此同时,要经过包装、运输、仓储、装卸、加工配送到达用户(消费者)手中,最后还有回收物流,如图2.1所示。
可以这样讲,现代物流包含了产品从“生”到“死”的整个物理性的流通全过程。
图2.1现代物流的概念
为了方便研究对象的确定和研究问题的界定,论文将物流的概念分为广义物流与狭义物流两种。
广义物流:
广义物流指能够影响货物物理移动的各种客观存在与活动,这里的存在与活动涵盖与物流直接相关的一切因素。
这就是说广义物流不仅包括平常所说的生产者或者消费者物流,还包括物流基础理论、物流管理、相关体制、物流技术以及网络经济。
狭义物流:
这里引用菊池康也(同)的定义——物流是将货物由供应者向需求者的物理性移动,是创造时间价值与场所价值的经济活动(参见图2.2)。
具体的说:
包括运输、保管、搬运、包装、流通加工和信息活动等环节。
图2.2狭义的物流定义
广义物流和狭义物流的对比如表2-1所示。
表2-1广义物流和狭义物流
广义物流
上层建筑
物流管理体制
物流政策
制度创新
物流运行体制
技术创新
观念创新
法律体系
资金流政策
相关因素
生产企业物流
供应链
物流技术
流通企业物流
物流节点
计算机网络技术
消费者物流
物流企业
物流环节
(狭义物流)
运输
卸载
流通加工
仓储
物流信息系统
搬运
包装
配送
2.1.2物流系统的概念及特点
物流系统是指在一定的时间和空间里,由所需运转的物资、包装设备、搬运和装卸机械、运输工具、仓储设施、人员以及通讯联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。
其目的是使企业物流合理化,并将企业生产出来的产成品按时、按质、按量、配套齐全、完好无损地迅速运达消费者手中,实现其空间和时间效益。
物流系统具有一般系统的共同特点,如层次性、整体性、功能性等,同时还具有其自身的特殊性。
它的主要特性如下:
(1)物流系统是一个“人——机系统"
即物流系统是由人和物流设施、设备、工具及信息所构成的混合系统,表现为物流管理者和从业者运用有形的设备、工具和无形的思想、方法作用于物流对象的一系列活动。
在这一系列活动中,人是系统的主体。
(2)物流系统是一个具有层次结构的可分的系统
首先,物流系统是由多个子系统构成,包括运输、储存、包装、装卸、流通加工、配送及信息等,这些子系统当中任何一个或几个通过有机结合,都可以构成具有特定功能的物流子系统;
而且这些子系统又可按时间或空间特性划分为更低层次的子系统,即每个子系统都具有层次结构。
其次,不同层次的子系统即相互区别又相互联系、相互协调,通过有机结合构成一个整体,且系统整体的功能大于各子系统功能之和。
最后,每一个物流系统都处在一个更大的系统之中,这个更大的系统就是物流系统的环境。
因此每一个系统都像一般系统一样,都具有一个系统环境。
(3)物流系统是跨地域、跨时域的大系统
由于世界经济的全球化和信息化物流活动早已突破了地域限制,形成了物流跨地区、跨国界发展的趋势。
跨地域性正是物流创造的场所价值的体现;
另外,通过仓储,可以解决商品供求之间的矛盾,跨时域性是物流创造时间价值的体现。
跨地域、跨时域的特性也说明了物流系统是一个动态的系统。
(4)物流系统的效益悖反性
“效益悖反”指的是物流系统的若干功能要素之间存在着损益的矛盾,即某一功能要素的优化和利益发生的同时,必然会存在另一个或另几个功能要素的利益损失,反之亦然。
这种此消彼长的现象,在物流系统中尤其突出。
综上所述,物流系统具有系统的所有特征。
由于物流系统的层次性及各子系统的相互联系和相互作用,很显然,物流系统是一个动态的、开放的复合系统。
2.1.3物流系统的主要问题
美国物流管理协会(CLM)认为,典型物流系统的组成要素包括客户服务、需求预测、分拨系统管理、库存控制、物料搬运、订单处理、零配件和服务支持、工厂和仓库选址、区位分析、采购、包装、退货处理、废弃物处理、运输管理、仓储管理等。
对物流系统的研究主要集中在物流系统的规划、设计、分析、协调、管理、优化和重组等方面。
物流系统的规划主要解决4个方面的问题:
客户服务目标、设施选址战略、库存决策战略和运输战略。
物流系统的协调主要包括供应商和制造商之间的协调,制造商和销售商之间的协调以及供应商、制造商和销售商内部各种活动之间的协调,如制造企业中生产与库存的协调等。
物流系统的优化主要包括物流成本、服务水平、适应性的权衡,决定工厂和仓库的数量、分布、能力等,供应商的选择,运输渠道和方式的选择,决定物料订货量、产量及运输,安排生产技术、生产方式等的选择,库存管理等。
2.2生产物流概述
2.2.1生产物流的含义
生产物流是指企业在生产工艺中的物流活动,是与整个生产工艺过程伴生的,实际上已构成了生产工艺过程的一部分。
生产物流的概念从不同的角度可定义如下:
(1)从生产工艺角度分析
生产物流是指企业在生产工艺过程中的物流活动,即物料不断离开上一工序,进入下一工序,不断发生搬上搬下,向前运动,暂时停滞等活动。
其流程为:
原材料、燃料、外购成件等物料从企业仓库或企业的“门口"
开始,进入到生产线的开始端,再进一步从生产加工过程并借助一定的运输装置,一个一个环节的“流”,在“流"
的过程中,本身被加工,同时产生一些废料余料,直到生产加工终结,再“流"
至成品库。
(2)从物流范围分析
企业生产系统中物流的边界起源于原材料、外购件的投入,止于成品仓库。
它贯穿生产过程,横跨整个企业,其流经的范围是全厂性的、全过程的。
物料投入生产后即形成物流,并随时间进程不断改变自己的实物形态和场所位置。
(3)从物流属性分析
生产物流是指生产所需物料在空间和时间上的运动过程,是生产系统的动态表现,换言之,物料(原材料、辅助材料、零配件、在制品、成品)经历生产系统各个生产阶段或工序的全部运动过程就是生产物流。
综上所述,生产物流是指伴随企业内部生产过程的物流活动。
即按照工厂布局、产品生产过程和工艺流程的要求,实现原材料、配件、半成品等物料在工厂内部供应库与车间、车间与车间、工序与工序、车间与成品库之间流转的物流活动。
生产物流系统主要由以下三个环节组成:
一是从物料供应商处采购原材料和部分成品、半成品的物料供应系统:
二是发生在制造企业内部的生产过程物料搬运系统;
三是将成品送往消费者手中的成品运送系统,另外还有产品用后回收处理。
图2.3为生产物流系统的纵向结构。
图2.3生产物流系统的纵向结构
2.2.2生产物流的特点
由于生产物流具有很难独立的特点,因此也不可能实现和社会物流那样,以独立的物流结构来追求利润,使之成为一个利润中心,而是通过降低蕴含在整个生产过程的物流成本来实现降低物流总成本的。
生产物流有以下几个重要特点:
(1)生产物流是生产工艺的一个组成部分。
物流过程和生产工艺过程几乎是密不可分的,它们之间的关系有许多种,有的是在物流过程中实现生产工艺所要求的零件制造,有的是在零件制造过程中同时完成物流,有的是通过物流对不同的零件制造环节进行链接。
它们之间有非常强的一体化的特点,几乎不可能出现工艺物件分离那样的完全独立分离和运行的状况。
(2)生产物流有非常强的成本中心的作用。
在生产中,物流对资源的占用和消耗,是生产成本的一个重要组成部分,由于在生产中,物流活动频繁,所以对成本的影响很大,生产物流的观念,应当主要是一个成本观念。
(3)生产物流是专业化很强定制物流。
它必须完全适应生产专业化的要求,面对特定的物流需求,而不是面对社会上的、普遍的物流需求。
因此,工厂生产物流,具有专门的适应性而不是普遍实用性,可以通过定制,取得很高的效率。
(4)生产物流是小规模的精益物流。
生产物流的规模,由于只面对特定对象,因此,物流规模取决于生产企业的规模,这和社会上千百家企业所形成的物流规模的集约比较起来,相差甚远。
由于规模有限并且在一定时间内,规模固定不变,这就可以实行准确、精密的策划,可以运用资源管理系统等有效的手段,使生产过程中的物流“无缝衔接”,实现物流的精益化。
2.2.3生产物流的布置
系统结构决定系统功能。
空间组织表现为设施布置、企业的平面布置、设备布置、工作地布置等。
结构一经确定后,物流运动的起点、终点及经过的路线也就确定了。
因而布置问题是生产物流系统工程要解决的首要问题。
1)传统的制造业生产物流系统布置方式
对于企业内部的物流而言,物流优化的途径主要通过合理地平面布置,优化物流路径及合理配置装卸、运输机械,提高物流质量以及改善生产节奏,尽可能降低库存,加快物流速度来实现。
制造业企业总体布置和各种生产设施、辅助设施的合理配置是企业物流合理化的前提,根据不同的生产要求,生产制造系统的物流布置采用不同的布置方式。
常用的布置方式有:
按工艺原则布置、按成组原则布置、按项目布置和按产品原则布置。
(1)按工艺原则布置
如图2.4所示,将具有相同或类似工艺能力的机床集中在一起,例如,将所有的车床放在一起组成车工车间或车工班组,将所有的铣床放在一起组成铣工车间或铣工班组等,这类布局方式中,机床大多采用通用型的,以适应不同零件的要求。
一个零件的加工按照工艺要求进入不同的功能车间或功能班组,物流线路根据零部件不同变化较大,物流装备只能选用一些通用的工具,如叉车、手推车、行车等,物流运行的效率较低,导致零件在整个生产系统中停留较长的时间和需要大的仓库。
图2.4按照工艺原则布置生产物流示意图
(2)按成组原则布置
依据成组技术原理,机床按照成组工艺分组,每一组设备可以用来生产一个零件组的零件,对于一个采用成组布局的生产系统,工艺路径通常限制在一个组内,使工艺规划和生产调度可以针对特定成组布局子系统独立考虑,从而简化管理工作,一个零件的加工物流过程在组内进行。
与功能布置相
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 Flexsim 吊钩 生产 系统 建模 仿真