某企业车间仿真与优化毕业论文
2020-04-18 20:00:05
摘 要
完善的生产物流系统对于每个制造业企业来说都是必需的,而完善的生产物流系统首先需要有一个良好的设施布局。对于一个车间来说，一个良好的设施布局能够降低企业的生产成本、提高资源利用率、提高生产效率，继而增加企业的利润。
本文以K公司生产车间为研究对象，针对设施布局问题进行改善。
首先，运用F-D图法大致测算K公司生产车间需要整改的作业单位，
接着，运用SLP法分析作业单位之间的综合关系，得出优化方案。
然后，运用费用比较法检验优化方案的合理性。
最后，运用Flexsim仿真软件将原方案和优化方案的运行结果相比较，证明优化方案的优势。再在仿真模拟的基础上再提出改进意见。
通过优化前后的对比分析，可以看出，优化方案确实有助于公司提升生产效率并降低了企业生产的成本。
关键词：物流系统 设施布局 SLP 费用比较法 Flexsim
The Optimization and Simulation of K Company’s Production Workshop
Abstract
Perfect production logistics system is necessary for every manufacturing enterprise, and perfect production logistics system first needs a good layout of facilities. For a workshop, a good layout of facilities can reduce production costs, improve resource utilization, improve production efficiency, and then increase the profits of the enterprise.
This paper is written to improve the layout of facilities in K company’s workshop，which plays the role of the research object。
Firstly, the F-D chart method is used to roughly estimate the operation units that need to be rectified in the production workshop of K Company.
Secondly, use the SLP method to analyze the comprehensive relationship between the operating units.So that the optimized scheme is obtained.
Thirdly, the effectiveness of the optimized scheme is tested by the cost comparison method.
Finally, the Flexsim simulation software is used to compare the operation results of the original scheme and the optimized scheme, which proves the advantages of the optimized scheme. On the basis of simulation, some suggestions for improvement are put forward.
Through the comparative analysis before and after optimization, we can see that the optimized scheme really helps the company to improve production efficiency and reduce the cost of production.
Key Words:Logistic system;Layout of facilities;SLP;The cost comparison method;Flexsim
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 国内外车间布局研究状况 1
1.3 国内外仿真研究状况 2
1.4 国内外系统评价的研究状况 3
1.5 课题研究的重要性 3
第二章 K公司生产部车间布局优化 5
2.1 K公司简介 5
2.2 K公司工艺流程及原设施布局介绍 5
2.2.1 K公司原设施布局介绍 5
2.2.2 K公司生产工艺流程 6
2.3 SLP设施布局优化方法介绍 11
2.3.1 作业单位非物流关系分析 15
2.3.2 作业单位综合关系分析 17
2.3.3 K公司车间作业单位相关图 20
2.4车间设施布局优化方案 23
第三章 设施布局优化评价 24
3.1 费用比较法介绍 24
3.2 运用费用比较法对优化方案进行评估 24
第四章 Flexsim仿真 26
4.1 Flexsim仿真软件介绍 26
4.2 K公司运用仿真软件实现的目标 27
4.3 K公司生产车间仿真模型 27
4.4 仿真模型参数设置 31
4.4.1 K公司生产车间仿真条件假设 31
4.4.2 各模型参数设置 32
4.5 基于Flexsim仿真的新旧布局验证 37
4.6 K公司设施布局优化方案仿真运行的分析 39
第五章 总结与展望 43
参考文献 44
致谢 47
绪论
课题的研究背景
在市场竞争逐渐加剧的今天，个性化市场需求的扩张，给我国的企业带来了前所未有的压力。改革开放以来，我国的制造业可以说是飞速发展，规模与水平都是在不断扩大和提升，对制造业来说，管理思想也不是一成不变的，需要随着市场发展不断改进。制造业企业之间的竞争方向如今发生了很大的变化，以往关键的规模竞争与质量竞争现在难以分出高下，企业逐渐重视生产速度与生产效率的作用。如今国内许多企业的车间其设施布局存在许多不合理之处，严重地制约了企业经济效益的发挥。更多的企业决策者在日趋多变的市场环境下选择了精益生产的策略，对车间进行现场改善。设施布局是车间现场改善研究的一个重要分支，合理的车间设施布局可以有效降低成本、提高效率从而提升企业竞争力。一个良好的设施布局能够充分统筹好车间的人力物力；能够优化物流环节，使车间的物流运输更为流畅；能够提高生产效率，从而提高企业竞争力。
国内外车间布局研究状况
工业化以后，设施布局优化成了制造业脱离不了的难题，从一开始全凭经验感觉来进行布局设计，到后来企业与行业步入正轨规模不断扩大，人们对设施布局的研究也在一步步深入。一个良好的设施布局能节省搬运环节的费用并缩短生产周期，从而增加经济收益、推动资金链周转，是实现现代化管理与精益生产方式的基础。
在国外，许多科研人员利用智能算法来解决设施布局问题，如Sahin R和Turkbey O[[1]]曾经提出过一种模拟退火算法来求多目标设施布局中的帕累托最优解（Pareto optimal solution），与其他不同算法的结果相比，他们的算法所得的结果更接近帕累托最优。Balakrishnan J，Cheng ＣＨ和Wong K F[[2]]提出了一种基于启发式算法的设施布局优化系统，该软件运用了两种求解设施布局问题的算法——模拟退火算法（SA）和遗传算法（GA），并且可以比较两种算法对求解设施布局问题的性能差异。Kyu-Yeul Leea和Myung[[3]]用改善遗传算法来解决多层设施布局问题，他们把单位间的相互关系绘制成一张邻接关系图，再运用运筹学中的Dijkstra算法算出单位对之间的最短距离。Ali Derakhshan Asl和Kuan Yew Wong[[4]]提出了一种粒子群优化方法来解决非等面积静态设施布局问题，该算法采用了局部搜索和部门交换两种方法，提高了求解质量，避免了动态和静态问题的局部最优。Sorkhabi, Sami Yamani Douzi，Romero[[5]]等将多目标连续变量遗传算法（NSGA-II）与一种新的约束处理方法相结合，以能源和噪音作为目标函数，并考虑土地所有者参与、环境挫折以及与现有基础设施的接近性所带来的土地使用限制，进行受限的多目标风电场布局优化。
在国内，刘连伟[[6]]以华液公司生产车间为对象，将系统布置设计方法（SLP）与遗传算法相结合，运用SLP法得到原设施布局的物流相关图，然后通过对各作业单位编码得到初始种群，再通过遗传算法中的不断的选择、变异和交叉等遗传操作，最终得到了最优布局方案。南京理工大学的徐维莉[[7]]基于企业生产物流改善理论基础，使用SLP方法分析了SH企业的工厂设施布局情况，帮助了该企业解决其设施布局存在的问题。刘景发和王大文[[8]]研究并验证了Wang-Landau算法与空位点放置策略等三种启发式策略相结合的算法，来求解不等面积的动态设施布局连续模型。杨世君，赵玲和齐二石[[9]]在研究混流装配线设施规划与布局问题（MMAL-FLP）时，提出了一种带基因检测的第二代非支配排序遗传算法（GT-NSGA2），最终验证了他们所建立的MMAL-FLP数学模型和GT-NSGA2算法的合理性。
国内外仿真研究状况
制造业飞速发展的今天，生产物流系统的结构也越来越复杂，仅仅依靠数学模型已经难以解决现有的设施布局问题，仿真技术为数学模型的数据可视化提供了巨大的帮助。仿真技术是实现物流系统从概念模型到仿真模型的桥梁，给模型赋予参数并运行可直观地看到具体的物流环节，尽早发现在设计中未发现的不合理之处或运行中存在的问题，并提出一对一的解决方案。这样就避免了不必要的人力物力上的浪费，实现物流系统的初步优化。系统仿真技术发展到如今，早已被许多企业应用到自身的设施布局优化上面来了，其未来潜力不可估量。
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