基于flexsim的吊钩生产系统建模与仿真

基于flexsim的吊钩生产系统建模与仿真内容摘要：

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马力：基于 Flexsim 的吊钩生产系统建模与仿真 2 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。 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。 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 所示： 江西理工大学应用科学学院毕业设计 3 图 论文的技术路线结论 模型的实证分析 生产物流仿真方法的现状和实现 生产物流仿真方法的现状和实现 生产物流系统分析 绪论：研究对象、方法等 马力：基于 Flexsim 的吊钩生产系统建模与仿真 4 第 2 章 生产物流系统分析 物流概述 现代物流概念 国际上普遍采用的是美国物流管理协会（ Council of Logistics Management) 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 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 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 )。 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。 原材料 供应地 仓库 工厂 仓库 批发 零售 客户 供应物流 企业内物流供应物流 销售物流 回收物流 废弃物流 江西理工大学应用科学学院毕业设计 5 图 狭义的物流定义 广义物流和狭义物流的对比如表 21 所示。 表 21 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 技术创新 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 资金流政策 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 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。 供应者 需求者 所有权转移（商业活动） 场所转移（物流活动） 事件转移 （物流活动） 马力：基于 Flexsim 的吊钩生产系统建模与仿真 6 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。 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。 生产物流概述 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 江西理工大学应用科学学院毕业设计 7 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 为生产物流系统的纵向结构。 图 生产物流系统的纵向结构 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、精外购运进 毛胚库 原材料库 工具库 加工车间1 原。