生产系统在进行建模仿真分析之前应该做什么
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生产系统在进行建模仿真分析之前应该做什么

发布时间:2023/4/11 来源:杰索 1515

  在建模和模拟之前,首先要明确模拟的目标,即为什么要进行模拟以及应该分析哪些指标。物理生产系统的存在、实际操作条件、改进需求或愿景等因素都会影响模拟的目的。例如,如果物理车间尚未建成,那么模拟的目的是科学地预测未来车间的性能。如果车间已经存在,但物流性能较差,则模拟的目的是分析物流效率,找出瓶颈的原因,然后提出改进计划并进行验证。根据性质的不同可将仿真分析的目的分为4类:

  描述性分析(Descriptive Analysis):通过仿真,模拟物理系统的运行,分析运行数据,计算统计值,绘制图表,得到各项性能指标的量化值。描述性分析多用于对现有方案的模拟再现和验证,是最基础的分析;

  诊断性分析(Diagnostic Analysis):基于描述性分析结果,分析生产系统的性能瓶颈并寻找原因,比如资源不足、生产线不平衡等等,尝试改变生产布局和结构参数,多次运行仿真,寻找更优方案。通过诊断性分析,给出诊断报告,达到知其然并且知其所以然的目的;

  预测性分析(Predictive Analysis):模拟各种随机因素,设计大量仿真试验,结合因果分析、回归分析、相关分析等方法,对不同参数组合下生产系统性能的变化趋势进行分析。通过预测性分析,建立响应变量和输入变量之间的关系,预知输入变量改变以后的结果;

  指导性分析(Prescriptive Analysis):将仿真与运筹学方法相结合,对生产系统的最优设计方案和最优运作方案给出建议,比如设施布局、物流路径定义、计划投产策略等等。通过指导性分析,提出生产系统的改善方案。

  根据业务的不同可将仿真分析的目的分为产能验证、瓶颈识别、利用率分析、物流效率分析、工人效率分析、质量影响分析、故障影响分析、订单排序优化、投产策略优化等等。

  基础数据收集

  在仿真建模过程中,需要一定的基础数据支持,基础数据的质量(全面性、真实性)对仿真结果的真实可信性有直接的影响,这些数据通常包括:

  (1)车间布局图:描述了生产系统中的设施布局和物流路径,一般为CAD模型,有精确的几何位置数据;

  (2)工艺数据:车间中生产的每一类零件或部件的工艺路线,包含工序、工时、所需工具、所需设备、工人、毛坯等信息,如果是装配工序,还需给定物料清单(Bill Of Material, BOM)数据;

  (3)订单数据:如果是进行产能分析,则根据经验估计,给出每年(月)预计投入的订单数量、订单的工件构成、订单的投放规律(间隔时间、批量)等,如果是进行生产计划仿真,则需要给出详细的生产计划;

  (4)资源数据:工具类资源、工人(操作工、检验工、物流工等)类资源的类型、数量、使用规则等;

  (5)物流类数据:包括物流运输路径、物流配送策略、物流设施及工作参数等数据,以及缓冲区和仓库的位置、容量、出入库策略等数据;

  (6)故障类数据:设备的故障模式、失效分布、维修特征等数据;

  (7)质量类数据:缺陷类型、缺陷发生的概率分布、缺陷处理策略等数据;

  (8)其他数据:比如工厂日历、停机计划、特殊生产规则等等。

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