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生产运作管理课程设计指导书及任务书06级工业工程专业生产与运作管理课程设计指导书及任务书南京工业大学 管理科学与工程学院 工业工程系2009-11-1231实验注意事项（1） 实验之前请认真复习和当次实验内容有关的知识，做好实验前的理论准备工作。（2） 按照实验室规定时间准时进入实验场地，不许大声喧哗，严禁携带与实验无关的物品，如食品、私人电脑等。（3） 实验开始之前，请认真听从实验室管理人员的指令，按顺序从存放实验仪器的位置提取当次实验所需的设备和其他必要的实验工具。（4） 严格按照实验指导教师的指令进行实验，并认真记录实验数据，严禁在实验过程中，私自拆卸、安装实验器具，以保证实验过程绝对安全，防止触电或损坏实验器具。（5） 实验结束后，在指导教师和实验室管理人员的指令下，整理实验器具并按照要求，将实验器具放置到原来存放实验器具的位置。（6） 整个实验过程，请保持实验室的安全、卫生，严格遵守实验室的秩序，爱惜实验器具，轻取轻放。（7） 实验完成后，按指导教师要求认真完成实验报告书，由于实验指导书每人限一册，请妥善保管。（8） 实验过程中，如有违纪违规，不能按照以上条例及实验室所规定的其他条例行事者，实验室管理人员和指导教师有权终止其实验活动，情节严重者将取消其后续所有的实验活动。（9） 请广大学生认真阅读以上条文和实验室其他规定，并按认真执行。生产运作管理课程设计指导书及任务书一、本课程设计的性质与任务：生产运作管理课程设计是工业工程专业教学体系中的重要实践环节，该环节对学生掌握、巩固、应用专业知识，加强学生的实践能力、提高学生的综合素质具有十分重要的作用。本课程设计是生产运作管理课堂教学的有益补充，对于学生加深对企业车间布局、工艺设计及生产线管理与平衡方面的基本理论知识、基本方法的理解并进行实际应用，使学生理论联系实际，学以致用。二、教学目的：Proplanner 2.0为物流设施规划仿真软件，主要包括3个软件模块物流流量计算模块（Flow Path Calculator），车间布局规划模块（Workplace Planner），生产线平衡模块（Line Balancing）。物流流量计算模块和车间布局规划模块需要在AutoCAD环境中使用。物流流量计算模块可以计算在AutoCAD布局图中的人员和物料流，自动生成流图表，得到移动距离、时间和成本等统计数据。Proplanner 的Line Balancing 软件着力于快速简洁地创建最有效的单个和混合模型装配线，确保创建的是可以实现的最有效的设计方案。生产运作管理课程设计通过使用Proplanner系列软件，让学生了解物料搬运设备的市场、价格、性能等，掌握AutoCAD、Proplanner等工厂设计仿真软件对车间、工厂进行绘制设施布局图，分析计算物流流量，优化设施布局，掌握设计制造工厂设施的关键步骤和优化方法，培养学生对企业现场综合设计与管理能力。三、知识、素质和能力要求：1、基本素质和能力要求：具备车间布局、工艺设计及生产线平衡方面的基本理论知识，掌握Proplanner 2.0仿真软件的使用，能根据实际车间系统的内外部环境进行建模，并运用Proplanner 2.0进行指标评价。2、综合素质和综合能力要求：能全面运用所学过的生产运作管理相关理论知识，并能结合实践进行正确的建模与仿真。3、创新素质和创新能力要求：要求学生在设计中力争做到视野开阔，知识面广，思维活跃。思维方式和方法，具有一定的独到及创新之处。四、课程设计内容具体安排：针对本课程设计的特点及要求，本课程设计将分组进行，每组独立完成一个设计任务，小组成员本着自愿的原则自由组合，每组成员3人，共同合作完成。具体工作内容如下：1、设计之前要求熟练掌握车间布局、工艺设计及生产线平衡方面的理论与方法。2、了解并熟练掌握Proplanner 2.0软件的功能及操作方法。（具体内容参照附录：Proplanner 2.0软件功能介绍）3、车间系统的规划与设计选择一个生产车间系统进行实地调研，了解该车间设施布局、业务流程、物流路径、搬运时间、物流量等设计参数，收集必要的信息资料。在具备充分的设计资料的基础上应用Proplanner软件对上述车间系统进行建模并进行参数评价。从评价结果中分析布局应该如何安排，以及哪部分多余的人员和物料搬运可以从加工过程中去除。最终合理设计车间布局，得到最少浪费、最顺畅的流。4、设计定型并提交设计成果5、各小组进行总结汇报。五、时间要求：本课程设计的时间为2周，具体进度如下：第一周计划：第1天：由指导教师介绍课程设计的要求及内容，并进行分组工作。布置学生学习进行课程设计所需要的知识。第2、3天：熟悉软件系统及操作方法，了解仿真软件的功能，学习软件的操作。第4天：各组拟定设计课题，作出调研方案和计划。第5天：进行实地调研，充分收集设计资料。第二周计划：第1天：讨论设计方案，进行系统总体结构设计，小组成员进行业务模块设计的分工。第2、3天：小组成员分工设计出车间系统各功能模块。第4天：系统集成，系统运行检测，系统修整定型。第5天：提交设计成果，各小组总结汇报，交流设计经验，指导教师点评。六、提交的设计成果：1、小组总结报告一份，一律用5号字、1.5倍行距、A4纸打印。小组总结报告的字数不少于5000字。要求写明设计的总体思路、设计过程、设计结果、小组成员分工协作情况、设计的成功与失败之处，以及心得体会等。要求附车间设施布局图一张。2、设计程序文件一份，包括三个软件模块的设计源文件。3、包含上述设计成果的光盘一张，光盘中包括小组总结报告的电子版文件、设计程序文件。4、按每个小组领取一份课程设计的封面和资料袋，认真填写课程设计名称、指导老师及时间。将设计总结报告及附件装订好与光盘一起装入资料袋中提交。七、考核方式：根据各小组的设计成果、提交的设计报告的质量并结合各成员的学习态度、学习效果、出勤情况等综合评分。其中：设计成果占70%，设计报告占30%。设计过程中每天都要点名，点名一次不到的同学将在其总成绩中扣除5分，累积三次不到者设计成绩不及格。承担组长任务并出色地完成本组设计任务或积极参与讨论与总结汇报并表现突出的同学可酌情加5分。八、附录：Proplanner 2.0软件功能介绍Proplanner软件由3个子模块构成：Workplace planner、Flow Planner、Probalance。下面我们通过3个实例，介绍3个模块的使用步骤及功能实现。I. Workplace planner的介绍功能在我们进行车间工艺设计的时候，经常要考虑一个或多个操作员需要四处走动并与零件，产品，机器，或彼此进行交互。传统的方法是采用纸笔手工进行工作台分析。但这样往往得出的人员行走路线不是很精确。而通过Workplace Planner可以生成精确的人员行走路线，计算不同模型和选项对应的车间作业时间，评估净工作量，并使得检验车间人机安全性这些工作都变得快速和简单。Workplace Planner 在AutoCAD 环境中使用，根据输入程序，或从微软Excel 导入的工艺路线，对车间中操作员的移动进行图示和量化。，与基于AutoCAD的行走距离一起，集成到一个Workplace Planner中，使得可以考虑更多的可行方案。背景某工厂车间装配区有两名操纵人员在工作台和货架之间走动来完成各自任务。利用wpp绘制出精确的行走路线图，并对路线图进行数据分析。两操作员的工序如下1 oper1 从start出发，步行至table1.并在table1 进行10s的安装操作。2 oper1 完成在table1 的动作后，从table1 步行至rack1。3 oper2 从start 出发，步行至table2，并在table2 进行15s的操作。4 oper2 完成在table2 的动作后，从table2步行至rack2。5 oper1 和oper2 分别同时从rack1和rack2拿取重5kg 的零件步行至 basket。6 oper1 和oper2 将零件放入basket后，步行到end完成任务。操作步骤：一.准备布局图和路由文件1.打开autocad，绘制如下所示的图 2.为方便显示各图形所代表的实物，可将各名称在autocad中标注出来，图像如下： 3.图已经完成，我们需要打开Workplace Planner应用程序，点“W”按钮，会出现一个图标，点击图标上的任何位置就可以打开Workplace Planner，如下图4.接下来我们需要根据操作员的工序完成路由文件，编写完成后如下图所示： 5. 路由文件编写好后，就可以计算结果了，点击右下角“Calculate”按钮进行计算，因为我们在路由表里定义各个工作点，如“table1”“rack1”等，但是在图中并没有定义 ，所以会出现以下的信息提示：6. 点击确定后，按照autocad命令行的提示一个个定义地点，地点定义完后，计算路径和计算结果就显示在图中，如下图所示7. 我们看到了在AUTOCAD计算的结果后，我们单击Workplace Planne上的“Return to Workplace Planner”按钮回到主窗口二.添加Location8. 我们选择Locations标签，来查看定义在图中的位置信息，如下图，位置文本信息定义在AUTOCAD的PP_Locations层9. 如果想在这个列表里增加一个新的位置，点击“Add Location”按钮， Workplace Planner应用程序会让你输入一个位置的名字和地点，假如我们输入位置名为“table3”,按回车键,然后在AUTOCAD里给它选择一个位置，图像如下：10. 点击“Return to workplace planner”，在Workplace Planner的Locations标签列表里就可以看到刚才新定义的“table3”，如下图三.增加路由11 . 打开Rountings标签，选择路由列表里第3条路由，点击“Insert Row”按钮，在它的上面增加了两条路由，在路由列表的下面的编辑框，在“To Loc or At Loc”改成“table3”，点“Update Row”,新的路由就出现在列表里，同样的方法在新路由下增加一条oper1在table3上重复一道5秒的工序两次，完成图像如下12. 为了在AUTOCAD里看新定义的路由，点击“Calculate”按钮，得到路径图如下13. 如果我们拖动“table3”的位置，可以看到路径并不会自动地更改，我们需要在“Paths”标签的“On Calc”选项钮选择“All Paths”，如下图，然后在Rountings标签里选“Calculate”按钮进行计算时，它会 删除以前的所有路径，然后重新生成新的路径四.编辑路径14.现在我们在图中看到有条路径是穿过“rack1”的，接下来我们编辑一条路径，让它绕过“rack1”，我们先点击“Return to Workplace Planner”按钮回到主窗口15.现在我们编辑路径，打开“Paths”标签，点击“Edit/Redo Path”按钮，在图里选择穿过“rack1”的的路径，看到这条路径消失了，然后绘制一条绕过“rack1”的路径，绘制完后按回车键，如下图16. 重新计算编辑后的路径，我们需要回到Rountings标签，点击“Calculate”按钮来进行计算。五.设置操作者17.打开”Operators”标签，如下图，可以在“Speed”设置操作者的行走速度，在“Color”里设置路径的颜色。我们可以设置oper1 的“color”为红色，oper2的“color”为黄色，两操作员载重后的速度为 1Ft/sec。方便后面进行仿真动画时进行对比载重后速度变化。六.动画模拟18.打开”Animate”标签，点击“Animate”按钮就可以看到动画模了,如下图，模拟窗口中包含了操作者的行走路径和操作时间的一些信息等.模拟完按“Return”按钮。七.查看报告19.打开“Reports”标签，如下图，点击“Show Report”按钮，就可以查看报告 20.报告结果如下II. Flow Planner子模块的介绍功能 工程师在设计企业车间布局的时候，传统都是凭借经验进行设计。当一个车间有大量物料搬运和人员行走等复杂的物流的时候，靠一般经验已经不能满足设计合理性的需求。路径流计算器正是帮助你进行合理车间布局设计的利器。路径流计算在AutoCAD环境中使用，它提供了一种快捷而简单的方式来图示和量化任何AutoCAD布局图中的人员和物料流。利用路径流计算器可以自动生成流图表，并且计算诸如移动距离，时间和成本等统计数据。这些流统计数据可以输出到报告和电子表格中。路径流计算器采用了变化宽度的流线，根据人员、零件或物料搬运方式进行了颜色编码，用户可以快速看出布局应该如何安排，以及哪部分多余的人员和物料搬运可以从加工过程中去除。最终合理设计车间布局，得到最少费用、最顺畅的流。背景某个工厂要生产两种型号的手机，一种是普通型，一种是豪华型（有照相功能），普通手机需要零件有5种，分别为 外壳（housing）存储卡（card）处理芯片（processor）配件（attachment）包装盒（box)。豪华型除了需要以上5种零件，还需要零件摄像头（camera）。 这6种零件在车间存储和对应的工作台如下所示存储区1 （storage1）外壳（housing）Fix1存储卡（card）Fix2处理芯片（processor）Fix3存储区2（storage2）配件（attachment）Fix4包装盒（box)Fix5摄像头（camera）Fix6步骤一.准备布局图和路由文件 1.打开AUTOCAD,首先根据如下布局绘制出实际的车间布局图，绘完后如下图所示：2.为方便显示各图形所代表的实物，可将各名称在autocad中标注出来，图像如下:3.图已经完成，我们需要打开Workplace Planner应用程序，点“W”按 钮，会出现一个图标，点击图标上的任何位置就可以打开 WorkplacePlanner，如下图: 4.接下来我们需要根据所需产品和零部件信息完成路由文件，编写完成后普通型号手机数据文件如下图所示：豪华型手机路由文件编写如下所示： 5.路由文件准备好后，打开Products标签，如下图， Products标签显示了产品和组成它相应的的部件，左边的列表框下的“Quantity”框里可以设置产品的数量，“Color”框里可以设置产品的颜色。6.打开Methods标签,在这个标签里，在“Max Mins”里我们可以定义运输设备的最大使用时间，“Speed”定义每类设备的速度,“Quantity”里可以定义数量等7. 打开Containers标签,我们在这个标签里可以设置容器的一些信息，比如说容器大小还有一次被堆放的数量。二.计算结果8. 当我们把路由文件准备好后，我们就可以计算制造设施的物流了，点击右下角的“Calculate”按钮进行计算，计算时有两种类型的物流线，一种是直线的，让我们很直观的看到两个设施之间的物流情况，另一种是通道线，沿着通道网络生成的物流线，如下图，我们是选择“Calculate”按钮上的”Straight Flow”来进行计算的，此时生成的是直线的物流。9.点击右下角“Calculate”按钮进行计算，因为我们在路由表里定义各个工作台和存储区，但是在图中并没有定义 ，所以会出现以下的信息提示： 10.点击确定后，按照autocad命令行的提示一个个定义地点，地点定义完后，计算路径和计算结果就显示在图中，图里的两种颜色的直线代表两种产品，线的粗细表示流量的大小，如下图所示三.查询流路径 11.我们点击FPC窗口上“QueryPath”按钮，然后单击想要查看的路径，此处共选择了两条路径，按回车就可以看到这流路径的信息，如下图四.改变物流的聚集类型 12.我们打开“Paths”标签，如下图，在图的左上角的下拉列表里选择聚集类型，再打开“Part Routings”标签，选择“Calculate”按钮进行计算就可以生成不同类型的聚集物流线了下图为各部件的物料流生成图像 五.通道13.我们打开“Paths”标签，在“Aisle Paths”选项卡里点击“Add/Edit Aisle”按钮，弹出一个窗口，如下图，就可以增加编辑通道了。14.通道编辑好后，我们点击“Join Locs to Aisle”按钮，使得把每个位置连接到最近的通道上，连接后会弹出一个对话框，如下图15.打开“Part Routings”标签，选择“Calculate”按钮上的”Aisle Flow”,再点“Calculate”按钮计算通道物流，计算后会弹出一个对话框，提示通道图已经创建，再点对话框上的确定就可以看到在AutoCAD上生成的通道流了，如下图16.然后选择FPC小窗口上的“Return to Flow Path Cal”按钮回到窗口，选择“Paths”标签下，在图的左上角的下拉列表里选择“Congestion”,就可以看到通道的拥挤程度，也可以给不同程度的拥挤进行颜色编码，例如图中的红色代表拥挤程度最高。六察看运输设备的利用率17.打开“Utilization”标签，如下图，我们可以查看各种运输设备的利用率，也是运送和装卸载的时间比例七查看报告18.打开“Reports”标签，如下图，点击“Creat Report”按钮，就可以生成报告19.在Flowplanner中，可以生成两种报告，一种是Flow Report 如下图所示 另外一种是Method Report，如下所示：III. Probalance的介绍功能 如果你的生产线涉及数以百计甚至数以千计的零件和工艺步骤，有大量的模型和选项配置要处理,那么,ProBalance的Line Balancing 软件就是为你准备的。ProBalance软件着力于快速简洁地创建最有效的单个和混合模型装配线，同时尽量减少在调度过程中的常见错误。无论你是正在设计新的装配线，向现有生产线上添加新的产品同时/或者改进产品，或只是改变你的产品组合和生产速率， ProBalance解决方案都将确保你正在创建的是可以实现的最有效的设计方案。 ProBalance可以与微软的Excel集成图表和报告，通过这种方式你可以同时平衡任务（Tasks）,工作台（Stations）,资源（Resources）,操作员（Operators）,优先权（Precedence）,模型（Models）,选项（Options）,零件（Parts）和零件区域（Part Zones）等各个电子表格。ProBalance直观的界面及集成的图表和报告特性会使得创建和展示新的装配设计方案快速，简单和准确。背景我们还以组装两种不同模型的手机来说明ProBalance的使用步骤一.新建一个场景1.打开ProBalance，选“File”-“Open Scenario”，如下图，我们设置“Line Type”为“Mixed Model”，“Process Unit”为“Seconds”，点“OK”二.在“Resource Edit”里编辑2. 在“View”菜单下选”Resource Edit”,打开后进行资源编辑，如下图，假设我们定义三个资源Fixture01,Fixture02,Fixture03并且Fixture02是固定的，不可移动的资源。三.在“Station Edit”里编辑3. 在“View”菜单下选”Station Edit”,打开后进行工作台编辑,如下图，假设我们定义三个工作台ST01,ST02,ST03,他们对应的资源分别是Fixture01,Fixture02,Fixture03，并且它们的“Line side”都是”L”,即都是在左边操作。四.在“Model Edit”里编辑4. 在“View”菜单下选”Model Edit”,打开后进行模型编辑,如下图,我们假设组装两种类型的手机,一种是普通型,另一种是豪华型,而且普通型需要的百分比是60%,豪华型需要的百分比是40%五.在“Task Edit”里编辑5. 在“View”菜单下选”Task Edit”,打开后进行任务编辑,如下图,我们假设组装这两种类型的手机总共需要5步,并且它们都是处理操作,我们设置好处理时间。六.在“Task Edit”里映射资源6. 在Task Edit里,我们在“Resources”列选择每个工作任务所需要的资源,如下图所示, T02对应资源Fixture01,T04对应资源Fixture02, T05对应资源Fixture03。七.在“Task Edit”里映射模型7. 在Task Edit里,我们在“Models”列选择模型所需要的工作任务,不选的话就表示所有模型都需要此工作任务,如下图所示, M02对应T04意思是说照相型手机需要做此工作,普通型是不需要做此工作,别的工作这两个模型都需要做。八.在“Task Edit”里定义前驱图8. 打开Task Edit,在编辑器的左下角点“Precedence Graph”,打开,把鼠标放在任务图的中间,等变成小手形状拖住左键一直到下一个任务图，放开就可以连上两个任务,如下图,是我们定义好的前驱图。九.进行平衡9.点菜单View-Balancing Satation View,打开后点菜单Balance-Auto Balance,如下图10.在Default Assignment这个对话框里,”Balance Type”里选“Minimize number station”,即平衡类型选最小化工作台,”Select Algorithm”里选”Weighted Average”,即算法选加权平均,”Desired cycle time(TAKT)”指定”11”,选”Consider Monumental Resource Constraints”,表示进行平衡时考虑固定资源的约束,点OK,如下图11.如上图,是软件给我们平衡后的结果,给我们自动分配了三个工作台