基于eM_plant的某壓縮機生產線優化設計

趙晶　王昭宇　張佳倫

【摘 要】當今社會，提高企業的產品質量、降低生產成本成為企業贏得激烈的市場競爭的關鍵所在[1]。而很多生產企業存在著生產線布局不合理的現象，嚴重的影響了企業的生產效率，那么如何根據實際情況改進優化現有的生產線、生產布局也是提高企業市場競爭力的有效手段。

本文主要是針對壓縮機的結構特征以及裝配特點，找出生產線在運行過程中存在的問題，應用工業工程的理論方法對現有裝配線進行改進，提出了兩種生產布局方案，并應用eM_plant軟件對生產線進行建模仿真，得出最優方案。進而，得出解決生產線布局問題的一般方法。

【關鍵詞】eM_plant；仿真；布局；優化0 前言

壓縮機是一個相對來說比較精密的設備，對其零部件的精度要求以及裝配車間的環境要求都很高，0.03g的雜質就可以造成壓縮機在1s內暴死（失去壓縮能力），通過生產線布局的改進，不僅可以減少再制品數量，同時也可以減少工人數量和在制品移動距離。eM-Plant可以對各種規模的工廠和生產線，建模、仿真和優化生產系統，分析和優化生產布局[2]。應用eM-Plant軟件進行布局優化仿真，對提高產品質量，降低優化成本具有重要的意義。

1 問題描述

壓縮機裝配線是由缸體分裝線、后蓋分裝線、轉動總成裝配線、動力總成裝配線和壓縮機總裝線5條分裝線組成，各條分裝線先對原材料零件進行局部裝配，形成半成品，并將其運送到整裝線進行最終裝配形成壓縮機，壓縮機的裝配工藝流程如圖1所示。

圖1 壓縮機裝配工藝流程圖

針對某壓縮機裝配工廠，目前生產線存在著幾種不合理現象：（1）生產線線間在制品存儲過多；（2）工件在轉運過程中經常出現磕碰傷等；（3）車間內的物流人員工作量過大，經常出現人員緊缺的狀況；（4）物流路線在不同程度上存在著混亂的現狀。針對以上問題，應用工業工程相關理論加以分析，最終提出以下兩種改進方案：方案一：“魚骨形布局”；方案二： “O形布局”。

2 建立模型

2.1 基本參數設置

打開eM_plant軟件，在Model下新建一個frame，并將其重命名為Plant，并打開此Plant。點選模板的物件，分別在Plant中插入4個source，2個Flowcontrol，26個SingleProc以及21個Buffr。將各元素按照三種布局放置，并運用Connector來連接各個物件，可以按“Ctrl鍵+滑鼠左鍵 ”，連續點選或插入物件。更改Plant中的SingleProc物件名稱。具體名稱、時間及屬性設置為：假設前面一工位物料運送的節拍為11秒，所以source的Interval設為11秒，MU設為entity；Flowcontrol設置為各分流50%；E1和E20操作時間設為23.74秒；E2和E21操作時間設為25.68秒；E3操作時間為13.412秒；Interface中side設為right。Plant的設置工作完成，添加的各工位的設置與上述步驟相同。

圖2 EM_plant魚骨形布局模型

2.2 按照裝配線布局進行建模

以原有布局為例，在Plant中添加14個Workplace，一個Workpool，1個broker及相應的路徑，并對Workpool進行相應的屬性設置，雙擊Workpool圖表，進入對Workpool設置對話框，單擊Creation Table按鈕；雙擊某工位圖標進入設置頁面，點開Exit Strategy分頁，對需要物流人員的工位進行設置。設置完成后按F5運行即可。

3 仿真結果分析

通過以上設置，可以得到原有方案以及魚骨形布局與O形布局的模型。圖2為魚骨形布局模型。

從各布局方案中以及運行結果可以看出，原有的布局中需要兩個物流人員來保證生產的正常運行，而魚骨形布局和O型布局都只需要一個物流人員就能夠保證生產需要，而且物流人員所走的路徑要縮短很多。而魚骨型布局相對于O型布局更加緊湊，在等待、堵塞等的數據也要更加合理，因此對于小規模改進生產布局的情形下，優先選擇魚骨型布局。

4 結論

通過運用工業工程的相關理論與eM_plant軟件相結合的方法，解決壓縮機生產線布局問題，在很大程度上優化了裝配過程，降低了裝配成本，提高了生產效率。這些方法具有很好的可移植性，在其他相類似的流水生產領域中具有一定的實用價值。

【參考文獻】

[1]彭旺明，張曉川.eM_plant在生產線作業仿真中的應和研究[J].武漢理工大學學報，2004.

[2]林則孟.物件導向模擬eM-Plant.臺北：新竹清華大學工業工程與工程管理系，2005.endprint