基于Ｆｌｅｘｓｉｍ的設(shè)施布置方法的改進(jìn)研究

楊曉英　賈曉燕　魏先亮

摘要:分析了傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)施布置方法SLP直接應(yīng)用于現(xiàn)代制造型企業(yè)中的不足。結(jié)合該類企業(yè)的特點(diǎn),提出了利用仿真軟件Flexsim來改進(jìn)的方法,并將此方法應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中,降低了企業(yè)物流成本,提高了生產(chǎn)率。

關(guān)鍵詞:設(shè)施布置;SLP;Flexsim;仿真

中圖分類號:TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

Abstract: The deficiency of the traditional systematic layout planning(SLP)applied to the modern manufacture enterprises is analyzed. Combining with the enterprise characteristics, the improved method using Flexsim is put forward. In addition, this method is applied to the practical production, so the enterprise logistics cost is reduced and the productivity is increased.

Key words: facility layout; SLP; Flexsim; simulation

0引言

物料搬運(yùn)和運(yùn)輸?shù)某杀炯s占制造業(yè)總成本的20%～50%,同時(shí)許多工傷事故來源于物料搬運(yùn)[1]。良好的設(shè)施布置可以使物料搬運(yùn)的成本最低,人員走動的距離最短,從而工作效率最高。傳統(tǒng)系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法SLP通過對企業(yè)生產(chǎn)流程、物流量的分析,以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系為主線進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)。隨著科技的進(jìn)步和市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,企業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變,即從大批小品種向大量多品種或大規(guī)模定制轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)代企業(yè)的特征使得將SLP方法直接應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)施布置中存在許多不足。物流系統(tǒng)仿真是近幾年興起的一門計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),集當(dāng)今世界領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)三維圖像處理技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、現(xiàn)代物流技術(shù)和高度數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)為一體,面向工廠和物流中心等的工程開發(fā)[2]。本文提出將物流仿真技術(shù)Flexsim應(yīng)用到設(shè)施布置中,進(jìn)行系統(tǒng)仿真,直觀地顯示設(shè)施布置的設(shè)計(jì)方案,分析可能產(chǎn)生的瓶頸問題,對方案進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化,最終達(dá)到提高生產(chǎn)能力和降低生產(chǎn)成本的目的。

1傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)施布置方法的不足

傳統(tǒng)的系統(tǒng)布置方法有擺樣法、數(shù)學(xué)模型法、圖解法和SLP,其中SLP是當(dāng)前工廠布局設(shè)計(jì)的主流方法,是20世紀(jì)60年代由Richard.Muther提出的,采用理性化的推理方法和系統(tǒng)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法[3]。隨著企業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生的轉(zhuǎn)變和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP逐漸出現(xiàn)了許多不足,主要表現(xiàn)在:

(1)不適合現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)。傳統(tǒng)的SLP方法是基于計(jì)劃推動生產(chǎn)的方法,而現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)是基于市場定單需求,屬于拉動式生產(chǎn)。

(2)缺少動態(tài)柔性。SLP方法基本是靜態(tài)的,而現(xiàn)代企業(yè)的經(jīng)營是以市場為導(dǎo)向的,隨機(jī)性、時(shí)效性等特點(diǎn)很明顯,要求其布置設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)膹椥浴⑷嵝?能緊隨市場變化及時(shí)地、適度地進(jìn)行調(diào)整。

(3)SLP方法的結(jié)果是一系列平面圖布置方案,不能得到直觀的三維動態(tài)布置效果。

(4)SLP方法沒有充分考慮利用計(jì)算機(jī)技術(shù)。主要是手工布置,受主觀經(jīng)驗(yàn)、自身知識及能力等多種因素的影響,且手工布置程序繁瑣,導(dǎo)致設(shè)計(jì)者最終提供給決策者的方案較少,可供決策者選擇的余地太小,不利于科學(xué)決策。

2物流仿真軟件Flexsim的應(yīng)用

物流仿真技術(shù)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)學(xué)手段,采用虛擬現(xiàn)實(shí)方法,對物流系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際模仿的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。物流仿真技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要實(shí)際設(shè)備的安裝,不需要實(shí)際實(shí)施相應(yīng)的方案,即可驗(yàn)證如下目標(biāo):增加新設(shè)備后給公司或企業(yè)帶來的效應(yīng);改變原有布置方案后的效果;設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)線的好壞;比較各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣等,物流仿真對降低整個(gè)物流投資成本,是不可或缺的[4]。

目前,市場上使用最多的仿真軟件主要有Arena、Promodel、Automod、Extend、Taylor、Flexsim、Em-plant等。其中Flexsim是近年來新開發(fā)的三維仿真軟件,能應(yīng)用于系統(tǒng)建模、仿真以及實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程可視化。Flexsim中的對象參數(shù)可以表示基本上所有存在的實(shí)物對象,如機(jī)器裝備、傳送帶、叉車等;Flexsim具有層次結(jié)構(gòu),可以使用繼承來節(jié)省開發(fā)時(shí)間,而且它還是面向?qū)ο蟮拈_放式軟件,對象、視窗、用戶界面、菜單列表、對象參數(shù)等都是非常直觀的。同時(shí)Flexsim 的資料,圖像和結(jié)果都可以與其它軟件公用,如可直接從Excel表中讀取或輸出資料等。這些優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了SLP的不足,因此將SLP理性化的推理和系統(tǒng)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)與Flexsim強(qiáng)大的分析功能和動態(tài)化的三維仿真效果相結(jié)合,可以為現(xiàn)代制造型企業(yè)提供一種完善的設(shè)施布局方法,改進(jìn)后的一般程序如圖1所示。

3應(yīng)用案例

3.1背景材料

某市裝載機(jī)械公司為了滿足市場需求,決定新建一個(gè)叉車聯(lián)合生產(chǎn)廠房,用來生產(chǎn)1.5~10噸的叉車,年產(chǎn)量預(yù)計(jì)為5000臺,已選址。其中主要生產(chǎn)的是5噸內(nèi)燃平衡重式叉車,年產(chǎn)量是3 000臺。該廠房需要安裝機(jī)加、焊接、涂裝設(shè)備和總裝線。廠房為聯(lián)合生產(chǎn)整體廠房,每跨寬18m、長128m。如何布局?作業(yè)單位如表1所示。

3.2SLP分析

5噸內(nèi)燃平衡重式叉車工業(yè)流程圖如圖2所示,作業(yè)單位綜合相關(guān)圖如圖3所示。

3.3Flexsim仿真

Flexsim仿真的三維圖和平面圖分別如圖4、5所示。

3.4仿真結(jié)果分析

運(yùn)行Flexsim建立的仿真模型,得標(biāo)準(zhǔn)仿真報(bào)告如圖6所示。物流堵塞是系統(tǒng)的瓶頸問題,由上述報(bào)表可知,各工位blocked基本是0.00%,不存在明顯的物流堵塞,由于油漆區(qū)特殊的有毒氣體,需遠(yuǎn)離其它區(qū)域,所以存在著長距離的物流,這是不可避免的。從Flexsim的仿真結(jié)果可以直觀看到新建廠區(qū)的三維布置效果,利于分析,提高了設(shè)計(jì)效率,便于領(lǐng)導(dǎo)決策。

新設(shè)計(jì)方案在物流效率與方便性、空間利用率、工作環(huán)境安全與舒適性、管理的方便性、布置方案的可擴(kuò)展性等方面,使物料搬運(yùn)更加方便、避免流路線出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。通過對生產(chǎn)物流設(shè)施優(yōu)化,解決了企業(yè)生產(chǎn)物流的瓶頸,降低了庫存,同時(shí)減少了交貨期,提高了客戶滿意度。預(yù)計(jì)降低物流成本40%,提高效益20%。

4結(jié)論

SLP與Flexsim的結(jié)合應(yīng)用,彌補(bǔ)了SLP應(yīng)用在現(xiàn)代制造型企業(yè)設(shè)施布置中的不足,達(dá)到了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、合理性和科學(xué)性。優(yōu)良的設(shè)施布置是提高生產(chǎn)系統(tǒng)效率效益的重要源泉和手段,是改善生產(chǎn)系統(tǒng)整體功能、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理和先進(jìn)生產(chǎn)方式的前提和基礎(chǔ)。本文針對多品種小批量生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn),提出了將物流仿真技術(shù)應(yīng)用于設(shè)施布置中,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)物流效率和物流成本的最優(yōu)化,使建設(shè)單位減少了項(xiàng)目投資費(fèi)用,縮短了項(xiàng)目建設(shè)周期,同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)工作效率和效益。

參考文獻(xiàn):

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[3] 方慶琯,王轉(zhuǎn). 現(xiàn)代物流設(shè)施與規(guī)劃[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

[4] 陳子俠,龔劍虹. 物流仿真軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 浙江工商大學(xué)學(xué)報(bào),2007(4):29-34.