基于Ｆｌｅｘｓｉｍ的设施布置方法的改进研究

杨晓英　贾晓燕　魏先亮

摘要:分析了传统系统设施布置方法SLP直接应用于现代制造型企业中的不足。结合该类企业的特点,提出了利用仿真软件Flexsim来改进的方法,并将此方法应用到实际生产中,降低了企业物流成本,提高了生产率。

关键词:设施布置;SLP;Flexsim;仿真

中图分类号:TP391.9 文献标识码:A

Abstract: The deficiency of the traditional systematic layout planning(SLP)applied to the modern manufacture enterprises is analyzed. Combining with the enterprise characteristics, the improved method using Flexsim is put forward. In addition, this method is applied to the practical production, so the enterprise logistics cost is reduced and the productivity is increased.

Key words: facility layout; SLP; Flexsim; simulation

0引言

物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的20%～50%,同时许多工伤事故来源于物料搬运[1]。良好的设施布置可以使物料搬运的成本最低,人员走动的距离最短,从而工作效率最高。传统系统布置设计方法SLP通过对企业生产流程、物流量的分析,以作业单位物流与非物流的相互关系为主线进行生产设施规划设计。随着科技的进步和市场经济的发展,企业生产模式发生了转变,即从大批小品种向大量多品种或大规模定制转换。现代企业的特征使得将SLP方法直接应用于现代企业的设施布置中存在许多不足。物流系统仿真是近几年兴起的一门计算机应用技术,集当今世界领先的计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、现代物流技术和高度数据库处理技术为一体,面向工厂和物流中心等的工程开发[2]。本文提出将物流仿真技术Flexsim应用到设施布置中,进行系统仿真,直观地显示设施布置的设计方案,分析可能产生的瓶颈问题,对方案进行动态优化,最终达到提高生产能力和降低生产成本的目的。

1传统系统设施布置方法的不足

传统的系统布置方法有摆样法、数学模型法、图解法和SLP,其中SLP是当前工厂布局设计的主流方法,是20世纪60年代由Richard.Muther提出的,采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法[3]。随着企业生产模式发生的转变和计算机的迅速发展,系统布置设计SLP逐渐出现了许多不足,主要表现在:

(1)不适合现代企业的生产特点。传统的SLP方法是基于计划推动生产的方法,而现代企业的生产是基于市场定单需求,属于拉动式生产。

(2)缺少动态柔性。SLP方法基本是静态的,而现代企业的经营是以市场为导向的,随机性、时效性等特点很明显,要求其布置设计和生产系统具有适当的弹性、柔性,能紧随市场变化及时地、适度地进行调整。

(3)SLP方法的结果是一系列平面图布置方案,不能得到直观的三维动态布置效果。

(4)SLP方法没有充分考虑利用计算机技术。主要是手工布置,受主观经验、自身知识及能力等多种因素的影响,且手工布置程序繁琐,导致设计者最终提供给决策者的方案较少,可供决策者选择的余地太小,不利于科学决策。

2物流仿真软件Flexsim的应用

物流仿真技术是借助计算机技术、网络技术和数学手段,采用虚拟现实方法,对物流系统进行实际模仿的一项应用技术。物流仿真技术最大的优点就是不需要实际设备的安装,不需要实际实施相应的方案,即可验证如下目标:增加新设备后给公司或企业带来的效应;改变原有布置方案后的效果;设计新的生产线的好坏;比较各种设计方案的优劣等,物流仿真对降低整个物流投资成本,是不可或缺的[4]。

目前,市场上使用最多的仿真软件主要有Arena、Promodel、Automod、Extend、Taylor、Flexsim、Em-plant等。其中Flexsim是近年来新开发的三维仿真软件,能应用于系统建模、仿真以及实现业务流程可视化。Flexsim中的对象参数可以表示基本上所有存在的实物对象,如机器装备、传送带、叉车等;Flexsim具有层次结构,可以使用继承来节省开发时间,而且它还是面向对象的开放式软件,对象、视窗、用户界面、菜单列表、对象参数等都是非常直观的。同时Flexsim 的资料,图像和结果都可以与其它软件公用,如可直接从Excel表中读取或输出资料等。这些优点弥补了SLP的不足,因此将SLP理性化的推理和系统化的规划设计与Flexsim强大的分析功能和动态化的三维仿真效果相结合,可以为现代制造型企业提供一种完善的设施布局方法,改进后的一般程序如图1所示。

3应用案例

3.1背景材料

某市装载机械公司为了满足市场需求,决定新建一个叉车联合生产厂房,用来生产1.5~10吨的叉车,年产量预计为5000台,已选址。其中主要生产的是5吨内燃平衡重式叉车,年产量是3 000台。该厂房需要安装机加、焊接、涂装设备和总装线。厂房为联合生产整体厂房,每跨宽18m、长128m。如何布局?作业单位如表1所示。

3.2SLP分析

5吨内燃平衡重式叉车工业流程图如图2所示,作业单位综合相关图如图3所示。

3.3Flexsim仿真

Flexsim仿真的三维图和平面图分别如图4、5所示。

3.4仿真结果分析

运行Flexsim建立的仿真模型,得标准仿真报告如图6所示。物流堵塞是系统的瓶颈问题,由上述报表可知,各工位blocked基本是0.00%,不存在明显的物流堵塞,由于油漆区特殊的有毒气体,需远离其它区域,所以存在着长距离的物流,这是不可避免的。从Flexsim的仿真结果可以直观看到新建厂区的三维布置效果,利于分析,提高了设计效率,便于领导决策。

新设计方案在物流效率与方便性、空间利用率、工作环境安全与舒适性、管理的方便性、布置方案的可扩展性等方面,使物料搬运更加方便、避免流路线出现倒流现象。通过对生产物流设施优化,解决了企业生产物流的瓶颈,降低了库存,同时减少了交货期,提高了客户满意度。预计降低物流成本40%,提高效益20%。

4结论

SLP与Flexsim的结合应用,弥补了SLP应用在现代制造型企业设施布置中的不足,达到了设计的系统性、合理性和科学性。优良的设施布置是提高生产系统效率效益的重要源泉和手段,是改善生产系统整体功能、实现现代化管理和先进生产方式的前提和基础。本文针对多品种小批量生产企业的特点,提出了将物流仿真技术应用于设施布置中,实现了系统物流效率和物流成本的最优化,使建设单位减少了项目投资费用,缩短了项目建设周期,同时也提高了设计工作效率和效益。

参考文献:

[1] 刘旺盛,兰培真. 系统布置设计—SLP法的改进研究[J]. 物流技术,2006(10):82-85.

[2] 杨晓英. 基于物流仿真技术的系统设施布置设计[J]. 矿山机械,2005(11):85-88.

[3] 方庆琯,王转. 现代物流设施与规划[M]. 北京:机械工业出版社,2006.

[4] 陈子侠,龚剑虹. 物流仿真软件的应用现状与发展[J]. 浙江工商大学学报,2007(4):29-34.