单品种流水线生产系统仿真与分析

流水线平衡一、流水线的概念及其特征流水生产，又称为流水线，是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作中心，并按照一定的生产速度（节拍）完成作业的连续重复生产的一种生产组织形成。

基本特征1、固定生产一种或少数几种产品（零件），其生产过程连续重复进行，最大限度地减少了制品的等候时间和设备的加工间歇时间。

2、工作中心的专业化程度很高，在流水线上，各个工作中心是按照产品工艺过程的顺序排列的。

在制品按单向运输路线移动，每个工作中心只固定完成一种或少数几种作业。

3、按照规定的节拍进行生产。

4、流水线上各工序的生产能力是平衡的、成比例的，即各道工序的工作中心（设备）数同各道工序单件作业时间的比例相同。

5、工艺过程是封闭的。

二、节拍所谓节拍，就是流水线上相继出产两件相同产品之间的时间间隔。

节拍是一种期量标准，是装配线组织和设计的重要数据，它决定了装配线的生产能力，以及生产的速度和效率。

确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。

三、保持流水线各工序之间平衡的条件（S、T、R关系）设流水线上各道工序的工作中心数分别为s1，s2，……，s m；各道工序的单件作业时间分别为t1，t2，……t m；流水线节拍为r。

为使流水线各工序之间保持平衡，必须是：t1 s1=t2s2=…=t m sm=r四、流水线的优越性及缺陷优越性：在流水生产条件下，生产过程的连续性、平等性、比例性、节奏性都很高，故流水线具有提高工作中心专业化水平、提高劳动生产率、降低产品成本、稳定产品质量，以及提高生产的自动化水平等。

缺陷：由于设备高度专用化，对产品的变化缺乏适应性；一旦流水线上某台设备发生故障，就可能导致整条线停工，系统的可靠性较差；从社会心理角度来看，流水线上的操作工人长时间重复简单而单调的操作，容易感到乏味、疲劳、对工作缺乏满足感。

所以如何充分发挥流水线的优越性和克服某缺陷，将是现代生产与作业管理面临的一个主要课题。

五、流水线的分类按生产对象的移动方式可以分为：1、固定流水线。

倍关系的过程
● 例：
①6
2②
⑥ 2
⑨5
4
6
5③
⑦
11
5
⑩
④ 7
3
⑧
⑤1
工作地顺序 1 2 3 4 5
工序号 1、2、6 5、7 3、9 4、8 10、11
原工序单件时间 6、2、2 1、6 5、5 7、3 5、4
新工作地单件时间 10 7 10 10
15
9
同期化主要措施
（1）机加工工序
● 在未同期化的工序上采用高效率设备，或改装原设 备，提高出产效率
②i工作地实配设备数Si： Si ≥ Si计
③i工作地负荷系数 ηi： ηi = Si计 / Si
流水线平均设备负荷系数： 平
S计
ti r T
Si
N N r
最少工作地（设备）数：
N min [T ] r
④单件损失时间
i工序：
ti损
r
ti Si
流水线： t损 = N × r － T
流水线时间损失系数： BD N r T 1 平
（3）绘制标准图表,确定各工作地工作起止时间
（4）确定流水线工人人数及劳动组织形式
29
3 在制品占用量（定额）
● 在制品：指从原材料投入生产到成品入库为止，处于生产过程各
工艺阶段尚未完成的各种制品的总称
● 在制品定额：指在一定时间、一定工艺阶段和生产环节、在一定
生产组织条件下，为保证生产连续、均衡进行所规定的在制品数
●工作式传送带:
●用于强制节拍连续流水线
●传送带速度: V l r
●传送带长度:
m
L 2 l Si l附
i 1

仿真案例：混合流水线生产系统概念定义多对象流水线生产有两种基本形式。

一种是可变流水线，其特点是：在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品；在间隔期内，只生产一种产品，在完成规定的批量后，转生产另一种产品。

另一种是混合流水线，其特点是：在同一时间内，流水线上混合生产多种产品。

按固定的混合产品组组织生产，即将不同的产品按固定的比例和生产顺序编成产品组。

一个组一个组地在流水线上进行生产。

模型描述一个工厂有5个不同的车间（普通车间，钻床车间，铣床车间，磨床车间，检测车间），加工3种类型产品。

每种产品都要按工艺顺序在5个不同的车间完成5道工序。

假定在保持车间逐日连续工作的条件下，仿真在多对象平准化中生产采用不同投产顺序来生产给定数量的3种产品。

通过改变投产顺序使产量、品种、工时和负荷趋于均衡，来减少时间损失。

如果一项作业在特定时间到达车间，发现该组机器全都忙着，该作业就在该组机器处排入一个FIFO规则的队列的暂存区，如果有前一天没有完成的任务，第二天继续加工。

系统数据表1：车间配备（单位：台）表2：加工时间（单位：min）表3：产品数量概念模型模型建立：打开Flexsim ，界面如图1所示：图1第1步：布局按照要求，从左边的实体库中依次拖出相关实体放在右边模型视图中，并调整至适当的位置，如图2所示：图2第2步：修改实体名称双击发生器，在弹出对话框中将原名称改为发生器（如图3），其他实体做同样操作。

图3第3步：建立端口连接从发生器开始，按下“A”键，依次连接所有实体，直到吸收器为止。

在连接时，注意输入输出方向。

所有端口连接如图4所示：图4第4步：设置发生器参数根据所给数据，设置发生器参数。

双击发生器，在弹出的窗口里，将“到达方式”下拉菜单选择“到达时间表”，把“到达次数”改成4，点击“刷新到达”后，下面会出现四行数据。

把arrivaltime、itemtype、quantity的值做相应改动，设定换类型生产间隔时间是12min，即一个类型生产12min后，生产下一种类型。

在 当前 经 济环 境下 ，市 场竞 争 激烈 Ｅ ｔ 趋激烈 ， 客
流水 线 装 配 的生 产 计 划与 调 度 同 样 也涉 及 到 决 户需求 Ｅ ｔ 趋个性 化和多样化 ， 多品种 、 小批量混合生 执 行 层 职能 及 其 衔 接 问题 ， 是一 个 多个 层 产方 式 已成 为流水 线装 配 生产 的 主流 方式 ， 外 部环 境 策 层 职 能 、 变化大 ， 各类事件的随机性 、 突发性越来越强 ， 需要生 次 和多个级别控制的生产规划问题 ，其结构总体上
用需求之间仍然存在较大产 调度 是对 本 文结合 当前 市场 经济 环境 对生产 管理 的需 间等 方 面安 排 ， 求 ，提 出 了一 种 具有 较 强 适 用 性 的 流水 线装 配计 划 生产计划 的实现和执行 ， 是 以生产进度计划为依据 ， 与 调度 体 系结 构 ， 并进 一 步探 讨 了其 实现 方 案 。 实现 生 产 目标 的过 程 ， 是企业 执 行层 的职能 。在 企业 实 际 管理 中 ， 计 划 和 调度 是密 不 可分 的 ， 计 划 直 接 面
关键词 ： 生产计划与调度 ； 体 系结构 ； 决策与执行衔接
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ １ １ 文 献 标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ － ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） １ １ — ０ ０ ５ ５ － ０ ３
装 配 是 制造 业 重 要 的 环节 ，占整 个制 造 过 程 的 ３ Ｏ％以上 ， 其 中， 处 于 制造 链 最终 阶段 的装 配生 产 ， 是 制 造链 的龙 头 环 节 ，直 接 面对 着 市 场 的 波动 和 变 化， 并且大部分采用流水线模式 ， 因此 ， 高 效 的装 配
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ８ — ０ ７ 基金项 目： 东莞理工学 院 自然科学青年基金项 目（ 编号 ： ２ ０ １ ０ Ｚ Ｑ１ １ ）