基于Witness的服裝縫制生產(chǎn)線優(yōu)化

李斌

摘 要：根據(jù)多品種、小批量的服裝縫制生產(chǎn)線的特點(diǎn)，利用Witness軟件建立對應(yīng)的離散事件系統(tǒng)模型，對設(shè)備、人員、工藝、物流、自動控制系統(tǒng)、在制品等進(jìn)行綜合調(diào)配，通過模型發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的瓶頸工序，并進(jìn)行驗(yàn)證。通過對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，優(yōu)化后的生產(chǎn)線有效改善了傳統(tǒng)生產(chǎn)線的瓶頸工序，降低在制品積壓，提高總體產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：Witness;離散事件系統(tǒng)仿真;服裝縫制生產(chǎn)線

中圖分類號：TB114 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）31-0041-03

Optimization of Garment Sewing Lines Based on Witness

LI Bin

（Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou Henan 450007）

Abstract： According to the characteristics of multi variety and small batch garment sewing production line， the corresponding discrete event system model was established by using the witness software， and the comprehensive deployment of equipment， personnel， process， logistics， automatic control system， work in progress， etc. was carried out. The bottleneck processes existing in the production system were found and verified by the model. Through the analysis of the model data， the optimized production line effectively improves the bottleneck process of the traditional production line， reduces the backlog of work in progress， and improves the overall output.

Keywords： Witness;discrete-event system simulation;garment sewing lines

目前，服裝款式更加多樣、材料科技含量更高、設(shè)計(jì)宣傳更加個(gè)性化等使競爭態(tài)勢日趨激烈。在該背景下，多品種、小批量的生產(chǎn)方式成為服裝企業(yè)的主要發(fā)展渠道。多品種、小批量的服裝生產(chǎn)模式有其獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)：一方面，產(chǎn)銷靈活，不受庫存壓力影響，企業(yè)輕資產(chǎn)運(yùn)營，更有利于調(diào)整方向;另一方面，靈活的經(jīng)營生產(chǎn)方式，注定其擁有更強(qiáng)的滿足市場需求的能力，在瞬息萬變的市場環(huán)境中，擁有更為廣闊的生存空間。

我國包括服裝產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的輕工業(yè)體系，隨著改革開放同步發(fā)展，形成了自身完備的加工系統(tǒng)。但是，隨著科技尤其是信息技術(shù)的不斷發(fā)展，服裝產(chǎn)業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)：①對加工過程缺乏監(jiān)控，物料消耗、人員配置、工序能力等實(shí)時(shí)信息無法有效傳遞到管理層，員工有效生產(chǎn)時(shí)間僅占總工時(shí)的60%～70%;②管理層對一線狀態(tài)缺乏了解，又導(dǎo)致其不能及時(shí)掌握一線生產(chǎn)動態(tài)，對訂單進(jìn)度監(jiān)管缺失，訂單逾期率升高，多品種換線操作難度加大;③除訂單逾期成本外，現(xiàn)場管理成本也因資源錯(cuò)配得不到糾正而不斷加大[1]。

1 服裝縫制流水線

多品種、小批量生產(chǎn)模式的主要目標(biāo)是避免逾期與控制次品率，尤其是控制訂單逾期成本。在不斷變換的市場需求面前，交貨期必須控制在較短時(shí)間內(nèi)：一是試產(chǎn)批次及時(shí)交貨;二是全訂單交貨期可控。對服裝企業(yè)而言，這意味著其要具有高效的管理、流暢的信息及快速換模的能力。

以褲裝縫制生產(chǎn)線為例，雖然名義上是流水線作業(yè)，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，存在大量的工序回流、人員不整、一機(jī)多用等情況，從而嚴(yán)重影響加工效率，也使得針對新款產(chǎn)品的排產(chǎn)難度大大提高[2]。女褲縫制流程如圖1所示。

針對縫制生產(chǎn)線的上述特點(diǎn)，在模型初始化過程中，設(shè)定各工序均為1臺機(jī)器設(shè)備，使制品在流水線中離散傳送，設(shè)備為傳送帶。在原始模型中，沒有設(shè)定機(jī)器故障率，并且忽略了加工過程中的次品情況。

2 Witness仿真模型

由于服裝生產(chǎn)系統(tǒng)具有行為的隨機(jī)性、組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等特征，對其進(jìn)行工序調(diào)整時(shí)，常常依賴班組長的個(gè)人管理經(jīng)驗(yàn)，并且無法及時(shí)查看調(diào)整后的新流程方案如何運(yùn)行。Witness仿真軟件由于其獨(dú)特的流程仿真動態(tài)演示、良好的交互特性、多種仿真結(jié)果的報(bào)表和圖示及層次建模策略等特征，為服裝企業(yè)取得裝備與流程設(shè)計(jì)優(yōu)化、提高資源運(yùn)行效率、減少在制品庫存、縮短上市時(shí)間、提高產(chǎn)量、縮短換線響應(yīng)時(shí)間等收益提供了更大的可能性。

2.1 細(xì)節(jié)設(shè)定

在縫制生產(chǎn)線建模過程中，工序回流一直是一個(gè)無法回避的難題。解決辦法是采用給Part元素添加屬性的方式，即在某一工位加工過后，其初始屬性值將發(fā)生改變，在后續(xù)工序中再次回到此工位時(shí)，新的屬性值將被識別，從而在加工完畢后進(jìn)入新的工藝階段[3]。具體設(shè)置見圖2。

2.2 模型建立

依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和工藝流程，在Witness中建立如圖3所示的模型。

3 仿真運(yùn)行及結(jié)果分析

仿真運(yùn)行一個(gè)工作日（8h工作制，即480min），得到一系列實(shí)驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，從中選取7道關(guān)鍵工序的機(jī)器加工數(shù)據(jù)，并與完成工作量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)設(shè)備利用率不盡相同。其中，Manual in draw string工序的設(shè)備利用率達(dá)到了100%，表明其是整條流水線上的薄弱環(huán)節(jié)，超出工人或設(shè)備的可承受工作量，而且一定會成為該車間的瓶頸工序。一旦該工序出現(xiàn)故障，將極大地影響整條生產(chǎn)線的進(jìn)行。而Flat buttonhole工序的機(jī)器忙率僅為37.26%，這表明如能對關(guān)鍵瓶頸工序進(jìn)行有效調(diào)整，會使整條生產(chǎn)線的產(chǎn)能有較大提高[4]。

進(jìn)一步分析局部幾臺機(jī)器加工零件后離開的緩存區(qū)的數(shù)量（No. Total Out），可以看出其對應(yīng)機(jī)器生產(chǎn)能力的大小。其中，緩存區(qū)B7和B8的部件完成數(shù)較大，均接近400件，表明在此之前并未明顯出現(xiàn)瓶頸的工序，加工能力有保證。但到了后期緩存區(qū)B30和B32等對應(yīng)工序的加工完成數(shù)量明顯減少，進(jìn)一步說明瓶頸工序出現(xiàn)在Manual in draw string等幾道回流工序中。生產(chǎn)線當(dāng)前的產(chǎn)能及工序能力，均可以從進(jìn)入模型的Part元素?cái)?shù)量得以反映，由于后期工序都是兩個(gè)工作臺同時(shí)加工，其模型給出的日加工能力為206件。接下來，通過對回流工序等瓶頸環(huán)節(jié)開展深入分析，解決中間環(huán)節(jié)長期排隊(duì)的問題，則生產(chǎn)線日產(chǎn)能有望提升至600件左右。同時(shí)，單件產(chǎn)品通過該生產(chǎn)線的平均時(shí)間為33.56min，對比實(shí)際總加工時(shí)間9.93min可知，約70%左右的線上時(shí)長消耗在了排隊(duì)、等待及回流工序中。

根據(jù)上述仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，擬對瓶頸工序Stitched the side seam with 4 threads和Manual in draw string等進(jìn)行調(diào)整，通過人員優(yōu)化啟用備用設(shè)備等方式，獲得更為高效的人機(jī)配置方案。

改進(jìn)后的方案總計(jì)增加投入平縫機(jī)3臺和工人手工操作臺3個(gè)，并調(diào)配后期工序的人員靈活處理，按照新方案重新運(yùn)行該模型，運(yùn)行時(shí)間同樣為一個(gè)工作日，工作時(shí)間480min。從仿真結(jié)果可以得出，F(xiàn)lat buttonhole工序原有的37.26%的忙率已大幅提升到72.18%，獲得了質(zhì)的提升。整條生產(chǎn)線產(chǎn)能提高至581件/d，加工能力增加了1.8倍，工序間平衡度得到較為顯著的改善，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的等待、堆積等浪費(fèi)現(xiàn)象也得到有效緩解。通過對利用率較低的設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，整條生產(chǎn)線產(chǎn)能尚有較大的提升空間。

4 結(jié)語

服裝企業(yè)在經(jīng)歷產(chǎn)能擴(kuò)張、工藝調(diào)整、現(xiàn)代化改造等較大規(guī)模革新時(shí)，通過采用現(xiàn)代化信息處理手段，可有效降低投資風(fēng)險(xiǎn)、提高潛在收益。通過利用Witness等多種離散系統(tǒng)仿真平臺，對設(shè)備、人員、工藝、物流、自動控制系統(tǒng)、在制品等進(jìn)行綜合調(diào)配，通過模型發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的瓶頸工序，在優(yōu)化調(diào)整后進(jìn)行模擬驗(yàn)證，從多個(gè)角度幫助企業(yè)完成既定生產(chǎn)目標(biāo)，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而獲得更加穩(wěn)定持久的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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