基于Ｆｌｅｘｓｉｍ的設施布置方法的改進研究

楊曉英　賈曉燕　魏先亮

摘要:分析了傳統系統設施布置方法SLP直接應用于現代制造型企業中的不足。結合該類企業的特點,提出了利用仿真軟件Flexsim來改進的方法,并將此方法應用到實際生產中,降低了企業物流成本,提高了生產率。

關鍵詞:設施布置;SLP;Flexsim;仿真

中圖分類號:TP391.9 文獻標識碼:A

Abstract: The deficiency of the traditional systematic layout planning(SLP)applied to the modern manufacture enterprises is analyzed. Combining with the enterprise characteristics, the improved method using Flexsim is put forward. In addition, this method is applied to the practical production, so the enterprise logistics cost is reduced and the productivity is increased.

Key words: facility layout; SLP; Flexsim; simulation

0引言

物料搬運和運輸的成本約占制造業總成本的20%～50%,同時許多工傷事故來源于物料搬運[1]。良好的設施布置可以使物料搬運的成本最低,人員走動的距離最短,從而工作效率最高。傳統系統布置設計方法SLP通過對企業生產流程、物流量的分析,以作業單位物流與非物流的相互關系為主線進行生產設施規劃設計。隨著科技的進步和市場經濟的發展,企業生產模式發生了轉變,即從大批小品種向大量多品種或大規模定制轉換。現代企業的特征使得將SLP方法直接應用于現代企業的設施布置中存在許多不足。物流系統仿真是近幾年興起的一門計算機應用技術,集當今世界領先的計算機三維圖像處理技術、仿真技術、人工智能技術、現代物流技術和高度數據庫處理技術為一體,面向工廠和物流中心等的工程開發[2]。本文提出將物流仿真技術Flexsim應用到設施布置中,進行系統仿真,直觀地顯示設施布置的設計方案,分析可能產生的瓶頸問題,對方案進行動態優化,最終達到提高生產能力和降低生產成本的目的。

1傳統系統設施布置方法的不足

傳統的系統布置方法有擺樣法、數學模型法、圖解法和SLP,其中SLP是當前工廠布局設計的主流方法,是20世紀60年代由Richard.Muther提出的,采用理性化的推理方法和系統化的規劃設計方法[3]。隨著企業生產模式發生的轉變和計算機的迅速發展,系統布置設計SLP逐漸出現了許多不足,主要表現在:

(1)不適合現代企業的生產特點。傳統的SLP方法是基于計劃推動生產的方法,而現代企業的生產是基于市場定單需求,屬于拉動式生產。

(2)缺少動態柔性。SLP方法基本是靜態的,而現代企業的經營是以市場為導向的,隨機性、時效性等特點很明顯,要求其布置設計和生產系統具有適當的彈性、柔性,能緊隨市場變化及時地、適度地進行調整。

(3)SLP方法的結果是一系列平面圖布置方案,不能得到直觀的三維動態布置效果。

(4)SLP方法沒有充分考慮利用計算機技術。主要是手工布置,受主觀經驗、自身知識及能力等多種因素的影響,且手工布置程序繁瑣,導致設計者最終提供給決策者的方案較少,可供決策者選擇的余地太小,不利于科學決策。

2物流仿真軟件Flexsim的應用

物流仿真技術是借助計算機技術、網絡技術和數學手段,采用虛擬現實方法,對物流系統進行實際模仿的一項應用技術。物流仿真技術最大的優點就是不需要實際設備的安裝,不需要實際實施相應的方案,即可驗證如下目標:增加新設備后給公司或企業帶來的效應;改變原有布置方案后的效果;設計新的生產線的好壞;比較各種設計方案的優劣等,物流仿真對降低整個物流投資成本,是不可或缺的[4]。

目前,市場上使用最多的仿真軟件主要有Arena、Promodel、Automod、Extend、Taylor、Flexsim、Em-plant等。其中Flexsim是近年來新開發的三維仿真軟件,能應用于系統建模、仿真以及實現業務流程可視化。Flexsim中的對象參數可以表示基本上所有存在的實物對象,如機器裝備、傳送帶、叉車等;Flexsim具有層次結構,可以使用繼承來節省開發時間,而且它還是面向對象的開放式軟件,對象、視窗、用戶界面、菜單列表、對象參數等都是非常直觀的。同時Flexsim 的資料,圖像和結果都可以與其它軟件公用,如可直接從Excel表中讀取或輸出資料等。這些優點彌補了SLP的不足,因此將SLP理性化的推理和系統化的規劃設計與Flexsim強大的分析功能和動態化的三維仿真效果相結合,可以為現代制造型企業提供一種完善的設施布局方法,改進后的一般程序如圖1所示。

3應用案例

3.1背景材料

某市裝載機械公司為了滿足市場需求,決定新建一個叉車聯合生產廠房,用來生產1.5~10噸的叉車,年產量預計為5000臺,已選址。其中主要生產的是5噸內燃平衡重式叉車,年產量是3 000臺。該廠房需要安裝機加、焊接、涂裝設備和總裝線。廠房為聯合生產整體廠房,每跨寬18m、長128m。如何布局?作業單位如表1所示。

3.2SLP分析

5噸內燃平衡重式叉車工業流程圖如圖2所示,作業單位綜合相關圖如圖3所示。

3.3Flexsim仿真

Flexsim仿真的三維圖和平面圖分別如圖4、5所示。

3.4仿真結果分析

運行Flexsim建立的仿真模型,得標準仿真報告如圖6所示。物流堵塞是系統的瓶頸問題,由上述報表可知,各工位blocked基本是0.00%,不存在明顯的物流堵塞,由于油漆區特殊的有毒氣體,需遠離其它區域,所以存在著長距離的物流,這是不可避免的。從Flexsim的仿真結果可以直觀看到新建廠區的三維布置效果,利于分析,提高了設計效率,便于領導決策。

新設計方案在物流效率與方便性、空間利用率、工作環境安全與舒適性、管理的方便性、布置方案的可擴展性等方面,使物料搬運更加方便、避免流路線出現倒流現象。通過對生產物流設施優化,解決了企業生產物流的瓶頸,降低了庫存,同時減少了交貨期,提高了客戶滿意度。預計降低物流成本40%,提高效益20%。

4結論

SLP與Flexsim的結合應用,彌補了SLP應用在現代制造型企業設施布置中的不足,達到了設計的系統性、合理性和科學性。優良的設施布置是提高生產系統效率效益的重要源泉和手段,是改善生產系統整體功能、實現現代化管理和先進生產方式的前提和基礎。本文針對多品種小批量生產企業的特點,提出了將物流仿真技術應用于設施布置中,實現了系統物流效率和物流成本的最優化,使建設單位減少了項目投資費用,縮短了項目建設周期,同時也提高了設計工作效率和效益。

參考文獻:

[1] 劉旺盛,蘭培真. 系統布置設計—SLP法的改進研究[J]. 物流技術,2006(10):82-85.

[2] 楊曉英. 基于物流仿真技術的系統設施布置設計[J]. 礦山機械,2005(11):85-88.

[3] 方慶琯,王轉. 現代物流設施與規劃[M]. 北京:機械工業出版社,2006.

[4] 陳子俠,龔劍虹. 物流仿真軟件的應用現狀與發展[J]. 浙江工商大學學報,2007(4):29-34.