沖壓車間工藝物流分析

沖壓車間是將板材沖壓形成汽車車身、車廂、車底板等部件的過(guò)程，沖壓是汽車生產(chǎn)四大加工工藝的首個(gè)工序，直接影響著汽車焊裝、涂裝、總裝車間的生產(chǎn)。沖壓車間生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：

換模時(shí)間長(zhǎng)：每種沖壓件均有一套專用沖壓模具，模具從模具庫(kù)通過(guò)天車送到?jīng)_壓線，并進(jìn)行換模，換模時(shí)間需幾分鐘到十幾分鐘，遠(yuǎn)大于單個(gè)產(chǎn)品的沖壓時(shí)間，因此換模時(shí)間不可忽略。

大批量生產(chǎn)：因不同產(chǎn)品換模時(shí)間較長(zhǎng)，且準(zhǔn)備過(guò)程需要消耗大量的能源和人力，生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)盡量減少換模次數(shù)，因此采用批量生產(chǎn)的方式。

需求拉動(dòng)：為了滿足下游車間正產(chǎn)生產(chǎn)，沖壓車間需根據(jù)下游車間的需求計(jì)劃進(jìn)行批量生產(chǎn)，在保證安全庫(kù)存的前提下，盡可能減少在制品數(shù)量。

模型邊界和仿真目標(biāo)

仿真平臺(tái)以沖壓車間為分析研究對(duì)象，研究的范圍從毛坯進(jìn)入沖壓車間開始到?jīng)_壓件離開沖壓車間進(jìn)入焊裝車間為止，不包括沖壓車間以外的生產(chǎn)操作?；跊_壓車間具體實(shí)例的分析，仿真優(yōu)化模型的目標(biāo)有：

(1) 基于沖壓車間的生產(chǎn)工藝流程，構(gòu)建沖壓生產(chǎn)線的線體仿真模型，對(duì)沖壓生產(chǎn)車間進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。

(2) 采用參數(shù)化建模的技術(shù)，開發(fā)通用的沖壓車間仿真平臺(tái)，能對(duì)不同的規(guī)劃方案進(jìn)行分析比較，提高仿真平臺(tái)的柔性。

(3) 分析沖壓車間叉車數(shù)量對(duì)沖壓車間產(chǎn)能的影響，確定最優(yōu)的叉車數(shù)量,確定車間毛坯和沖壓件庫(kù)緩存區(qū)的大小等。

建立車間的三維動(dòng)態(tài)展示模型，實(shí)時(shí)了解車間和模型的運(yùn)行狀態(tài)。

模型假設(shè)

沖壓車間物流多且過(guò)程復(fù)雜，若對(duì)所有的生產(chǎn)動(dòng)作要素進(jìn)行分析，不僅會(huì)消耗大量的人力物力，也會(huì)影響對(duì)仿真目標(biāo)的分析研究，因此在實(shí)際建模的過(guò)程中要根據(jù)沖壓生產(chǎn)線的特點(diǎn)和仿真目標(biāo)的不同，對(duì)分析目標(biāo)影響較小的因素進(jìn)行簡(jiǎn)化，保證仿真模型的有效性。結(jié)合沖壓車間優(yōu)化改善的目標(biāo)，對(duì)沖壓生產(chǎn)系統(tǒng)模型做如下假設(shè)：

(1) 沖壓生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障導(dǎo)致停線的概率按照設(shè)定的分布函數(shù)隨機(jī)發(fā)生。

(2) 沖壓工位的機(jī)器人、夾具、端拾器等不做具體動(dòng)作建模，以每個(gè)設(shè)備作為最小的建模對(duì)象。

(3) 除沖壓線尾人工裝沖壓件到料框外，其他區(qū)域認(rèn)為人員充足供應(yīng)，模型中省略對(duì)工人的建模。

建模流程

Plant Simulation仿真模型中對(duì)象要素

Plant Simulation是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾x散型建模和仿真軟件，根據(jù)沖壓車間各對(duì)象元素的特點(diǎn)，主要的建模單元有：

(1) 毛坯件：采用移動(dòng)對(duì)象Entity表達(dá)，主要屬性有名稱、長(zhǎng)度等。根據(jù)這些屬性確定沖壓毛坯數(shù)量、托盤容量、訂單數(shù)量等。

(2) 沖壓工位：采用物流對(duì)象SingleProc表達(dá)，主要參數(shù)有沖壓時(shí)間、故障率和平均修復(fù)時(shí)間等。

(3) 托盤：采用移動(dòng)對(duì)象Container表達(dá)，主要參數(shù)有長(zhǎng)度和容量等。

(4) 安全區(qū)：采用資源對(duì)象LockoutZone表達(dá)，主要參數(shù)為安全區(qū)工位列表，控制安全區(qū)所有工位的故障。

(5) 模具庫(kù)、沖壓件庫(kù): 采用物流對(duì)象Buffer表達(dá)，主要參數(shù)為容量。

結(jié)束語(yǔ)

采用Plant Simulation軟件建立沖壓車間通用仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)沖壓車間緩存區(qū)大小、轉(zhuǎn)運(yùn)批量、生產(chǎn)計(jì)劃、瓶頸環(huán)節(jié)分析等。平臺(tái)采用模塊化、參數(shù)化建模方式，滿足技術(shù)人員對(duì)功能模塊進(jìn)行快速的調(diào)整、規(guī)劃，能有效提高車間規(guī)劃的效率、為車間生產(chǎn)提供決策支持。