工业工程课程设计基于Flexsim的车间流程模拟优化

1、基于Flexsim的车间流程模拟优化本部分要求根据第一部分的优化布局方案针对特定的零件来合理组织生产和车间物流活动。要解决的问题（1）在终端生产线的最低目标产量为8.5件/分的情况下，各类设备分别应当安排的数量，如有瓶颈环节请提出你的解决方法（例如，改变设备加工时间参数，或购置新设备）；（2）保证大部分设备有饱满且均衡的负荷率（2/3的设备都具有90%以上的符合率）；（3）为了防止某些设备发生拥堵应如何设置暂存区。1、模拟工件工艺简介TNC-60型轴在该车间加工的轴类零件中占有较大的比重，其加工流程为表4所示，其详细加工工艺卡如表5所示。表2TNC-60型轴加工工艺路线工序号工序名称设备对应虚

2、拟设备单台设备正常加工时间极限加工时间（均值）1下料锯床发生器4s3s2粗车车床处理器12s10s3热处理真空热处理炉处理器14s12s4修研中心孔车床处理器均值为4s的指数分布3s5精车车床处理器20s18s6铳键槽立铳处理器均值为8s的正态分布5s7磨外圆磨床处理器13s12s8检验检验台处理器5s表3设备采购成本一序号设备使用寿命单台采购价年折旧费1锯床5年5万1万2车床5年25万5万3真空热处理炉5年15万3万4立铳6年18万3万5磨床5年20万4万表4TNC-60型轴加工工艺卡机加工3车间机械加工工艺卡产品名称变速箱图号零件名称TNC-60共1页第1页毛坯种类圆钢材料牌号45钢毛坯尺

3、寸C60mmX265mm序号名称工步工序内容设备工具夹刃量1下料粗车060mmX265mm锯床三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆车端面见平2钻中心孔用尾座顶尖顶住中心孔3粗车046mm外圆至048mm，长118mm中心钻02mm4粗车035mm外圆至037mm，长66mm5粗车M24mm外圆至026mm，长14mm调头，三爪自定心卡盘夹持048mm处（044mm外圆）车床6车另一端面，保证总长250mm7钻中心孔用尾座顶尖顶住中心孔8粗车052mm外圆至054mmA粗车035mm外圆至037mm，长A3mm10粗车030mm外圆至032mm，长36mm11粗车M24mm外圆至026mm，长16mm

4、12操作员自检热处理调质处理220240HBS热处理炉修研中心孔修研两端中心孔车床精车双顶尖装夹半精车046mm外圆至046.5mm，长120mm车床2半精车035mm外圆至035.5mm，长68mm3半精车M24mm外圆至0240.10.2mm,长16mm4半精车23mmX0.5mm环槽5半精车3mmXl.5mm环槽6倒外角1mmX45,3处7调头，双顶尖装夹8半精车035mm外圆至。35.5mm.长A5mm9半精车030mm外圆至035.5mm长38mm10半精M24mm外圆至0240.10.2mmmm,长18mm11半精车044mm至尺寸，长4mm12车23mmX0.5mm环槽13车3m

5、mXl.5mm环槽14倒外角lmmX45,4处15自检6铣键槽1划两个键槽及一个止动垫圈槽加工线2用V形虎钳装夹，按线找正3铣键槽12mmX36mm，保证尺寸4141.25mm4铣键槽8mmXl6mm，保证尺寸2626.25mm5铣止动垫圈槽6mmXl6mm，保证20.5mm至尺寸6自检7磨外圆1磨外圆0350.008mm至尺寸2磨轴肩面I3磨外圆0300.0065mm至尺寸4磨轴肩面H5调头，双顶尖装夹立铣磨床6磨外圆P至尺寸7磨轴肩面G8磨外圆N至尺寸9磨轴肩面F8检验1检验员检验检验台2、模拟软件简介Flexsim是一个基于Windows的，面向对象的仿真软件,它是美国flexsim公司

6、开发的，迄今为止世界上第一个在图形环境中集成了C+IDE和编译器的仿真软件。在这个软件环境，C+不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。这样，就不再需要传统的动态链接库和用户定义变量的复杂链接。Flexsim应用深层开发对象，这些对象代表着一定的活动和排序过程。要应用模板里的某个对象，只需要用鼠标把该对象从库里拖出来放在模型视窗即可。每一个对象都有一个坐标（x，y，z）速度（x，y，z），旋转以及一个动态行为（时间）。对象可以创建、删除，而且可以彼此嵌套移动，它们都有自己的功能或继承来自其他对象的功能。这些对象的参数可以把任何制造业、物料处理和业务流程快速、轻易、高效的描述出来

7、。同时Flexsim的资料，图像和结果都可以与其它软件公用（这是其它仿真软件不能做到的），而且它可以从Excel表读取资料和输出资料（或任何ODBCDATABASE），可以从生产线上读取现时资料以作分析功能。Flexsim也允许用户建立自己的实体对象（Objects）来满足用户自己的要求。Flu33制I冲酒叩ns-n邂抑jg耐呀zao）+心幣肋0ElI2t山匸2八于迟回hT,ee拜R知pt:丙露国3CtareBndngCijeds-图2Flexsim5.0界面3、在Flexsim5.0中构建模型写出操作步骤，截取5张以上的操作图，图文混合排版，字数不少于800字4、模拟结果统计分析（1）第一次

8、模拟结果分析文字、截图字数不少于500字（2）第一次模拟参数调整3）第二次模拟结果分析一、课程设计目的（仿宋，四号，加粗）一）熟练Flexsim软件操作，利用Flexsim进行评估或改进系统的性能，如应用在生产制造系统、物流系统、服务系统等，要对其系统进行不同的布局进行实验研究，找出最优布局方案。二、课程设计内容（仿宋，四号，加粗）（一）基于Flexsim的车间流程模拟优化，模拟对应的设备，在遵守条件的前提下调试加工时间，防止某些设备发生拥堵，保证大部分设备有饱满且均衡的负荷率。三、课程设计步骤（仿宋，四号，加粗）（一）Flexsim5.0中构建模型启动Flexsim，进入软件界面（见图3-2

9、1）图3-21根据表格提供的TNC-60型加工工艺路线，设置对应的虚拟设备，一台发生器，七台处理器。找到Library,查找发生器鼠标点击拖拽到操作界面上，把拖拽出来的发生器调节到合适大小以便于观看（见表2，图3-22，图3-23）。表2TNC-60型轴加工工艺路线工序号工序名称设备对应虚拟设备单台设备正常加工时间极限加工时间（均值）1下料锯床发生器4s3s2粗车车床处理器12s10s3热处理真空热处理炉处理器14s12s4修研中心孔车床处理器均值为4s的指数分布3s5精车车床处理器20s18s6铳键槽立铳处理器均值为8s的正态分布5s7磨外圆磨床处理器13s12s8检验检验台处理器5s*暂疗

10、匡J,LrCpP9-合式醫事分嗣壽复仝处廷器泸传送带*潇节肅1储夜灌分凯器4任苔担门器r拯作员1运输机J升删图3-23按照TNC-60型加工工艺路线表格单台设备正常加工时间调整，右键该发生器，出现选择菜单，选择最后一个properties,进入properties操作界面（见图3-24），在“到达时间间隔”里选择指定时间（见图3-25），在“指定值”填入你需要的时间，根据TNC-60型加工工艺路线表格给数据我们填入数字4（见图3-26），设置完后按确定保存。a统计发生請IProperties垸主器临时实悴流触发器标签常规到迖旳间目隔指短时间指定值虫洼轉:此指走值可以是一个堂里值也可EBA临时实

11、体种类a时刻到达切品类型至肚时目间福Baxv岌生嚣11.000图3-24图3-25|_|0时到到达靭品埠1.0ODE到达时间可鬲指走时间扌箍值“主释蝴籬值可以是一个常里怪也可呂7指也寸间梧丈直:1注释J：忖绽值可以是一个莒里值，刖焜丰命令m惟咖汕怕m),oetlaoelnurrfitem.la&elnannR.尊姑果图3-26找到Library,查找处理器，同样的方式把处理器拖拽到操作界面上，调整好处理器位置，以便于最后的连接实体，运行实验,鼠标右键处理器，出现选择菜单，选择最后一个properties，出现properties操作界面（见图3-27），“在加工时间”选择“指定值”填入你需要的

12、时间，根据TNC-60型加工工艺路线表格给数据我们填入数字12，设置完后按确定保存（见图3-28）设置完后按确定保存。口取消处理器2Properties处理器寸实低洗幅螳器|标竺|當撫|境计至丄容至1.03D罔临技宅如评器*杆RJA无找歸寸间砸回a-IEIA預羞时厦用探作丹预畫按作贡人数1.0007I更性抑橙肆化力世仃粕黃#口1丄加工时冃扌徒指主込主栏;丄抬茴百可二昱个常昼宦乜w以是-HaLhi工时厦用掏乍员僦端口中间端：1注释:此楷走值可以是一牛當里恒,getlabelnumCitem,lab-elname-,等湍果、图3-28找到Library，查找处理器，把处理器拖拽到操作界面上，把第二

13、个处理器调整好位置，鼠标右键刚刚拖拽出来的处理器，出现选择菜单，选择最后一个properties，出现properties操作界面（见图3-29），“在加工时间”选择“指处弓Properties匚1101时桂朋年员JrriT.a/si定值”填入你需要的时间，根据TNC-60型加工工艺路线表格给数据我们填入数字14（见图3-10），设置完后按确定保存。使用预査操作员进行预蓋和加工加爲1.000-EA图3-20再拖拽一个处理器操作位置，把拖拽出来的第三个处理器调整好位置，鼠标右键刚刚拖拽出来的处理器，出现选择菜单，选择最后一个properties,出现properties操作界面，“加工时间选择“

14、统计分布（见图3-41）,出现“统计分布”的输入值界面，在原有数值“10”的地方输入TNC-60型加工工艺路线表格给予的数值4，设置完后按确定保存（如下图），设置完后按确定保存。加寸间HAA统计分布：exponential(010,1)按百分比瞞入）按一天內不同时段批重处理第N个临时实体将执行不同的时间自定义代码统计分布:exponenlUfOAU指定根据临时实体类型值执行不同的匚阴通过全局表查询000Ci)加為*使用预置操作员进行预蛊和加工貌计分布:exponential0t4j1)统计分布:exponentialtO,!)L.000伯努利分vn：bernoullitprob,succeed

15、-value,fail-value,stream)贝塔分ffi：beta(min.max,shapel.shape2rstream;二项式分布:b,streamcempiricalCtablenaine,stream)离歆经验分布.dempirical(tablename,stream)整藪均匀务布:duniform(min,max,stream)远岭笛柑ritiniiml(tnhimnnmB对anrr图3-41预置时使用握作员使用陨蟹燥作员逆行预置和加工1.000图3-42用同样的方式排布好拖拽出来的第四个处理器，用同样的方式输入参数TNC-60型加工工

16、艺路线表格给予的数值20s（图3-43）。|无預畫时间淹回。）7E1IIALQOO加工时间指定指茁20主澤此指定值可以是一个常里值-也可以是-旨定錠;州注释此指定値可以是一个常重值，也可以是一个侖令（盟ti植mty阴iterri）,getlabelnurrititem.TabekianiEl等酋果*图3-43接着拖拽第五个处理器到操作界面上排列好位置，并调整好大小，鼠标右键刚刚拖拽出来的处理器，出现选择菜单，选择最后一个properties，弹出properties操作界面，在“加工时间”找到“统计分布”（见图3-44），点击“统计分布”，进入设置，把原来的“10”改掉，输入“8”（图3-45

17、），点击确定保存设置。LI使用预盏操作员诳行预畫和加工加工批皇处理第m个临时实体将执行不同的时间自定文代码统计分布：eiponentiaKO.S.1）鱷临时实体类型值执行不同的岛甲间统计分布:exponental（0T8rU图3-44预置时使用换作员使用预置操作员进行预置和协工峙间缭计分布：exponentiaKOj-SA)+甘布:exponGntialtDI)fl伯第利分布:&ernaulli(prob,succeeri-value,fail-value,stream贝塔分布血EtMmin,maj,shapel.shaped,stream;二顷式分布:DinomiolfWials,prob,

18、stream)cempirical(tablename,stream)离经验分布:dempirical(tablename,stream;整姦均匀分布:duniform(min.max,stream)5验鲁布errmilIrFilftFihlenFimF!气teFiED0E应用|确定I取消图3-45拖拽第六个处理器到操作界面，用前面同样方式设置好参数。第七个处理器直接默认，因为TNC-60型加工工艺路线表格没给予数值，所以选择默认。之后在最后加入一个“暂存区”（见图3-46）i-i7靳斥临E按瞬电城誥标蓋常规统H-打苜存区打Prop=rti=:1丙匠国E誉先上显7E皙+区内堆放T0.300r岡

19、诙目后：H甲；-00D|录轄労|：.00D|n咅空启密收下业B卜应用确定恥肖图3-46把所以虚拟器调整好后，开始连接，点击“连接实体A”（见图3-47）,然后鼠图3-47图3-48标左键点击“发生器”再点击“处理器”这样就连接起来了，然后按着顺序连接，切忌相反连接，这样整个建模就完成了。（见图3-48）铜旧视胃创漣执行凶统计二具调试（D）a国纟口t3t1阖ExcelTreeffi:A运行有连接孰体1运行时间：0.000停止如果需要断开连接，点击“断开实体按钮”（见图3-49），然后顺着连接放向点击前一个实体再点击后一个实体，即可断开连接（见图3-30）。图3-49nil图3-50（二）模拟结果统计分析第一次模拟结果分析连接好后，点击“运行”模型启动，从整体看没有货物堆积和生产堆积现象，所以为了更好观察货物堆积或生产延迟在哪一个环节，我们在每两个处理器增加一个暂存区，让生产的产品可以暂时放置，以更好的发现问题，生产瓶颈在哪（见图3-51）。（1）点击“运行”调节运行速度。模型运行起来（如发现暂存区1和3有货物堆积的现象（见图3-52）。如果此模型在实际运行中是一定要调整的，要找出问题