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模具制造系统布局方式的仿真评价

赵琼卓  
【摘要】:模具是工业生产的基础工艺设备,被称为“工业之母”。很多工业产品零件和绝大部分橡胶、塑料制品均由模具成形。模具制造系统的生产模式为多品种、中小批量和订货式生产。 伴随着我国工业化的蓬勃发展,作为其基石的模具制造业也面临着越来越多的挑战。产品结构日益复杂、需求日益多样化、订单更新日益加速,这些变化不但对复杂制造系统的计划、生产和调度提出了更高的要求,同时,也使得面对不同的产品结构时采用何种布局方式成为一个难题。 为此,本文对某模具企业的设施规划现状和需求进行了调研,提出了机群式、半机群式和单元式三种具有代表性的布局方案。在此基础上,综合了传统的评价指标及当前提出的系统复杂度评价指标——熵,构建了适用于模具制造系统布局的评价指标体系。鉴于现实实验不易操作和实现,采用eM-Plant软件构建了仿真实验平台,对各方案进行了评价分析。期待给出相对较优的模具制造系统布局方案。本文主要研究内容如下: 首先,模具制造系统生产模型提取。从现实模具制造系统中,提取产品结构,订单分布,工艺路线,工时分布和资源数目等数据模型; 其次,构建布局模型。依据工艺路线或关键件建立机群式布局模型;按照产品结构,对设备进行单元划分,建立单元式布局模型;综合机群式和单元式布局的特点,建立半机群式布局模型; 接着,建立评价指标体系。建立包含在制品数量,平均物流路径,产品生命周期,完成率,设备利用率和熵在内的综合评价指标体系; 最后,运用基于eM-Plan仿真软件建立各布局方案的仿真平台,导入调研所得数据,运行仿真,统计评价体系中各指标数据。通过对比,分析各布局方案的优劣。 对输出结果计算分析可知,单元式布局在熵,制品数量、物流路径和生产周期指标下具有较为明显的优势;机群式布局的设备利用率较高,但是物流路径指标下的劣势较为突出,并且较单元式有更大的管理复杂度。半机群式布局的各项指标值均介于以上两种布局之间。综合模具制造业所关注的核心问题以及评价结果,可发现半机群式布局方式更适合于模具制造业。


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