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Plant Simulation沙拉酱

是对工厂进行仿真的一款离散制造业软件，技术分类属于虚拟调试。我们在软件中建模的时候，心中往往需要对工厂生产线的布局有个大概的了解，不然建立的模型既不美观大方，又不符合实际的生产线，于是仿真就成了一纸空谈。所以我们今天就来谈谈完美的生产线布局是什么样子的。

接触过plant simulation这款软件的人应该知道，这款软件适合于在校学生以及企业物流，IE工程师，院校教师，控制、算法研究人员。软件作为一款工厂、生产线及物流仿真软件，能够对车间布局、生产物流设计、产能等生产沙拉酱系统的其他方面进行定量的验证并根据仿真结果找到优化的方向，从而能够在方案实施前对方案实施后的效果进行验证。所以，一个好的产线布局对于仿真的优化起到了至关重要的效果。

提到plant simulation虚拟仿真技术，我们就不得不提另外一个概念：数

字化双胞胎。

数字化双胞胎（Digital Twin）在2017和2018年连续两年被Gartner评为影响未来的十大技术之一，众多工业软件及工业自动化厂商也积极的围绕数字化双胞胎的理念和技术体系进行战略布局。

数字化双胞胎的作用可通过下图概括：

了解了数字化双胞胎，我们再沙拉酱回过头来看plant simulation虚拟仿真技术你就可以发现，plant simulation大部分的时候是针对工厂来进行仿真优化的，那么plant simulation如何来对一个工厂进行仿真的呢？

对一条产线进行仿真，我们在plant simulation软件中要进行如下步骤：2D下的建模，参数的设置，三维位置的确定，3D下的图形渲染以及3D下对机械臂工位等动画的设置，最后再通过分析工具如GA遗传算法，实验管理器，甘特图，桑吉图，瓶颈分析器等仿真分析工具找到模型的优化方向，通过html汇报给出工艺排产和布局的最佳解决方案，减少成本和时间，进而给公司和工厂带来巨大的利润。今沙拉酱

天我们主要讲述下plant simulation软件中如何对产线来进行建模的。

对于产线的建模，我们可以用传送带来运送托盘，用缓冲区来代表线边库，通过传感器来进行零件的上下料操作。在弯道或者分流比较多的模型中，我们也可以使用角度转换器，转换器，转盘，旋转输送台来进行修饰模型。当然，一条产线肯定少不了机器臂的身影，我们可以通过将机械臂拖拽到长度单位对象上的方式进行选取、放置零件，或者可以加载或卸载零件。通过机械臂和传送带的集成建模，我们可以实现大多数行业的生产流程。沙拉酱在有些特定的行业中，还可能会用到天车，龙门起重机等设备进行产线的修饰，这些设备我们也可以通过plant simulation中模型与代码集成的方式来实现。这样，一条产线就这么完成了。

介绍完plant simulation中关于生产的建模流程，我们再来谈谈plant simulation中如何对产品进行存储的。我们都知道，

一个工厂生产完货物之后，往往都不能第一时间送去市场进行销售，这个时候我们就可以使用立体库来模拟实际工厂中的仓库。通过WMS物流管理，我们可以实现对货物的自动入库出库管理。通过更精细地代码设置，我们就可以提高货物沙拉酱的周转率和订单交付速率，让企业生产的货物既不堆积在一起，又不会因为停产导致机器资源的浪费。货物周转率的提高也可以给企业带来巨大的盈利，订单交付速率的提高也给了客户更优质的服务感受，企业核心竞争力的提升不言而喻。

但是这还远远不够，随着工业4.0的到来，越来越多的智能化工厂进入我们的眼帘，这个时候，我们就可以通过AGV——自动导航运输车来构建工厂中自动寻路的取货卸货小车，这种小车代替了传统工厂中的人工叉车，取而代之的使用电池进行供电，减少了人力物力，沙拉酱

让我们的工厂显得更加智能化。在plant simulation软件中我们可以通过加上代码修饰的track轨道和transport小车来实现我们的自动导航系统，也体现了我们这款软件面向对象集成的特点。

说完了plant simulation软件中生产线的建模流程，我们应该认识到了要让这么多模块集成在一起不是一件容易的事，这个时候一个好的生产线布局就起到了事半功倍的效果，下面我们就来介绍完美的生产线布局是长什么样的。

车间流水线布局的原则，可以概括为：“两个遵守、两个回避”。两个遵守，即：逆时针排布、出入口一致；两个回避，即：沙拉酱孤岛型布局、鸟笼型布局。

举个例子，单元装配线的理想布局之一是花瓣形布局，遵循以下原则：

1.流畅原则：各工序的有机结合，相关联工序集中放置原则，流水化布局原则。2. 最短距离原则：尽量减少搬运，流程不可以交叉，直线运行。3. 平衡原则：工站之间资源配置，

速率配置尽量平衡.4. 固定循环原则：尽量减少诸如搬运，传递这种Non-Value Added的活动。5. 经济产量原则：适应最小批量生产的情形，尽可能利用空间，减少地面放置原则。6. 柔韧性的原则：对未来变化具有充分应变力，方案有弹性。如果是小批量多种类的产品，优先考虑“U”型线布局、沙拉酱环型布局等。7. 防错的原则：生产布局要尽可能充分的考虑这项原则，第一步先从硬件布局上预防错误，减少生产上的损失。下面我们我们对其他的生产线布局原则分别进行介绍：

1. 逆时针排布

逆时针排布，主要目的是希望员工能够采用一人完结作业方式，能够实现一人多机。一人完结与一人多机要求一个员工从头做到尾，因此员工是动态的，称之为“巡回作业”。大部分作业员是右撇子，因此如果逆时针排布的话，当员工进行下一道加工作业时，工装夹具或者零部件在左侧，员沙拉酱

工作业并不方便，这也正是逆时针的目的——员工就会走到下一工位——巡回的目的也就达到了。

2. 出入口一致转

出入口一致，是指原材料入口和成品出口在一起。为什么要求出入口一致呢？首先，有利于减少空手浪费。假设出入口不一致，作业员采用巡回作业，那么当一件产品生产完了，要去重新取一件原材料加工的话，作业员就会空手（手上没有材料可以生产）从成品产出口走到原材料投入口，这段时间是浪费。如果出入口一致的话，作业员立刻就可以取到新的原材料进行加工，从而避免了空手浪费。第二，沙拉酱有利于生产线平衡。由于出入口一致，布局必然呈现类似“U”的形状，这使得各工序非常接近，从而为一个人同时操作多道工序提供了可能，这就提高了工序分配的灵活性，从而取得更高的生产线平衡率。

3. 避免孤岛型布局

孤岛型布局把生产

线分割成一个个单独的工作单元，其缺陷在于沙拉酱单元与单元之间互相隔离，无法互相协助。

4. 避免鸟笼型布局

鸟笼型布局往往没有考虑到物流、人流顺畅的结果，这种布局错误的用机器设备或者工作台把作业员围在中间，使得物流不顺畅，在制品增加，单元与单元之间的相互支援也变得几乎不可能。

5. 花瓣形布局

花瓣型布局是由多个单元共同组成，是按照“两个遵守、两个回避”原则进行布局的结果。这种布局有助于提高单元间的互相协助，从而提高生产线平衡率。花瓣式布局是进行“互助协作”的必要条件。互助作业就好像运动场上的接力赛一样，在交接区，实力强的选手可以适当的弥补实力弱的选手。在工作中也是一样，单元之间的作业员也要把产品像接力棒一样去传递。如果前单元的作业员耽误了时间，后单元的作业员就帮助前沙拉酱

单元从机器上卸下产品。这种做法，显然依靠“花瓣式”布局为前提。

6.“一个流生产线布局”

按精益生产的理念，除了以上的两个方面，还有更重要的因素需要考虑，精益生产布局追求的目标主要有以下几方面：使物料搬运成本最小化；空间的有效利用；劳动力的有效利用；便于员工之间、员工与管理者之间、员工与用户之间的信息沟通。一个流(One—Piece Flow)”生产方式是指产品在生产过程中尽量实现小批量的轮转，最好是单件的流动。它是减少在制品数量的最好方法，是消除生产线浪费的良策。它的基础是要使沙拉酱加工生产线像流水装配线一样流水化，但要牺牲非瓶颈工序设备的利用率，因此要尽量平衡生产线，减少设备的产能损失。

7.“U”型布置

车间流水线布置一般归纳为如下两种：传统“一”字型生产线布置(即按加工顺序排列设备)和u型布置。随着精益生产思想的推广，

传统生产线越来越多地被U型生产线所代替，因为传统生产线布置有如下缺点：一个人操作多台设备时将存在“步行的浪费”，增加了劳动强度，同时也不能实现人员的柔性化调整。而在U型布置中，生产线摆放如U型，一条流水线的出口和人口沙拉酱在相同位置，一个加工位置中可能同时包含几个工艺，所以U型布置需要培养多能工。它减少了步行浪费和工位数，从而缩短周期、提高效率，同时也减少了操作工，降低了成本等。部分内容来源于：plant simulation仿真社区

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