數(shù)字化制造 Plant

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、車底板等部件的過程，沖壓是汽車生產四大加工工藝的首個工序，直接影響著汽車焊裝、涂裝、總裝車間的生產。沖壓車間生產具有以下特點：

換模時間長：每種沖壓件均有一套專用沖壓模具，模具從模具庫通過天車送到沖壓線，并進行換模，換模時間需幾分鐘到十幾分鐘，遠大于單個產品的沖壓時間，因此換模時間不可忽略。

大批量生產：因不同產品換模時間較長，且準備過程需要消耗大量的能源和人力，生產過程應盡量減少換模次數(shù)，因此采用批量生產的方式。

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

模型邊界和仿真目標

仿真平臺以沖壓車間為分析研究對象，研究的范圍從毛坯進入沖壓車間開始到沖壓件離開沖壓車間進入焊裝車間為止，不包括沖壓車間以外的生產操作?；跊_壓車間具體實例的分析，仿真優(yōu)化模型的目標有：

(1) 基于沖壓車間的生產工藝流程，構建沖壓生產線的線體仿真模型，對沖壓生產車間進行動態(tài)分析。

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

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

建立車間的三維動態(tài)展示模型，實時了解車間和模型的運行狀態(tài)。

模型假設

沖壓車間物流多且過程復雜，若對所有的生產動作要素進行分析，不僅會消耗大量的人力物力，也會影響對仿真目標的分析研究，因此在實際建模的過程中要根據(jù)沖壓生產線的特點和仿真目標的不同，對分析目標影響較小的因素進行簡化，保證仿真模型的有效性。結合沖壓車間優(yōu)化改善的目標，對沖壓生產系統(tǒng)模型做如下假設：

(1) 沖壓生產設備發(fā)生故障導致停線的概率按照設定的分布函數(shù)隨機發(fā)生。

(2) 沖壓工位的機器人、夾具、端拾器等不做具體動作建模，以每個設備作為最小的建模對象。

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

建模流程

Plant Simulation仿真模型中對象要素

Plant Simulation是一個面向對象的離散型建模和仿真軟件，根據(jù)沖壓車間各對象元素的特點，主要的建模單元有：

(1) 毛坯件：采用移動對象Entity表達，主要屬性有名稱、長度等。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：采用物流對象SingleProc表達，主要參數(shù)有沖壓時間、故障率和平均修復時間等。

(3) 托盤：采用移動對象Container表達，主要參數(shù)有長度和容量等。

(4) 安全區(qū)：采用資源對象LockoutZone表達，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、沖壓件庫: 采用物流對象Buffer表達，主要參數(shù)為容量。

結束語

采用Plant Simulation軟件建立沖壓車間通用仿真平臺，實現(xiàn)對沖壓車間緩存區(qū)大小、轉運批量、生產計劃、瓶頸環(huán)節(jié)分析等。平臺采用模塊化、參數(shù)化建模方式，滿足技術人員對功能模塊進行快速的調整、規(guī)劃，能有效提高車間規(guī)劃的效率、為車間生產提供決策支持。