衝壓車間工藝物流分析

衝壓車間是將板材衝壓形成汽車車身、車廂、車底板等部件的過程，衝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、塗裝、總裝車間的生產。衝壓車間生產具有以下特點：

換模時間長：每種衝壓件均有一套專用衝壓模具，模具從模具庫透過天車送到衝壓線，並進行換模，換模時間需幾分鐘到十幾分鍾，遠大於單個產品的衝壓時間，因此換模時間不可忽略。

大批次生產：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，生產過程應儘量減少換模次數，因此採用批次生產的方式。

需求拉動：為了滿足下游車間正產生產，衝壓車間需根據下游車間的需求計劃進行批次生產，在保證安全庫存的前提下，儘可能減少在製品數量。

模型邊界和模擬目標

模擬平臺以衝壓車間為分析研究物件，研究的範圍從毛坯進入衝壓車間開始到衝壓件離開衝壓車間進入焊裝車間為止，不包括衝壓車間以外的生產操作。基於衝壓車間具體例項的分析，模擬最佳化模型的目標有：

（1） 基於衝壓車間的生產工藝流程，構建衝壓生產線的線體模擬模型，對沖壓生產車間進行動態分析。

（2） 採用引數化建模的技術，開發通用的衝壓車間模擬平臺，能對不同的規劃方案進行分析比較，提高模擬平臺的柔性。

（3） 分析衝壓車間叉車數量對沖壓車間產能的影響，確定最優的叉車數量，確定車間毛坯和衝壓件庫快取區的大小等。

建立車間的三維動態展示模型，實時瞭解車間和模型的執行狀態。

模型假設

衝壓車間物流多且過程複雜，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，也會影響對模擬目標的分析研究，因此在實際建模的過程中要根據衝壓生產線的特點和模擬目標的不同，對分析目標影響較小的因素進行簡化，保證模擬模型的有效性。結合衝壓車間最佳化改善的目標，對沖壓生產系統模型做如下假設：

（1） 衝壓生產裝置發生故障導致停線的機率按照設定的分佈函式隨機發生。

（2） 衝壓工位的機器人、夾具、端拾器等不做具體動作建模，以每個裝置作為最小的建模物件。

（3） 除衝壓線尾人工裝衝壓件到料框外，其他區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模擬模型中物件要素

Plant Simulation是一個面向物件的離散型建模和模擬軟體，根據衝壓車間各物件元素的特點，主要的建模單元有：

（1） 毛坯件：採用移動物件Entity表達，主要屬性有名稱、長度等。根據這些屬性確定衝壓毛坯數量、托盤容量、訂單數量等。

（2） 衝壓工位：採用物流物件SingleProc表達，主要引數有衝壓時間、故障率和平均修復時間等。

（3） 托盤：採用移動物件Container表達，主要引數有長度和容量等。

（4） 安全區：採用資源物件LockoutZone表達，主要引數為安全區工位列表，控制安全區所有工位的故障。

（5） 模具庫、衝壓件庫： 採用物流物件Buffer表達，主要引數為容量。

結束語

採用Plant Simulation軟體建立衝壓車間通用模擬平臺，實現對沖壓車間快取區大小、轉運批次、生產計劃、瓶頸環節分析等。平臺採用模組化、引數化建模方式，滿足技術人員對功能模組進行快速的調整、規劃，能有效提高車間規劃的效率、為車間生產提供決策支援。