基于Plant+Simulation的多品种小批量生产系统仿真研究.pdf

《基于Plant+Simulation的多品种小批量生产系统仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据文章编号：1006—3269(2013)04—0050—06基于PlantSimulation的多品种小批量生产系统仿真研究唐文婷(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)摘要：针对传统大批量重复性生产模式的制造管理思想不再适用多品种小批量的生产模式，建立了基于PlantSimulation软件的仿真模型，并实现了在瓶颈资源排产、缓冲设置和转运批量等方面的参数化设置．通过对不圈仿真方案运行和仿真结果比较分析，为企业决策提供了可靠的支持．关键词：魏颈资源调度；多品对小批量；仿真建摸中图分类号：THl86文献标识码：Adoi：10

2、．3969／j．issn．1006—3269．2013．04．0101引言随着经济和技术的发展，一个成功的企业必须快速响应市场需求，保证高质量地为顾客提供所需产品，同时避免生产浪费和减少整个生产系统的在制品量．制造型企业根据市场这些新的特点，生产组织方式已经从传统的大批量生产方式转化为多品种小批量的生产方式．但该生产模式的管理与计划的复杂性，往往会导致企业无法实现其最大生产能力．多品种小批量生产企业的生产系统具有离散性和随机性等特点，使得生产决策存在一定的复杂性．随着计算机技术的广泛应用，仿真技术与计算机技术的结合使用，使得仿真技术成为生产系统决策的

3、最有力工具[1]．因此，本文采用仿真的方法对多品收稿日期：2013—05—06作者简介：唐文婷(1987一)。女(满族)，辽宁鞍山人．硕士研究生．主要研究方向为多品种小批量生产系统的仿真优化．种小批量生产车间进行研究，以达到优化车间生产系统，提高生产效率的目的．2多品神小批量生产模式的特点多品种小批量生产模式是伴随着市场需求变化而产生的，是有别于传统的大批量重复型生产的新型生产方式，其主要特点如下：①需求不稳定(由于市场的需求变化较快，其需求的不稳定主要表现在同种产品在不同时期和不同产品在相同时期的需求变化很大，产品品种变化快)；②产品品种繁多，但工

4、艺过程相似(由于客户定制化的出现，产品的品种随着市场的变化越来越多，但是在一定时期内生产的不同产品品种间的工艺过程相差不大)；③机器设备的调整次数频繁(由于产品品种变更较快，因此机器设备需要经常调整，以适应新产品的生产需要)；④零部件加工注重成套性(对于大多数多品种小批量的制造型企业而言，其产品是由多种零部件组成，而总装的前提是所有零部件成套到位．因此，在零部件的生产过程中，应对相同零部件进行分批次投产，以保证零部件供应的成套性)[2]．多品种小批量生产模式具有上述特点，使得该类型企业在生产运作管理中存在一些亟待解决的问题，其主要问题体现在：①生产周

5、期长，设备产能不能得到充分利用；②在制品过多，半成品积压严重；③交货期不理想，拖期严重．3系统仿真建模的关键问题对于多品种小批量的加工制造企业来说，不同产品的工艺路线一般不同，而且品秘较多．因此，对《成组技术与生产现代化》2013年第30卷第4期万方数据多品种小批量生产车间建模的方法与传统大批量的生产企业不同．通过对多品种小批量生产企业的现状分析，本文确定在瓶颈机器调度、缓冲设置、转运批量等方面对生产系统进行决策优化，以达到提高生产系统的产能、减少在制品量和缩短生产周期等目的．3．1零件自驱动技术对于多品种小批量的加工车间，不同零件的加工路线也不同，

6、且零件种类繁多，若使用机床设备之间的固定连接，当机床数量较多时，则机床间的连接规模非常大，且不利于控制零件的流动方向．因此，本文将采用零件自驱动的仿真方法实现．零件自驱动的仿真方法是使仿真模型能够根据零件的工艺路线实现自驱动加工．本文把零件的工艺信息定义到零件自身的属性信息中，当零件在进入仿真系统后，加工单元机器的离去策略会根据零件工艺路线属性信息表中指定的加工信息，把零件推送到下一个待加工生产单元的缓冲区内。由于零件在仿真模型中的推进规则是由零件自身属性定义的，与仿真模型内各生产单元之间的连接无关，因此，该方法能够实现零件自驱动的仿真．3．2瓶颈排

7、产对于一个生产系统而言，瓶颈的产出决定了整个系统的产出．约束理论是为提高瓶颈设备利用率而提出的，其计划与控制是通过鼓一缓冲一绳子(Drum—Buffer—Rope，DBR)机制实现的[3]．通过对约束理论的分析，我们总结出的基于约束理论的计划与优化控制主要过程为：通过寻找生产系统中瓶颈工位和确定缓冲的大小，针对瓶颈工位实施排产，最后对非瓶颈工位进行排产，以实现整个生产线上的物流平衡，达到减少在制品库存的目的．其排产过程如图1所示．巴驷圃1-4匝国I-q叵互卜圈I生产数据H瓶颈识别缓冲设置瓶颈捧产H生产lL．_厂NL———--J-————-J---——

8、—一L———--一图l瓶颈资源排产流程图在实现瓶颈排产功能问题上，瓶颈识别功能通过使用仿真软件提供的Bott