`基于Flexsim的汽車換擋器生產(chǎn)線優(yōu)化研究

(沈陽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 遼寧 沈陽 110870)

目前，在裝配企業(yè)中對于大批量生產(chǎn)往往以工藝為導(dǎo)向?qū)ιa(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計，忽略了物流上的管理。當(dāng)企業(yè)的產(chǎn)品逐漸增多，生產(chǎn)的產(chǎn)品逐漸變復(fù)雜，生產(chǎn)線上生產(chǎn)節(jié)拍不一致，在制品會在某一甚至某幾個工序堆積，物流的問題便會逐漸凸顯出來，最終成為工序的瓶頸問題，限制了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。再加之企業(yè)對于生產(chǎn)線的人機(jī)協(xié)同考慮不周，更加劇了生產(chǎn)線上的生產(chǎn)平衡問題。由此可以看出生產(chǎn)線的優(yōu)化改善需使用科學(xué)的方法，對于生產(chǎn)線的建模仿真分析成為了廉價高效的解決方案。通過建模進(jìn)行模擬仿真分析，對生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進(jìn)行合理地平衡改善，重新分配生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，調(diào)整生產(chǎn)線上各工序的生產(chǎn)節(jié)拍以達(dá)到生產(chǎn)平衡的目的。

一、應(yīng)用Flexsim進(jìn)行建模與仿真

建立Flexsim模型首先需要對其生產(chǎn)線進(jìn)行深入的調(diào)查，對其作業(yè)時間、生產(chǎn)節(jié)拍以及周程等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)測定。通過收集到的數(shù)據(jù)建立準(zhǔn)確合理的仿真模型，并根據(jù)仿真運行的結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從生產(chǎn)節(jié)拍的角度進(jìn)行分析，以生產(chǎn)平衡為目標(biāo)，達(dá)到各個設(shè)備使用率的最大化，減少在制品的積壓，使生產(chǎn)線上的物流通暢。

對于模型的建立可分為以下步驟：

(一)生產(chǎn)過程的準(zhǔn)備

對生產(chǎn)線上的設(shè)施進(jìn)行進(jìn)行調(diào)查，對各設(shè)備的位置進(jìn)行測定包括每臺機(jī)器的周程、人員分配情況和生產(chǎn)現(xiàn)狀。同時，對于一些輔助性設(shè)施暫存區(qū)的大小、可容納零件的數(shù)量、傳送帶的傳輸速度以及所需要的工序進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

(二)仿真模型的建立

對于仿真模型的建立要最大程度地還原生產(chǎn)線的原貌:

1.選擇合適的對象進(jìn)行三維模型的建立，最大程度的還原生產(chǎn)線的現(xiàn)有狀況，使模型能夠反映生產(chǎn)線所存在的實際問題，以達(dá)到仿真目的。

2.各個設(shè)備組件的參數(shù)選擇需要有一定的準(zhǔn)確性、關(guān)聯(lián)性，使研究對象運行符合真實生產(chǎn)情況。

二、自動換檔器生產(chǎn)線的模型建立及仿真

自動換擋器總成裝配車間是由一系列串行和并行制造系統(tǒng)組成?，F(xiàn)生產(chǎn)線上有19臺設(shè)備以及19名裝配人員，其工藝流程半成品通過傳送帶傳輸至裝配線的輸入端，其中每一裝配步驟進(jìn)行時需進(jìn)行RFID射頻識別標(biāo)簽的掃描方可進(jìn)入下一工序。采用時間測定的方法收集整理各工序操作時間(即機(jī)器參數(shù)預(yù)置時間)t1以及標(biāo)簽掃描處理時間t2。

對生產(chǎn)線的上各工序產(chǎn)時間進(jìn)行分析可以得到1～5工序共需秒，6～8工序共需83秒，工序10～11共需70秒。6～8工序與10～11工序均小于1～5工序的時間，該產(chǎn)品的工藝路線為1～5、9、12～19。

通過仿真分析可以發(fā)現(xiàn)上述該生產(chǎn)線生產(chǎn)不平衡，其中在E工序至M工序中可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了物流不通暢的現(xiàn)象，為整條生產(chǎn)線的瓶頸，為改善的目標(biāo)。

對工序E至M進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)在E～M工序前出現(xiàn)了在制品的堆積可在工序前布置緩沖器，并且可以對生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)，將原來的直線形生產(chǎn)線改為U形生產(chǎn)線。在數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)E道工序設(shè)備對操作員的等待時間較長，而B道工序有較長的空閑時間，改進(jìn)為U形生產(chǎn)線后可以使B中閑置的人員對E工序進(jìn)行操作從而提高E道工序的生產(chǎn)效率。對于后續(xù)工序應(yīng)放置緩沖器以達(dá)到使生產(chǎn)中物流不至堵塞的目的。改善后的仿真模型如圖1所示，改善前后的生產(chǎn)效率對比如表1所示。

圖1 改善后裝配線仿真模型

三、結(jié)論

通過使用Flexsim仿真并的結(jié)果分析，可以直觀的看到生產(chǎn)線上的不足之處，通過對裝配線的布局的改變，以及對操作人員的工作重新分配，達(dá)到了生產(chǎn)平衡的目標(biāo)。同時，通過建立緩沖站可以解決生產(chǎn)現(xiàn)場的物流堵塞的問題，使得生產(chǎn)線上物流暢通，使得裝配線上的生產(chǎn)應(yīng)對問題更加靈活。通過現(xiàn)場的調(diào)查研究，對真實的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并建立仿真模型，通過對模型仿真結(jié)果的模擬分析，更加直觀的看到了生產(chǎn)線的運行情況，相較于以往的實地調(diào)查大大的節(jié)省了時間上消耗，使得生產(chǎn)線的改善監(jiān)管更加簡單。同時節(jié)約改善所需要的資金等資源，為企業(yè)生產(chǎn)線物流的通暢運行提供了新的監(jiān)管改善的方法?？茖W(xué)合理的生產(chǎn)線物流系統(tǒng)能夠使生產(chǎn)流程運行順暢，靈敏度高，從而提高生產(chǎn)效率。應(yīng)用Flexsim對生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)管相較于傳統(tǒng)的方法具有更高的效率以及可行性。