基于eM_plant的某压缩机生产线优化设计

赵晶　王昭宇　张佳伦

【摘 要】当今社会，提高企业的产品质量、降低生产成本成为企业赢得激烈的市场竞争的关键所在[1]。而很多生产企业存在着生产线布局不合理的现象，严重的影响了企业的生产效率，那么如何根据实际情况改进优化现有的生产线、生产布局也是提高企业市场竞争力的有效手段。

本文主要是针对压缩机的结构特征以及装配特点，找出生产线在运行过程中存在的问题，应用工业工程的理論方法对现有装配线进行改进，提出了两种生产布局方案，并应用eM_plant软件对生产线进行建模仿真，得出最优方案。进而，得出解决生产线布局问题的一般方法。

【关键词】eM_plant；仿真；布局；优化0 前言

压缩机是一个相对来说比较精密的设备，对其零部件的精度要求以及装配车间的环境要求都很高，0.03g的杂质就可以造成压缩机在1s内暴死（失去压缩能力），通过生产线布局的改进，不仅可以减少再制品数量，同时也可以减少工人数量和在制品移动距离。eM-Plant可以对各种规模的工厂和生产线，建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局[2]。应用eM-Plant软件进行布局优化仿真，对提高产品质量，降低优化成本具有重要的意义。

1 问题描述

压缩机装配线是由缸体分装线、后盖分装线、转动总成装配线、动力总成装配线和压缩机总装线5条分装线组成，各条分装线先对原材料零件进行局部装配，形成半成品，并将其运送到整装线进行最终装配形成压缩机，压缩机的装配工艺流程如图1所示。

图1 压缩机装配工艺流程图

针对某压缩机装配工厂，目前生产线存在着几种不合理现象：（1）生产线线间在制品存储过多；（2）工件在转运过程中经常出现磕碰伤等；（3）车间内的物流人员工作量过大，经常出现人员紧缺的状况；（4）物流路线在不同程度上存在着混乱的现状。针对以上问题，应用工业工程相关理论加以分析，最终提出以下两种改进方案：方案一：“鱼骨形布局”；方案二： “O形布局”。

2 建立模型

2.1 基本参数设置

打开eM_plant软件，在Model下新建一个frame，并将其重命名为Plant，并打开此Plant。点选模板的物件，分别在Plant中插入4个source，2个Flowcontrol，26个SingleProc以及21个Buffr。将各元素按照三种布局放置，并运用Connector来连接各个物件，可以按“Ctrl键+滑鼠左鍵 ”，连续点选或插入物件。更改Plant中的SingleProc物件名称。具体名称、时间及属性设置为：假设前面一工位物料运送的节拍为11秒，所以source的Interval设为11秒，MU设为entity；Flowcontrol设置为各分流50%；E1和E20操作时间设为23.74秒；E2和E21操作时间设为25.68秒；E3操作时间为13.412秒；Interface中side设为right。Plant的设置工作完成，添加的各工位的设置与上述步骤相同。

图2 EM_plant鱼骨形布局模型

2.2 按照装配线布局进行建模

以原有布局为例，在Plant中添加14个Workplace，一个Workpool，1个broker及相应的路径，并对Workpool进行相应的属性设置，双击Workpool图表，进入对Workpool设置对话框，单击Creation Table按钮；双击某工位图标进入设置页面，点开Exit Strategy分页，对需要物流人员的工位进行设置。设置完成后按F5运行即可。

3 仿真结果分析

通过以上设置，可以得到原有方案以及鱼骨形布局与O形布局的模型。图2为鱼骨形布局模型。

从各布局方案中以及运行结果可以看出，原有的布局中需要两个物流人员来保证生产的正常运行，而鱼骨形布局和O型布局都只需要一个物流人员就能够保证生产需要，而且物流人员所走的路径要缩短很多。而鱼骨型布局相对于O型布局更加紧凑，在等待、堵塞等的数据也要更加合理，因此对于小规模改进生产布局的情形下，优先选择鱼骨型布局。

4 结论

通过运用工业工程的相关理论与eM_plant软件相结合的方法，解决压缩机生产线布局问题，在很大程度上优化了装配过程，降低了装配成本，提高了生产效率。这些方法具有很好的可移植性，在其他相类似的流水生产领域中具有一定的实用价值。

【参考文献】

[1]彭旺明，张晓川.eM_plant在生产线作业仿真中的应和研究[J].武汉理工大学学报，2004.

[2]林则孟.物件导向模拟eM-Plant.台北：新竹清华大学工业工程与工程管理系，2005.endprint