基于eMPlant的汽车后桥装配线仿真与优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com基于eM．Plant的汽车后桥装配线仿真与优化口楚云军口阚树林口许洁口董巧英口任漪舟口尉玉峰上海大学机电工程与自动化学院上海200072摘要：借助面向对象的仿真软件eM．Plant，对某汽车后桥装配线进行仿真优化研究，提出改进方案。改进后的生产线，增加一个适当容量的缓冲区和少量工人轮班。仿真结果及工厂实践表明，产量和作业率有大幅提高。关键词：装配线仿真优化中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1000—4998(2008)10—0026—04自20世纪7O年代，仿真在汽车和航空等制造业领开，机床的故障及维修等。对于一个单

2、机床加工系统，域开始得到应用。随着仿真技术的持续发展，仿真迅速其仿真原理如图1所示。用户可以eM．Plant环境下分析成为制造业中一种强有力的计划和过程改进工具⋯。和优化生产系统的各种性能指标，如生产率、在制品水在计算机的支持下，仿真可以对各种类型的系统进行平、设备利用率、-V人负荷平衡情况、物流顺畅程度等。实验研究和理论分析，而不影响系统的正常运行，为系汽车装配线是典型的离散制造系统，本文将利用统决策提供服务。eMPlant软件，对其进行仿真优化研究。仿真可以应用在系统设计、管理以及技术培训等各个方面。在汽车制造领域，企业之间的竞争表现得异常激烈，降低成本以及缩短生

3、产周期对汽车制造商显得尤为重要。仿真的独特优势，使它成为提高生产效率的有效手段。欧洲最大的汽车制造商VolkswagenAG(大众)，通过与UGSTeenomatixTM公司的紧密合作，采用计算机仿真技术，实施数字化生产计划战略，在不增加人员的情况下，大大提高了汽车生产计划的效率，同时降低了成本，提高了公司内部的合作效率。装配是制造过程中的一个重要环节，由于其过程复杂、技术要求高、自动化程度较低，对其生产过程进行优化存在着较大潜力。1离散制造系统的仿真建模在离散制造系统中，产品相对较为复杂，种类多，产品可数，加工为一系列非连续过程。离散制造系统2装配线平衡与缓冲的作用

4、一般具有随机特性和动态特性，系统事件的发生具有不确定性，通常遵循某种概率分布，使得系统的状态很对于汽车装配线，目前采用较多的为连续流生产难用解析建模方法来描述，一般只能用流程图等工具方式H】，产品转运批量为一件，产品结束一道32序的生来表示。另外，解析建模方法将系统抽象为数学方程并产后不经过缓冲库存就立即被运到下道工序。此种生对其进行优化，它需要在系统建模前提出诸多假设条产方式符合企业追求零库存的目标，它能够显著地缩件，假设条件越多，所描述的系统越脱离实际。对于存短产品的交货期，并有效地减少在制品，但是由于系统在诸多变量和参数的复杂系统，仿真技术显得更加有的随机性，这

5、种生产方式有时很难实现。根据约束理论效。(TOC)，设置合理的缓冲库存可以缓解随机性带来的eM．Plant是主要用于生产系统生产过程建模与仿不良影响。真的软件系统，它基于离散事件仿真，只考虑在模型中由于装配线各工序负荷的不均衡，极易造成工时事件发生时间点的系统状态变化，如工件的到达、离损失甚至生产的中止，因此有必要对其进行平衡，以减少工时消耗，降低成本，提高生产效率。平衡装配线，通收稿日期：2008~4月2008／10机械制造46卷第530期学兔兔www.xuetutu.com常采用的方法是，根据改善后的工艺文件，使得各工序运设备运送到备料区等待装配。传送带作为一个整

6、体的标准工作时问在生产节拍范围内趋于相等。当系统以固定的速度0．5m／s运行，它承载专用夹具循环使中出现“刚性瓶颈”——无法分解的工序时，合理设置用。产品上道工序完工之后，立即由传送带输送到下道缓冲器，可以实现人、设备、物料的有效利用。缓冲器的工序，成品最终运送到其它车间的装配线装配。装配设置方法有多种，这些方法在确定缓冲器容量时，均线上共有15个工序(亦可称工作站)，每次完成一个部要确定每个工序的作业时间，且要求作业时间为定量。件的装配，除第13道工序主要为机器完成操作外，其仿真可以在各工序的作业时间为随机变量的条件下，余均为手212操作，总定员为25人，计划产量为

7、60台／通过仿真确定缓冲器的容量，这样确定的缓冲器容量天。某些零件重量大，上下线采用吊具。流水线上下212大小更加符合实际。缓冲处可以采用如下控制策略，以序之间均未采用缓冲器，生产线经常出现等待或停滞确保资源的充分利用：现象。Pi：一f0，(：1)0(1)(1J式中：只为第i个工序物流路径选择参数，取1表示工件流入下一个工序，取0表示流入缓冲器；+。为在第i+1个工序的工作状态，取1表示忙碌，取0表示空闲。在以前的文献中，通常采用平衡率或平滑系数，来衡量生产线平衡状态，这两个衡量指标忽略了缓冲器在生产线平衡过程中所起的保护作用。如对两种生产线布置方案