物流仿真技術在船舶分段涂裝中的運用研究

摘要：文章在綜合分析涂裝流程的特點和物流系統仿真方法的基礎上，以8.2萬噸散貨船的分段涂裝為研究對象，應用仿真軟件Flexsim，構造了船舶分段涂裝流程的模型，并對其運作情況進行仿真，通過仿真數據的分析，找出了該工序物流系統存在的問題，同時通過比較分析各種整改方案，提出了合理的工藝改進方案。

關鍵詞：物流仿真；Flexsim；船舶分段涂裝；物流系統

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0024-03

本文以某公司建造8.2萬噸散貨船的分段涂裝流程為具體的切入點，運用Flexsim仿真技術對分段涂裝工藝流程的現狀、存在的問題等進行模擬和仿真，并進行優化分析。仿真技術具有直觀、靈活、準確和現實模擬的特點，利用仿真技術進行船舶分段涂裝工藝流程研究，降低現實試驗人力和財力的投入，并提出優化措施。

在研究內容與研究方法上，綜合物流系統仿真技術和船舶分段涂裝工藝流程，以8.2萬噸散貨船分段涂裝流程為仿真對象，按照Flexsim仿真軟件的仿真步驟，對該系統的車間布局、運作流程等問題進行仿真，建立分段涂裝工藝流程的Flexsim仿真模型，著重研究分段涂裝流程優化問題，從而為工程管理水平的提高提供科學的建議和一定的理論基礎，并對分段涂裝系統仿真模型運行結果進行優化分析，找出提高分段涂裝作業效率的“瓶頸”，提出改進措施，優化工藝流程。

1 物流系統仿真技術與Flexsim軟件

1.1 物流系統仿真技術

系統仿真是指通過建立和運行系統的計算機仿真模型，來模仿實際系統的運行狀況及其隨時間變化的規律，通過對仿真運行過程的觀察和統計，得到被仿真系統的仿真輸出參數和基本特性，以此來估計和推斷實際系統的真實參數和真實性能。在現代物流系統中，首先選擇合適的建模方法建立模型，然后選擇合適的仿真技術進行仿真，對參數進行控制得到仿真數據，對數據進行科學合理的分析達到系統優化的目的。

1.2 Flexsim軟件

Flexsim是一套系統仿真模型設計、制作與分析工具軟件。它集計算機三維圖像處理技術、仿真技術、人工智能技術、數據處理技術為一體，專門面向制造、物流等

領域。

Flexsim仿真建模的五大基本步驟：（1）設置布局：根據建模前設計好的物理系統，將對象從“對象庫”中拖拽到仿真視圖窗口中的適當位置。（2）定義“流”：根據對象之間的邏輯關系，連接相應的端口，構建仿真模型的邏輯流程。（3）參數設定：根據每個對象所要描述的物理系統的特征，設定對象的參數。（4）運行模型：先編譯模型，然后重新設置并運行此模型。（5）仿真結果分析：Flexsim是一個實時的仿真軟件，在仿真過程中，用戶可以對每個對象進行操作，檢測其當前的狀態。

2 船舶分段涂裝

2.1 分段涂裝車間布局

2.2 分段涂裝工藝流程

3.1 仿真目標

對分段涂裝工藝流程進行仿真研究，其目的是發現涂裝的核心流程，即噴砂和噴漆過程的各種設備的性能以及人員配備，時間安排上的問題，幫助決策者提高規劃與管理水平。主要研究的問題有：涂裝相關設備性能和數量的優化，人員調度方案的優化，各個環節之間的平衡，如何化解“瓶頸”并最終提高工作效率等。

仿真模型的仿真目標：（1）檢驗規劃中的設備數量、性能和人員數量是否滿足需要；（2）確定系統中是否存在“瓶頸”，在實際情況允許的條件下，消除“瓶頸”，確保物流順暢；（3）平衡各個環節的工作節拍，提高設備的利用率，并最終提高工作效率。

3.2 建立仿真模型

按照分段涂裝工藝流程以及結合實際操作，每道工序所花費的人力和時間等參數，基于仿真軟件Flexsim，建立8.2萬噸散貨船的分段涂裝流程的仿真模型，見圖3。模型運行1秒相當于實際30分鐘，噴漆過程看成是涂料與鋼板分段的合并，模型中一個操作員相當于實際的5個。

4 分段涂裝流程仿真結果及優化分析

4.1 仿真結果分析

4.2 流程優化改進方案

對于上述對仿真模型結果的分析得出的問題，現提出以下的優化改進方案：

4.2.1 提高第一輛平板車的速度或者增加一輛同樣的平板車以滿足轉運需求，考慮到成本因素，增加車輛費用較高，故采用培訓司機，提高第一輛平板車的速度來滿足

要求。

4.2.2 增加一臺熱風機或開啟空調加熱用以干燥經過噴漆的分段。由此，干燥時間由原來的8小時縮短為5小時。

4.2.3 改善車間的操作管理。天氣晴朗或干燥時打開噴漆車間大門，利用自然風、空氣流通縮短干燥時間；天氣下雨或潮濕時，關閉噴漆車間大門，開啟空調機，除濕加熱，加速干燥。

從模型中導出的標準報告可以看出第一個處理器的高空閑率降低了一些，而且干燥的后一道工序的高收集等待率也有所改善；完成涂裝的分段數也有所增加，從原來的3個增加到4個。但是各個工序仍然出現空閑率，但與之前相比有了很大的改進。而處理器6之所以出現較高的空閑率是可以理解的，因為這道工序是拆架，是基于前面的工序而言。在其他工序操作時，該工序由于所需時間短而處于閑置狀態，因此這道工序完全可以臨時調配或增加人員解決，以集約人力和節約時間。同時，經過不斷的摸索，反復試驗，發現目前的涂裝流程管理相對比較合理，符合目前的造船需求。

5 結語

根據船舶分段涂裝實例，利用Flexsim仿真軟件進行建模仿真，將分段涂裝與先進的物流技術進行創新性結合，深入地研究了仿真技術在船舶分段涂裝中的運用，提出了該作業環節的物流優化方案，為船舶涂裝工藝技術提供了一種新的研究模式和嶄新的研究思維。

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作者簡介：吳小成（1982—），男，廣州廣船國際股份有限公司助理工程師。