梅欣

摘 要：闡述了利用Flexsim和虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)汽車(chē)混裝生產(chǎn)線進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)建模和仿真，舉例分析了該仿真系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)仿真結(jié)果的分析，能為合理安排生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：混裝生產(chǎn)線，F(xiàn)lexsim， Vega， Creator

【分類(lèi)號(hào)】TP391.9；U468.2

1 引言

混合型裝配線要在同一條線上裝配不同品種的產(chǎn)品，必然就會(huì)存在投產(chǎn)順序優(yōu)化的問(wèn)題，不同種產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)順序直接影響著企業(yè)的整體生產(chǎn)效率。采用建模仿真的方法對(duì)裝配排序進(jìn)行仿真分析，不僅能省去試運(yùn)行的時(shí)間和成本為投產(chǎn)順序做理論基礎(chǔ)，也能對(duì)已運(yùn)行生產(chǎn)線進(jìn)行分析和調(diào)整（比如緊急插單，機(jī)器故障等），最大限度的提高生產(chǎn)效率。

2 系統(tǒng)建立

2.1 基于Flexsim和虛擬現(xiàn)實(shí)的汽車(chē)混裝生產(chǎn)線系統(tǒng)

對(duì)于汽車(chē)生產(chǎn)這樣的特殊企業(yè)，面對(duì)時(shí)刻需要插單和緊急排序的問(wèn)題，汽車(chē)裝配要在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)在“需要的時(shí)候，按需要的量，生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品”?；炝餮b配線規(guī)劃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有不可預(yù)測(cè)性和隨機(jī)性。

一般汽車(chē)混合裝配線由工作站、物流對(duì)象、作業(yè)元素和操作人員所組成。汽車(chē)混裝生產(chǎn)線簡(jiǎn)化可分為兩個(gè)區(qū)：

（1）配送區(qū)。物料區(qū)將所需要加工裝配的車(chē)體送入生產(chǎn)入貨傳送帶上，確定裝配線的投產(chǎn)順序即在此體現(xiàn)出來(lái)。送上傳送帶的車(chē)體可以是連續(xù)單一的一個(gè)車(chē)體，也可以是很多不同車(chē)體的組合，這也是混裝生產(chǎn)線的多樣性體現(xiàn)。設(shè)計(jì)一個(gè)裝配線系統(tǒng)必須有一個(gè)完整的規(guī)劃，一般的步驟大致上是：1）確定生產(chǎn)節(jié)拍；2）計(jì)算最小工序數(shù)；3）準(zhǔn)備綜合工序優(yōu)先順序圖； 4）裝配線平衡； 5）確定不同產(chǎn)品投產(chǎn)的排序調(diào)度策略；6）工位設(shè)計(jì)； 7）確定車(chē)間整體物流布置及上層計(jì)劃管理。

（2）裝配線。裝配線主要是由一條傳送帶牽引，各個(gè)工位分布在傳送帶旁邊進(jìn)行產(chǎn)品的安裝，配送區(qū)送過(guò)來(lái)的產(chǎn)品，達(dá)到裝配線的工位，各個(gè)工位根據(jù)自己工位的裝配任務(wù)，在確定的時(shí)間之內(nèi)，正確的將產(chǎn)品零件安裝完畢。對(duì)于像汽車(chē)混合裝配生產(chǎn)線，除了有運(yùn)送車(chē)體的傳送帶之外，各工位還有如類(lèi)似起重機(jī)一樣的小型掛鉤。當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間靜止安裝某一零件的時(shí)候，此工位會(huì)將車(chē)體吊起靜止，而傳送帶依然保持開(kāi)始的速度傳送。這樣既保證生產(chǎn)的流暢進(jìn)行，也能省去為傳送帶設(shè)置速度帶來(lái)的麻煩。

2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

圖2所示即為生產(chǎn)線仿真系統(tǒng)框架。由圖2可以看到本系統(tǒng)是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用Flexsim和Vega進(jìn)行系統(tǒng)建模與仿真，操作界面里執(zhí)行其中任一需要的程序或者同時(shí)執(zhí)行，將結(jié)果顯示在顯示界面上，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和處理以達(dá)到優(yōu)化的目的。

3 仿真應(yīng)用舉例

以某汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)總成裝配線為例。某汽車(chē)生產(chǎn)廠的某一條車(chē)體安裝流水線為例，該車(chē)體裝配生產(chǎn)線根據(jù)市場(chǎng)需要安裝A、B、C、D四種車(chē)體，需求量分別為：A 型300臺(tái)， B型200臺(tái)， C型400臺(tái)， D型300臺(tái)。四種型號(hào)的需求比例為：3：2：4：3。

對(duì)于批量制造的產(chǎn)品在生產(chǎn)運(yùn)作中，若對(duì)不同產(chǎn)品的單位數(shù)量進(jìn)行排序生產(chǎn)， 稱為一個(gè)循環(huán)流程。例如可以定義一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)為生產(chǎn)：3臺(tái)A車(chē)型， 2臺(tái)B車(chē)型， 4臺(tái)C車(chē)型， 3臺(tái)D車(chē)型。在仿真建模時(shí)，只考慮生產(chǎn)線上的某關(guān)鍵裝配工位，表1為該工位上各車(chē)型所要求的零部件清單。總裝配生產(chǎn)線上該工位的裝配時(shí)間為100s， 供應(yīng)該工位的三個(gè)零部件的機(jī)加工子生產(chǎn)線（或者由倉(cāng)庫(kù)向生產(chǎn)線上運(yùn)輸）的節(jié)拍分別為：零部件S1的供應(yīng)節(jié)拍為20s；S2為18s；S3為44s。

運(yùn)行本系統(tǒng)，按照操作界面操作，顯示區(qū)內(nèi)會(huì)顯示所需要的數(shù)據(jù)，可以在顯示區(qū)內(nèi)切換顯示，如下圖所示，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)漫游。

通過(guò)方案比較發(fā)現(xiàn)，方案1和方案2的產(chǎn)量都是232臺(tái)，超過(guò)方案3、4的228臺(tái)和230臺(tái)。由于時(shí)間都是27000S，所以方案1、2的工位效率較高，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)采用方案1或者方案2。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用Flexsim和虛擬現(xiàn)實(shí)的建模仿真系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)混裝生產(chǎn)線進(jìn)行仿真和模擬，既為合理優(yōu)化配置資源，保證生產(chǎn)線平衡，發(fā)現(xiàn)及消除瓶頸工序提了供理論依據(jù)，又實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的3D虛擬漫游。

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