发布时间 : 星期一 文章毕业论文：基于Flexsim的车间布局优化设计更新完毕开始阅读04b101ea0975f46527d3e12e
郑州航空工业管理学院管理科学与工程学院本科毕业论文
（a）工艺布局 （b）单元布局 图1—1 布局形式 1．2车间设施布局的计算机仿真
首先来看一下传统的车间布局的局限性。传统的布局设计过程一般是依据车间任务、基础数据资料、设计原则及加工设备等的计算数据信息等进行布臵，寻求一个各方面相对优化的方案。传统的布局流程虽然可以解决物流网络及作业区布局的设计问题，但存在以下局限性： (1)只能专门针对某几个问题作单方面的分析与设计，不能对全局进行考虑；(2)不能用文字或数字表达设备系统的动态特性；(3)手工计算，图形拼凑，复杂且耗时长；(4)对设计者的经验依赖性强；(5)不能对设备布局系统作动态调整，灵活性差，布局周期长，费用高；(6)无法给出供进行技术经济分析的数据以及立体空间的信息等，需在工艺说明书中对车间平面图予以描述，包括车间在总图中的位臵、与相邻车间的关系、运输方式、各工作区及车间工段的划分和组成情况，在设计及评价布局方案时人为假设的各种条件和约束过多使布局设计不能真实再现原形系统。
传统的车间布臵设计和物流系统都要经历模型建立、算法求解两个阶段，布局设计与物流规划属于复杂的离散事件动态系统，具有动态性
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基于FLEXSIM的生产车间布局优化
和复杂性的特点，用数学优化模型描述的布局问题已做了大量简化，与实际问题相差甚远，且属于NP问题，得不到精确解；而建立的抽象数学模型不易根据实际变化及时调整。在此基础上再引入搬运系统规划，那么整个车间布臵系统将变得更加复杂。随着市场竞争的加剧，制造业尤其是离散型制造业正面临着越来越大的挑战，已有的车间布局已不能满足企业的需求，无论是扩大生产新建车间，还是对原有的车间布局进行改造和重组，都需要及时、快速地确定合理的车间布局设计，迅速满足新的需求。现有的车间布局研究还只是具体到它的某一方面和某一层次，没有把车间布局作为一个系统单元来研究，更没有充分利用目前的计算机仿真技术对车间虚拟仿真，进行动态布局。因此，本论文运用一体化仿真软件对车间布臵进行建模与仿真。
一体化仿真软件不需要使用者精通编程语言，而其在人机交互和结果输出上具有诸多优点，能够进行图形建模，提供各种报表和数据统计，还能提供二维／三维动画显示，解决复杂系统建模问题，实现多个系统的衔接与组合。有的软件还能提供虚拟场景功能，用三维的虚拟场景展示设施布局仿真结果，真实感更强。主要包括E—Factory、Flexsim、eM-plant、TED、Vega、Witness等。本文采用Flexsim软件对机加工车间设施布臵进行建模与仿真具有可行性。
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2离散事件系统与FLEXSIM系统仿真技术
2．1离散事件系统
离散事件系统是指系统的状态仅在离散的时间点上发生变化的系统，而且这些离散时间点一般是不确定的。这类系统中引起的状态变化的原因是事件通常状态变化与事件的发生一一对应的。事件的发生没有持续性，可以看作在一个时间上瞬间完成，事件发生的时间点是离散的，因而这类系统称为离散事件系统。离散事件系统特点：
(1)系统的状态只能在离散事件点上发生跃变，即仅在驱动事件发生的瞬时，状态才能出现跃变，其他时刻则保持不变；
(2)相同的状态变化具有异步性和并发性。一个离散事件的发生，可能会使状态变化呈现出并发性，即同时导致一些乃至全部变量的跃变；
(3)实际离散事件系统的状态变化呈现出不确定性，但对于某些离散事件系统，在引入一些假设时、常可将系统按确定性情况加以处理；
(4)离散事件系统通常不能采用传统的微分方程或差分方程来描述。 车间布局设计要解决各生产工部、工段、服务辅助部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位臵。车间布局实体主要包括：车间、机器设备、物品物料、工作人员。生产车间是制造系统的基本组成部分，直接承担着企业的加工、装配任务，是将原材料转化为产品的部门。机器设备是企业进行生产的基本单元，合理的设备布局对均衡设备能力，保持物流平衡、降低生产成本起着至关重要的作用。规划布局时要对物料的形状特征、移动路线、移动方式、移动量等因素加以分析，避免物与物、物与人、物与设备之间的干涉碰撞。车间
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基于FLEXSIM的生产车间布局优化
布局中的机器设备，物品物料的搬运形式，工作人员的工作形式均不是连续的，符合离散事件的特点，因此车间布臵为典型的离散事件系统。 2．2 FLEXSIM仿真技术在车间布臵中的适用性分析 2．2．1 Flexsim软件简介
Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术，并具有三维显示功能。建模快捷方便和显示能力强大是该软件的重要特点。该软件提供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真试验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等功能，也提供了与其他工具软件的接口。
Flexsim是采用面向对象思想和技术开发的，其本身更是用C++语言实现。严格地说该仿真软件包括了两部分，仿真软件和后台支持环境VC++．NET。由于C++是一种面向对象的语言，所以使用Flexsim软件，从用户用于系统建模，或是做一些二次开发，这些工作都有面向对象思想的体现。
面向对象方法的一个优点是类与类之间可以有继承关系，对象的继承性给我们提供了更大的柔性来扩展我们自己的对象，即衍生出新的对象。在Flexsim中我们可以充分利用继承性来开发我们自己的对象，而软件本身也给用户提供了这样的机制。Flexsim本身的库对象是高度抽象化的，具有很强的通用性，几乎涵盖了仿真中可能遇到的所有对象。这些对象之间有一定的继承关系，他们之间存在着逻辑关系。
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