设施规划9-设施布置软件、仿真与数字化工厂　

GMSSGH9A主编设施布置软件、仿真与数字化工厂9.1　FactoryProgram工厂布置和物料搬运系统设计工具软件9.2　离散事件仿真在设施布置和物流中的应用9.3　数字化工厂9.1　FactoryProgram工厂布置和物料搬运系统设计工具软件9.1.1　概述9.1.2　FactoryCAD9.1.3　FactoryFLOW9.1.4　FactoryPLAN9.1.5　FactoryOPT9.1.6　小结9.1.1　概述当前设施布置人员的工作可以从两类不同软件得到很大帮助和提高效率，从而获得受益。第一类软件包帮助进行设施的规划和布置设计。第二类还包含仿真和性能分析系统。FactoryCAD、FactoryPLAN、STORM、SPIRAL这些软件包都属于第一类，是较好的规划和布置设计工具。FactoryFLOW、FactoryOPT、ARENA、PROMODEL则为第二类。9.1.2　FactoryCAD用客户化的AutoCAD软件即FactoryCAD，使创建、美化、改进、编辑新的或现有的图形更加方便。软件包中有一个教程，通过随手的练习教你学习FactoryCAD。FactoryCAD允许固定尺寸的实物图形代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 实际尺寸。9.1.3　FactoryFLOW1.FactoryFLOW的基本功能2.FactoryFLOW的高级功能1.FactoryFLOW的基本功能FactoryFLOW可能是第一个商品化布置分析工具，用生产和物流数据可以将实际设施图和物流路径集成在一起。简而言之,此软件主要的功能是智能地表达复杂和大容量的信息，为分析特定物流系统的性能提供工具，并在和用户友好的界面下进行设计的修改。按照图9-1中所示的物流情况，用户就能充分了解如下情况∶1)获得由产品流程图产生的有关现有物料搬运成本和距离的量化信2)产生复合的物流图，此图可以目视在每对作业单位或工作地之间物流的总成本或强度。1.FactoryFLOW的基本功能1.FactoryFLOW的基本功能1.FactoryFLOW的基本功能1.FactoryFLOW的基本功能1.FactoryFLOW的基本功能除上述基本功能外,FactoryFLOW还提供若干高级功能，使设施设计人员能方便地工作。例如“聚类”功能，为了用图表明并 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 由许多机器设备组成的单元或部门之间的物料流动，可以将许多机器设备快速聚集在一个聚类或单元内(见图9-6)。2.FactoryFLOW的高级功能2.FactoryFLOW的高级功能9.1.4　FactoryPLANFactoryPLAN是设计和分析布置的另一个FactoryProgram模块。与FactoryFLOW相反，这是基于两单位的作业应当彼此靠近到满意的程度，由作业单位之间接近等级所决定的,这种关系由物流强度或非物流强度，或两者总和所决定。9.1.4　FactoryPLAN9.1.4　FactoryPLAN9.1.4　FactoryPLAN9.1.4　FactoryPLAN9.1.5　FactoryOPT与以上两个FactoryPrograms模块相反,FactoryOPT从FactoryPLAN和FactoryFLOW,再从关系与/或物流数据自动产生近优布置。采用某些图论算法，它能够同时优化到256种不同的作业。允许用户在多个阶段的分析工作中通过交互作改进。9.1.5　FactoryOPT9.1.6　小结FactoryProgram族软件可能是当今商品化的设施设计工具软件包中最知名并最实用的一种。FactoryProgram族软件取得的主要成功之处是，此软件包提供了一整套连贯的设施设计工具，这些工具既实用又使布置规划和物料搬运系统设计合理化，在方法上对两个不相关连的作业单位作某些模糊处理。图9-12　由生成树图产生的块状布置9.2　离散事件仿真在设施布置和物流中的应用9.2.1　概述9.2.2　计算机仿真的含义、优缺点和解决的问题9.2.3　软件介绍及应用案例9.2.4　结语9.2.1　概述20世纪70年代以后计算机仿真已在设施布置和物流中开始应用，随着计算机硬件和软件的飞跃发展其应用的广度和深度也在不断的扩大和深入。如今计算机仿真已在制造业和服务部门中，经常成为规划和决策过程中不可缺少的一个组成部分。当前市场的快速变化和全球的激烈竞争，要求大幅度缩短产品上市的周期和更好的服务。9.2.2　计算机仿真的含义、优缺点和解决的问题9.2.2.1　计算机仿真的含义9.2.2.2　计算机仿真的优缺点9.2.2.3　通过仿真达到的目标9.2.2.4　仿真在设施规划和物流中的应用9.2.2.5　离散事件仿真的一般步骤9.2.2.1　计算机仿真的含义计算机仿真是指对一实际的系统如一个设施的布置或一个物流系统，先建立一个模型，这一模型应对现实系统中一定时段内发生的事件产生响应。9.2.2.2　计算机仿真的优缺点仿真之所以被广泛接受，其优点是有相对地弹性和直观性，可用以难于建立数学模型的大而复杂的系统。进一步说，仿真可以研究在动态和随机环境中，各参数相互作用下，给研究人员提供一个清晰而明确的结果。9.2.2.3　通过仿真达到的目标1)系统设计人员通过调研不同的情况可以研究系统的许多细节，提问“假定—如何”这样的问题去测试系统不同的方面，用以观察系统可能产生的变化。2)在仿真模型开发完成后，就能在模型上进行各种虚拟实验，设计人员能在经过压缩的时间中唾手可得试验的结果。3)已开发出一些优化工具(例如ProModel中的SimRunner)帮助用户去寻找最好的结果，这需要系统地修改系统设置才能达到。9.2.2.4　仿真在设施规划和物流中的应用1)评价：根据一组评价指标,所设计的系统是否满足这些指标?也就是能否满足生产要求?能否在预算内实现等等。2)比较：比较能完成设定功能的各种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，从成本、性能及其他因素中选出满意的方案。3)预测：设计人员在一定时间周期内的特定条件下,对提出的系统研究其性能,在规定的条件下系统性能按小时或天进行仿真,甚至在数年内按小时仿真。4)优化：一旦关键因素被排除，可以建立某些因素或多种因素组合以优化系统,从而产生最佳的整个系统响应。5)灵敏度分析：当系统中存在许多可操作的变量时,只有少数可能对性能有重大影响,灵敏度分析帮助我们决定众多因素中哪一种因素和变量对整个系统有重大影响。9.2.2.5　离散事件仿真的一般步骤1)定义问题：清楚定义问题和说明研究的目的。2)定义系统：根据现有资源定义系统的边界和约束。3)建立概念模型：开发一个图形模型来定义组成这一系统的各个组成要素。4)初步设计：决定和挑选一些你认为对系统性能是关键的因素，并将这些因素设置在一个和研究相应的水平上。5)准备输入数据：记住“进来垃圾,出去也是垃圾”这一谚语。6)模型转换：在这一点上规划人员将开发一种仿真软件包的工作规则,将模型明确地陈述为合适的仿真语言。7)验证和确认：设施规划人员必须确认模型实际上代表系统，此系统有意的像预期那样工作,而输出则是代表真实系统。8)试验：至此我们能真正获知试验与研究的能力，得到一个在真实环境中能操作并知道各种变化如何冲击过程的输出。9.2.2.5　离散事件仿真的一般步骤9)分析与解释：规划人员用仿真可以从产生的数据进行推理。10)实施与整理文件：将结果记录下来，整理成文件,按其用途和限制实施。图9-13　仿真项目流程图9.2.2.5　离散事件仿真的一般步骤9.2.3　软件介绍及应用案例9.2.3.1　仿真软件ProModel简介9.2.3.2　在半导体生产中的应用案例9.2.3.3　在企业物流系统设计中的应用案例9.2.3.1　仿真软件ProModel简介图9-14　用于建模的图标样本9.2.3.1　仿真软件ProModel简介图9-15　数控车削中心等组成的简单生产单元9.2.3.1　仿真软件ProModel简介图9-16　简化的看板库存管理系统9.2.3.1　仿真软件ProModel简介 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 起来，波音飞机公司在生产中使用ProModel仿真软件取得以下效果∶1)缩短了生产周期时间。2)降低了库存。3)改进了交货业绩。9.2.3.2　在半导体生产中的应用案例1.生产背景2.仿真方法9.2.3.1　仿真软件ProModel简介图9-17　前段和后段封装工艺的生产布置1.生产背景(1)前段装配工艺(在10K级洁净室内)(2)后段装配工艺(在100K级洁净室内)(1)前段装配工艺(在10K级洁净室内)压装∶将晶圆片安放和压固在塑料板上。锯板∶模架中将晶圆片锯切成单独的集成电路小芯片。压模∶将模架放入引线框用环氧胶固定。处理∶200℃下在氮气中处理环氧胶1.5小时。焊线∶用超声热压工艺将千分之一英寸(1in=25.4mm)的金线和线框相连接。模塑∶用步进模塑工艺和热压方法封装连线模架。处理∶175℃中处理封装块5小时。切齐∶去掉与芯片腿相连的引线上的多余保持整齐。镀锡∶外引线上镀锡/铅焊剂，以便与印制电路板装配时接合。标记∶用压印或激光刻字将产品管理码标记在封装上。修整∶将封装好的芯片从引线框到外形进行修整。(2)后段装配工艺(在100K级洁净室内)(2)后段装配工艺(在100K级洁净室内)仿真模型的能力应当能帮助识别以下4方面的问题。1)生产线不同负荷情况下最佳批量大小和分配规则。2)查找瓶颈所在和资源/投资的优先权。3)用较好设备组合(生产线全线平衡)下获得最大生产能力。4)优化了的生产周期时间和在制品(WIP)水平。2.仿真方法(1)项目流程法(2)系统化方法。(1)项目流程法1)建立虚拟模型。2)进行时间研究，测量以下参数∶3)测量现有产出量和周期时间性能，作为今后确认之用。4)验证上一步的准确性。5)在“Witness”中建立模型。6)向模型中输入参数，运行程序、记录结果并作初步验证。7)检查此模型是否合理，如需要再返回上一步。8)微调此模型，根据生产线的变化作出需要的改变。(1)项目流程法9)从模型上分析工艺装备利用率、流动模式、在制品水平和其他重要性能。10)优化模型。11)用统计工具(假设检验)获得量化可信结果，最终验证模型的有效性。12)为进一步改进系统评估其他解决方案。13)根据仿真情况对装配线作出改进。14)测出装配线实际性能并作重新检查。例9-1　对当前装配线的调研。1.任务1号——识别最大生产能力和瓶颈。将每一班8批、每批900件输入模型。运行到稳定状态后在每一工序中监视平均生产周期、工艺装备利用率和在制品水平。然后再多加一批到模型上进行另一轮试验，直到系统超负荷为止。此任务的目的是找出最大生产能力和瓶颈所在。当每班批数增加到15批时，系统的生产周期戏剧性地增加，注塑机的停歇时间为零。所以现有装配线的最大生产能力是280K/每周(此生产线每日3班以及每周7天工作)。因为注塑机是瓶颈，在生产线上另加1台注塑机，最大生产能力可达340K/每周。2.任务2号——评价产品投产间隔对生产周期的影响。按以下4种情况投产∶1)每一工作周开始输入294批。2)每日开始输入42批。3)每班开始输入14批。4)每班开始和中间各输入7批。产品投入生产的批次方式对生产周期有很大影响。通常投产的间隔愈短，生产周期也较短。再有,投产的间隔愈长，在制品也愈多。此研究中当满负荷条件下按每日投产间隔方式生产，能达到合理的生产周期是42小时。例9-1　对当前装配线的调研。9.2.3.3　在企业物流系统设计中的应用案例例9-4　制造业中物流系统设计的仿真1.背景和目标1)在采用新方案下仿真物料和最终产品的物流。2)在当前生产要求下研究新的车辆、新卡车数量、资源数量、物料库存水平和卡车利用率。3)在生产需求增长的条件下，研究新的车辆系统是否能满足未来需求的增长。1.背景和目标图9-18　企业物流系统在场地中的布置2.用Promodel建模和仿真研究企业物流系统在收集到详细的数据以后再作出一些假设以便于建模。建模后还要设置相关的参数才能进行仿真试验。这些参数有：卡车的行驶速率，每一托盘周转箱可装载的托盘数，每一卡车可装载的托盘周转箱数，托盘的装卸时间等。9.2.4　结语将离散事件仿真技术用于工厂布置设计，根据包括产品类型、品种和生产规模在内的生产要求，通常就决定了生产能力。前面介绍的案例虽然不是处理完全新的设施设计，但在所完成的工作过程中也提出了某些观点。9.3　数字化工厂9.3.1　数字化工厂的概念9.3.2　数字化工厂的产品9.3.3　eMPower和e制造服务器［e-ManufacturingServer(eMS)］9.3.4　eMPower的规划模块(planningmodules)9.3.5　eMPower的工程模块(Engineeringmodules)9.3.6　结语9.3.1　数字化工厂的概念20世纪末到21世纪初(1999～2001年)，当信息技术(IT)处于高潮时期，数字化工厂和数字制造的概念在工业和学术界就已广为流传。我们借用香港理工大学李荣彬教授的话来阐明这一概念的含义，他说∶“制造的核心活动长期以来被认为局限在制造某些商品，这是不够全面的，在当今应该寓意为在系统处理知识中创造对顾客有用的价值。9.3.2　数字化工厂的产品至今已有两个商品化的数字化工厂产品——软件。即为：Delmia公司的DelmiaSolution。TecnomatixTecnologiesLtd公司的eMPower。这两种软件都是制造规划和工程工具集成在一起的软件包，并具有以下功能：1)工艺规划。2)资源规划。3)装配规划。4)工厂物流、工厂布置和仿真。5)作业计划、控制和监视。6)工作地设计的人机分析。7)成本分析。8)机器人单元设计。9.3.3　eMPower和e制造服务器［e-ManufacturingServer(eMS)］1.eMPower2.e-Manufacturing3.电子工艺过程卡(Ebop)1.eMPowereMPower向各种工业企业和生产过程提供一套软件解决方案。每一种解决方案都向制造工艺过程提供范围广泛的规划、工程、操作、通信的工具。1)eMPowerCarBody用于开发、通信和操作车身装配线和装配工艺过程。2)eMPowerQuality用于定义、管理和联系制造公差。3)eMPowerPCB用于开发、通信和操作印制电路板装配线和装配工艺过程。至于设施设计用eMPowerAssembly问题将进一步讨论。eMPowerAssembly主要有三个子模块∶1)数据库管理系统(由eMS执行)。2)规划(由eM-Planner、eM-Plant和eM-Assembler执行)。3)工程(由eM-Human和eM-Workplace执行)。1.eMPower图9-19　eM-PowerAssembly的结构1.eMPowerDFS的心脏在数据库管理系统之内,此系统有效集成了产品、操作和资源的信息/数据，以便支持制造系统的设计、分析、规划和控制功能。eM-Power中这样的数据库管理系统称为eMS。eMS是可以升级的基于网络的服务器(Web-basedserver)，此服务器管理和处理电子工艺过程卡(eBOPs)。2.e-Manufacturing2.e-Manufacturing2.e-Manufacturing2.e-Manufacturing3.电子工艺过程卡(Ebop)9.3.4　eMPower的规划模块(planningmodules)1.eM-Planner2.eM-plant3.eM-Assembler1.eM-PlannereM-Planner能使规划人员表述新的制造过程，或对正在运行中的制造过程作优化和更新。eM-Planner通常用以产生eBOPs以及维护数据版本及工艺变量。eM-Planner提供2D和3D视图，并允许优化资源，操作分配时间、空间、出产量以及进行成本分析。2.eM-planteM-plant能对生产系统和工艺过程进行设计、仿真、可视化和优化。eM-plant用于分析瓶颈，并优化产出量和缓冲储存规模。各模块的用途归结如下所述。操作方面的日常工作(Operationaldailyworks)：1)决定优化批量和日常操作顺序。2)意外处理∶对事故的良好反应，如对设备停机和堵塞的有效处理。3.eM-AssemblereM-Assembler能够设计、分析、验证产品的装配和拆卸过程，其特征为利用递阶装配树，创建和模仿装配路径和操作顺序；不论用二维还是三维都可来检查断面或作测量分析，用以 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 冲突。这能帮助用户彻底研究装配问题，也就是先期研究可装配性和可拆卸性、优化的装配顺序、最少的装配时间，以及使装配时产生的误差最小。9.3.5　eMPower的工程模块(Engineeringmodules)1.eM-Workplace2.eM-Human1.eM-WorkplaceeM-Workplace可以规划和设计复杂的装配设施、生产线和工作地。eM-Workplace支持结构化工作过程，从块状布置经过生产线规划和物流，直到单独工作地的详细设计和优化。2.eM-HumaneM-Human能使用户设计、分析和优化人的详细操作。此软件提供3D虚拟人的模型做精确的手工作业仿真，还有工效学和装配时间分析。eM-Human提供对人的手工作业是否轻松做可行性检查，交互式改进手工工作地以及评价不同的产品设计改进的优劣。9.3.6　结语DFS的浮出水面系受制造全球化现象的催化和互联网技术进步的刺激。就本质而言，DFS的进展受到以下两方面发展的推动∶1)主要的工业工程软件，其中包括离散事件的仿真、工作测量、人机工程(工效学)、成本估算和其他提高生产率的工具的发展的推动。2)在CAD/CAM领域内的协同工程(Collaborativeengineering)的发展的推动。9.3.6　结语