劉靜雯　張琪　陳詩穎　白靜茹　王海燕

【摘 要】本文針對某紡織企業(yè)部分產(chǎn)品供不應(yīng)求、生產(chǎn)效率低下的現(xiàn)狀，運(yùn)用Enterprise Dynamics仿真軟件進(jìn)行建模仿真，分析該生產(chǎn)系統(tǒng)存在的問題。通過對該生產(chǎn)流程和車間布局的分析，制定相應(yīng)的改善方案，最后通過仿真進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了改善效果。

【關(guān)鍵詞】布局；生產(chǎn)系統(tǒng)；ED仿真

【Abstract】This paper focuses on the utilization of the Enterprise Dynamics simulation software for modeling， simulation and analysis of the production system in a textile enterprise， to improve the production efficiency. Through simulation and analysis on the production process and layout， some improvement measures are put forward. Finally simulation is conducted to verify the improvement.

【Key words】Layout； Production system； Enterprise Dynamics simulation

1 企業(yè)情況調(diào)研

紡織服裝行業(yè)是嘉興市的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)之一。本文以嘉興市某紡織企業(yè)為研究對象，對該企業(yè)某種圍巾面料布匹的生產(chǎn)過程進(jìn)行了分析，針對該企業(yè)部分產(chǎn)品供不應(yīng)求、生產(chǎn)效率低下的現(xiàn)狀，思考改善方案，該企業(yè)情況調(diào)研如下。

該企業(yè)某圍巾面料布匹的生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，車間主要包含五個環(huán)節(jié)：工序1落絲倍捻工序、工序2蒸爐工序、工序3整經(jīng)工序、工序4穿經(jīng)工序、工序5織造工序。布局如圖1所示，圖中箭頭代表工序流程。

各工序的具體說明如下：

1）在落絲倍捻工序中，有6臺設(shè)備，每臺設(shè)備每次可生產(chǎn)18個產(chǎn)品，每臺設(shè)備的作業(yè)任務(wù)是相同的，每天工作時(shí)間約12小時(shí)。

2）在蒸爐工序中，共有2臺蒸爐同時(shí)作業(yè)，每臺蒸爐的作業(yè)任務(wù)相同。每次每臺蒸爐中加入1000個工序1的半成品，每天工作時(shí)間約12小時(shí)。

3）在整經(jīng)工序中，共有6臺經(jīng)車同時(shí)作業(yè)，每臺經(jīng)車的作業(yè)任務(wù)相同。每次每臺經(jīng)車需要工序2的半成品約500個，經(jīng)加工后產(chǎn)出一個半成品，每天工作時(shí)間約12小時(shí)。

4）在穿經(jīng)工序中，有8組工作人員同時(shí)進(jìn)行手工作業(yè)，每組的作業(yè)任務(wù)相同，每天工作時(shí)間約12小時(shí)。

5）在織造工序中，有225臺設(shè)備同時(shí)進(jìn)行同樣的作業(yè)，每天工作時(shí)間約12小時(shí)。

各工序單臺設(shè)備的單次加工時(shí)間如表1所示，加工時(shí)間=設(shè)備工作時(shí)間+人工操作時(shí)間，時(shí)間單位為秒。其中人工操作包括上料、下料、運(yùn)輸?shù)炔僮鳎鋾r(shí)間存在一定的隨機(jī)性，表1加工時(shí)間為多次采集數(shù)據(jù)擬合結(jié)果。

2 原系統(tǒng)基于ED的仿真建模

由于實(shí)際車間情況比較復(fù)雜，我們在建模時(shí)作了若干假設(shè)，現(xiàn)進(jìn)行以下說明：

①我們僅跟蹤此生產(chǎn)線的一種主要產(chǎn)品的生產(chǎn)流程并對其數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)際生產(chǎn)中此條生產(chǎn)線存在其他產(chǎn)品的加工，假設(shè)優(yōu)先生產(chǎn)本產(chǎn)品。

②實(shí)際生產(chǎn)過程中還存在拆卸、冷卻、運(yùn)輸時(shí)間，均計(jì)入相對應(yīng)工序的加工時(shí)間中。其中，工序2加工的半成品數(shù)量較多，在搬運(yùn)至工序3時(shí)消耗的時(shí)間往往較長，故我們把工序2到工序3之間的搬運(yùn)過程也看為一個獨(dú)立的工序，記為“搬運(yùn)工序”、“工序T”。在搬運(yùn)工序中，共有1輛推車，每次可運(yùn)輸工序2的半成品100個，往復(fù)多次搬運(yùn)，單次往返時(shí)間服從uniform（400，440）（單位秒）。

③實(shí)際生產(chǎn)中工序5的設(shè)備的數(shù)量較多，在仿真時(shí)便于建模與觀察，將這些設(shè)備等效成1臺設(shè)備進(jìn)行模擬，其中的效果是等同的。對工序1的批量生產(chǎn)設(shè)備也進(jìn)行了同樣的處理。

④實(shí)際生產(chǎn)中每道工序都存在設(shè)備故障現(xiàn)象，都有一定的修理時(shí)間，根據(jù)實(shí)際情況對工序1、工序2、工序3、工序5進(jìn)行了關(guān)于修理時(shí)間的考慮。

建模時(shí)，用ED軟件中的“Source”表示仿真入口，用“step1”表示第一道工序；“step2-1”、“step2-2”分別表示工序2的兩臺蒸爐；用“ServerT”表示搬運(yùn)工序；用“step3”系列6個server表示工序3的設(shè)備；用“step4”系列8個server表示工序4的設(shè)備；用“step5”表示工序5等效后的設(shè)備；除此，用“Queue”作為工序之間的半成品暫存區(qū)，“Sink”表示出口。根據(jù)表1和各個工序的故障時(shí)間，對各個元件進(jìn)行設(shè)置。按照生產(chǎn)流程的工藝，我們建立模型，如圖2所示。

將運(yùn)行周期定為500個小時(shí)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)設(shè)置為30次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

由于存在500個工序2的半成品產(chǎn)出1個工序3的產(chǎn)品的情況，我們首先對“Queue”系列元件的監(jiān)測值根據(jù)投入-產(chǎn)出關(guān)系進(jìn)行了換算。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，“Queue1”、“QueueT”堆積嚴(yán)重。“Step1”、“Step2”系列元件阻塞率相對較高?！癝tep3”系列元件的批量上料率相對較高，即常常處于500個工序2的半成品到來的等待狀態(tài)?！癚ueue3”、“Queue4”幾乎沒有堆積現(xiàn)象，同時(shí)“Step4”系列元件、“Step5”空閑率較高，可見這兩道工序的生產(chǎn)能力未被充分利用。

結(jié)合實(shí)際觀察與分析，我們發(fā)現(xiàn)，工序1與工序2的生產(chǎn)車間緊密相連，工序1產(chǎn)生的半成品相當(dāng)于從工序1的生產(chǎn)線上卸下直接裝入工序2的蒸爐，這部分搬運(yùn)時(shí)間很短。同理，工序3與工序4兩道工序之間的運(yùn)輸時(shí)間也可以忽略。工序2產(chǎn)生的半成品數(shù)量較多、純?nèi)肆Π徇\(yùn)且搬運(yùn)使用的推車較小，在工序T的搬運(yùn)過程需要往返多次才能滿足工序3的單次生產(chǎn)使用，這其中的搬運(yùn)時(shí)間過長，這導(dǎo)致了工序2處相對形成堆積（即“QueueT”處的平均隊(duì)長值遠(yuǎn)大于“Queue1”處），工序3處卻常常等待上料。

3 系統(tǒng)改善及仿真結(jié)果分析

通過仿真模型的建立以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，最終制定改善方案：將工序1和工序2整體與原料倉庫的車間交換位置。改善后的車間平面布局圖和車間工序流程圖，如圖3。同時(shí)更換工序2到工序3的推車為叉車，既減少了兩道工序之間的搬運(yùn)距離，又加快了兩道工序之間的搬運(yùn)速度，還減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，使工序3的等待時(shí)間減少。在系統(tǒng)改善的過程中，只需改變原有模型中“ServerT”的參數(shù)設(shè)置，加工時(shí)間設(shè)置變?yōu)閡niform（220，260）（單位秒），B值設(shè)置由100變?yōu)?00（即由每次搬運(yùn)100個變半成品為200個）。

對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改善后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示：“Queue1”、“QueueT”處堆積大幅減輕，工序1、工序2的阻塞率和忙碌率也都相應(yīng)有所降低和提高。工序3的批量上料率明顯降低，一部分轉(zhuǎn)化為忙碌率投入生產(chǎn)，一部分轉(zhuǎn)化為空閑率可進(jìn)行其他工作。工序T的忙碌率也明顯降低，這表明運(yùn)輸壓力減輕，此人力可協(xié)調(diào)安排其他工作。工序4、工序5的忙碌率都有提升，由于機(jī)器更大限度的投入了生產(chǎn)，總產(chǎn)量也有了很大提高。除上述內(nèi)容，其他各個生產(chǎn)工序的各種指標(biāo)均處在正常范圍之內(nèi)。這說明這種改善方案是有效的。

4 總結(jié)

本文針對某紡織企業(yè)部分產(chǎn)品供不應(yīng)求、生產(chǎn)效率低下的現(xiàn)狀，結(jié)合工業(yè)工程方法理論、運(yùn)用Enterprise Dynamics軟件進(jìn)行建模仿真，對該企業(yè)某種圍巾面料布匹的生產(chǎn)流程以及車間布局進(jìn)行了分析與改善，就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對分析，驗(yàn)證了改善效果。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]