基于Witness的生產(chǎn)流程仿真與優(yōu)化

姜明玉

摘要：以服裝企業(yè)縫紉流程為例，利用Witness仿真軟件建立仿真模型，對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行仿真分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前縫紉流程中嚴(yán)重影響效率的瓶頸環(huán)節(jié)，再通過實(shí)施調(diào)整設(shè)備數(shù)量等方案來優(yōu)化縫紉流程，提高機(jī)器利用率，降低生產(chǎn)成本，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)流程；仿真；Witness；優(yōu)化

當(dāng)前，我國(guó)正處在轉(zhuǎn)型升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整的的關(guān)鍵時(shí)期，互聯(lián)網(wǎng)智能工業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)深化合作，“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”成為新一輪科技革命的核心內(nèi)容。20世紀(jì)40年代末隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)仿真作為一門新興學(xué)科逐漸產(chǎn)生。對(duì)于離散事件的生產(chǎn)流程進(jìn)行分析，計(jì)算機(jī)仿真尤其有效。企業(yè)可以通過仿真實(shí)驗(yàn)，模擬生產(chǎn)流程運(yùn)行狀況，比較不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選出最優(yōu)方案，從而縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)效率，最終提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的應(yīng)變能力。

一、服裝企業(yè)概述

某服裝廠，是一家具有先進(jìn)經(jīng)營(yíng)理念的職業(yè)服裝公司。隨著品牌知名度和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，該廠開始出現(xiàn)產(chǎn)品供不應(yīng)求的良好局面。公司目前擁有兩條襯衫生產(chǎn)線，不能完全滿足訂單的需求，并且原有生產(chǎn)設(shè)備由于購買時(shí)間較早，在日常作業(yè)過程中也會(huì)出現(xiàn)問題，所以，如何配置相應(yīng)的資源才能使得花費(fèi)的資金最少，效率最高成為目前急需要考慮的問題。

二、服裝縫紉流程

普通襯衫基本縫紉流程為：合雙肩；上領(lǐng)子；后領(lǐng)貼條；上袖；合大身；折袖邊；訂商標(biāo)；折底擺。合雙肩和上領(lǐng)子是在同一臺(tái)機(jī)器上完成的，上袖和合大身也是在同一臺(tái)機(jī)器上完成的。每個(gè)工序又包含很多小工序，因這些工序基本在一臺(tái)機(jī)器上完成，所以本文簡(jiǎn)化了縫紉流程，使其更加清晰明確。

該服裝企業(yè)目前有兩條這樣的生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線上配備了六名工作人員，各負(fù)責(zé)一臺(tái)機(jī)器。每條生產(chǎn)線每個(gè)班次為標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)8小時(shí)。

三、服裝縫紉流程的仿真

（一）模型元素說明

模型包括六個(gè)工序和五條輸送鏈。六個(gè)工序?yàn)椋汉想p肩及上領(lǐng)子、后領(lǐng)貼條、上袖及合大身、折袖邊、訂商標(biāo)、折底擺，各環(huán)節(jié)時(shí)間分別為0.86、1.12、1.53、0.86、0.43、0.45分鐘。C1—C5為5條輸送鏈，傳送帶能存放數(shù)量是8單元，長(zhǎng)度是8。因此，服裝在傳送帶上經(jīng)歷的總時(shí)間是：0.1×8×5=4分鐘，該普通襯衫縫紉周期是9.25分鐘。

（二）仿真結(jié)果分析

最終完成產(chǎn)品數(shù)量，308件?？臻e率方面，六個(gè)環(huán)節(jié)依次為0%、0.59%、0.75%、71.13%、72.32%、44.46%。而繁忙率方面，上袖及合大身最高達(dá)99.25%，其次是后領(lǐng)貼條為74.79%。整個(gè)生產(chǎn)流程的機(jī)器設(shè)備利用率十分不均衡，上袖及合大身是影響生產(chǎn)率的瓶頸工序，所以有必要首先考慮增加一臺(tái)上袖及合大身機(jī)器，其次增加一臺(tái)后領(lǐng)貼條機(jī)器。

另外，傳送帶C3、C4、C5空閑時(shí)間較長(zhǎng)達(dá)48%，原因在于瓶頸工序是上袖及合大身，產(chǎn)品積壓在此工序處。并且整個(gè)生產(chǎn)流程的周期時(shí)間為9.25分鐘，而產(chǎn)品在傳送帶上的時(shí)間就高達(dá)4分鐘，占總生產(chǎn)周期的43%，如何縮短傳送時(shí)間也是一個(gè)值得思考的問題。

四、服裝縫紉流程的優(yōu)化

（一）優(yōu)化方案

針對(duì)縫紉流程中存在的問題，本文主要從兩方面加強(qiáng)對(duì)縫紉流程的優(yōu)化：一、調(diào)整機(jī)器數(shù)量，尤其是瓶頸工序（上袖及合大身）；二、調(diào)整傳送時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期。具體優(yōu)化方案如表1所示。

（二）最優(yōu)方案的確定

1.最優(yōu)方案

（1）方案三和方案四并行

如果公司財(cái)務(wù)資金較為充裕，可以選擇方案三和方案四并行，此時(shí)產(chǎn)出量將大大增加，從原來的308件增加至1047件，但是此方案對(duì)公司的財(cái)務(wù)要求極高，因此不建議實(shí)施此方案。

（2）方案二

如果公司財(cái)務(wù)資金較為緊張或不打算較多購進(jìn)機(jī)器，可以考慮方案二，即增加一臺(tái)上袖及合大身機(jī)器和一臺(tái)后領(lǐng)貼條機(jī)器。合雙肩及上領(lǐng)子、后領(lǐng)貼條、上袖及合大身、折袖邊、訂商標(biāo)、折底擺，各環(huán)節(jié)節(jié)拍分別為0.86、0.56、0.756、0.86、0.43、0.45分鐘/件。

2.最優(yōu)方案仿真結(jié)果分析

從表2可以看到，除訂商標(biāo)和折袖邊空閑率分別為50.76%、48.63%，其他各機(jī)器的空閑率均低于40%，繁忙率也較高。此時(shí)，瓶頸環(huán)節(jié)為合雙肩及上領(lǐng)子和折袖邊，節(jié)拍為0.86分鐘，生產(chǎn)周期縮短至7.925分鐘，產(chǎn)出量從原來的308件增加至548件，增加77.92%。優(yōu)化后的企業(yè)生產(chǎn)能力得到充分發(fā)揮，機(jī)器設(shè)備的利用率有明顯改善，產(chǎn)品的平均生產(chǎn)周期縮短，系統(tǒng)產(chǎn)量明顯得到提高，效果非常顯著。

五、結(jié)語

在最初的生產(chǎn)流程中，各臺(tái)機(jī)器的使用率相差比較大，存在著不平衡問題，限制了生產(chǎn)規(guī)模，嚴(yán)重阻礙企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。本文通過運(yùn)用Witness仿真軟件對(duì)生產(chǎn)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。然后通過對(duì)仿真結(jié)果的研究和分析，找出生產(chǎn)流程中的瓶頸環(huán)節(jié)并加以改進(jìn)優(yōu)化，使得優(yōu)化后的企業(yè)生產(chǎn)能力能夠充分發(fā)揮，縮短了企業(yè)產(chǎn)品的平均生產(chǎn)周期，各臺(tái)機(jī)器利用率也得到明顯改善，系統(tǒng)產(chǎn)量有了很大提高。

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（作者單位：南京財(cái)經(jīng)大學(xué)）endprint