基于SLP的某模具厂设施优化设计

科的理论知识，对模具厂的整体设施布置、设施设计、生产现场管理进行研究与优化，Abstract 1 1 1 1 2 3 3 3 4 5 5 5 6 6 7 7 8 8 26 41 42 42 43 45 48 50 51 51 53 1力高低的标准是模具制造程度能力的厉害与否以及模具的制作能力能否满足实际生产公用工程设计公用工程设计厂址选择布置设计物料搬运系统设计与设计建筑设计设施设计信息系统设计设施规划2[3]生产系统中仍然存在不少问题。据相关资料显示，多余浪费搬运成本会使总成本提高3合理规划合理规划降低成本，提高减短搬运距离缩短生产周期提高竞争力提高稼动率物流分析与设施规划系统仿真系统仿真精益管理提高效率提高竞争力减少搬运距离降低成本，提高利润平面布置优化改善4定量约束条件定量约束条件定性约束条件计划作业单位划分布置设置方法（1）首先对该企业的生产车间进行实地调研，了解工厂厂区面积；工人数；计划（2）其次，根据发现的问题作为研究改善的突破点，对该厂的生产车间布局进行作出三个可行方案，并且权衡利弊，对三个（4）此外，除了对设施布局进行重新规划外，也需对工厂内部的相关工具进行改符合的空间进行规范化管理。54.计算所需面积6.作出面积相关图9.进行综合评价FLEXSIM仿真分析2.作业单位相互关系5.计算可用面积选出最佳方案（1）文献法。通过阅读文献资料对模具的发展现状与存在问题有了一定的了解，也了解到设施规划是如何应用在工厂生产系统里面的。（2）实地调研法。现场调查模具厂的现状，询问该厂负责人获得相应的数据，得（3）定性分析法与定量分析法。运用工业工程相关理论、系统布置设计模式对模6文献调查研究方法、可行性现状调查分析找出瓶颈系统布置平面设计FLEXSIM仿真分析（1）调研的各种材料、资料，参考其他企业进行的设施布置例子，证明模具厂进（2）有指导教师的指导，基于老师的教学经验以及丰厚的学科知识，为改善提供（3）经济可行性。通过设施布局重新设计，可以减少搬运距离，达到降低成本、7内设备有数控机床、数控车床、线切割机等各类模具加工设备。工厂主要生产搅拌桨、序号1原材料库主要是用来存放生产所需要的不锈钢、铝合金等原材料，该部分材料主要是地面积为60㎡。包材区分两层，主要存放工2普通车床加因此只能根据原有布置将其放在空处。重型卧式车床主要加工直径较大的重型机械零件，具有技术含量高、刚性强、精度稳定的特点。3区要应用于精铸模具和五金配件这种小型产品的制作。4数控车床加2个人负责，由6台数控车床组成，主要用于负责车外径、内圆工艺，主要应用于精铸模具和五金配件这种小型产品的制作。5龙门铣床加8龙门铣床可以用多把铣刀同时进行加工表面的工序，加工精度及生产效率6线切割区1人负责，主要由9部线切割机组成，该区域主要负责使用电火花切割加工各类金属工件内外形状，每部机器占地面积为3㎡，该区域总占地面积为7抛光区面进行的修饰加工，抛光区外为半成品库，主要存放搅拌桨成品，该区域总8装配车间组成，由3人负责。装配车间负责精铸模具的装配，工人根据图纸要求对工9攻牙钻孔车间包装检验区装检验区与包材区相邻，方便包装时候包材拿取。包装检验区的区域占地面由一台试模机组成，主要负责精铸模具的试模。由于试模机较脏，因此放在清洗区主要由一台超声波清洗机组成，占地面积为4㎡，由于清洗完后需要晾干，因此需要放在通风口处，与包装检验区相邻。9到的问题，更加具有实际性。在对模具厂布局存在问题进行分析时首先进行定性分析。（1）原材料库离门口过远，需要横跨过整个厂区才能把原料搬到原材料库。同时（2）杂件区、包材区物品放置混乱，螺栓、螺丝等相关零件没有标识卡，增大了（3）试模区与装配车间距离较远，增大了模具装配完成后搬运去试模区的搬运距4.改善达到最佳顺序；5.使各个动作更加经济、步骤更加合理。2.改善工作顺序；基本原则流程分析（7）检验、包装。检验加工完的搅拌桨是否满足客户要求，若质量满足要求，进月产总质量月产总质量工序材料利用率（%）产品名称搅拌桨作业单位名称原材料库普通车床加工区龙门铣床加工区数控车床加工区材料不锈钢工作内容来料加工铣精车月产总产值工序总质量（kg）4序号线切割线切割抛光成品检验及包装线切割区抛光区检验、包装（2）车削。运至装配车间万能铣床处进行铣表面，为下一步铣做准备，本工序材（4）再加工。按需要进行电火花、普车或线切割，本工序材料利（8）检验、包装。检验加工完的产品是否满足客户要求，若质量满足要求，进行表2.4精铸模具零件生产工艺过程表月产总质量月产总质量工序材料利用率月产总产值切割攻牙钻孔装配产品名称精铸模具作业单位名称原材料库装配车间数控机床加工区装配车间攻牙钻孔区装配车间试模包装、检验区使用万能铣床进行表面加工铣按需要进行电火花、普车或线材料铝合金、钢材工作内容4序号（6）超声波清洗。由于五金配件批量较大，且有孔，人工难以清洗干净。运至包表2.5五金配件加工过程表材料材料铝合金、不锈钢工作内容车铣攻牙钻孔去毛刺超声波清洗包装产品，以备出货月产总产值工序总质量（kg）产品名称五金配件作业单位名称原材料库数控车床加工区数控机床加工区攻牙钻孔区包装、检验区清洗区包装、检验区月产总质量工序材料利用率4序号搅拌桨加工时间搅拌桨加工时间)H间时工加0作业人员*瓶颈工位的作业时间精铸模具加工时间精铸模具加工时间5H间工0作业人员*瓶颈工位的作业时间五金配件加工时间五金配件加工时间6)间时加0作业人员*瓶颈工位的作业时间一个良好的工厂设施布置内容主要分为平面布置及相关设施是否满足需要这两个析5、采用综合因素加权平均法合并单位物流相关表与非物流相互关系表，得出各作业单位综合相互关系表6、根据作业单位综合相互关系表绘制出作业单位位置相关图7、综合实际需要，绘制得出作业单位面积相关图件序号名称用途1原材料库储存钢材、危化品等物料2普通车床加工区车，主要用于大件模具的加工3龙门铣床加工区铣，主要用于大件模具的加工4铣，主要用于小批量多品种模具的加工5线切割区6装配车间装配精铸模具7抛光区抛光，对工件表面进行修饰加工9数控车床加工区车，主要用于五金配件的加工半成品区储存半成品包装、成品检验区成品包装及检验成品区储存成品储存包材、胶带等材料办公室、食堂设备名称设备名称重型卧式车床2龙门铣床8数控机床6线切割机83攻牙钻床7数控车床63试模机14超声波清洗机1123普通车床2万能铣床4作业所需面积/㎡2普通车床加工区9数控车床加工区序号序号名称作业所需面积/㎡线切割过程中利用率为95%，因此线切割废料量=3200×95%×90%×99%×毛重车削废料毛重车削废料KG铣废料KG精车废料线切割废料KG抛光废全年废料KG毛重铣表面废料铣内部废料电火花、普攻牙废料KG抛光废全年废料KGKGKG车废料KG毛重车削废料KG铣废料KG去毛刺废料全年废料KGKGKG搅拌桨产品模具产品200010002000100030400273603822902.52588.219603649.521824.762588.21824.7695027086.4半成品区包装检验区成品区试模区清洗区原材料库工区工区CNC加工区线切割区装配车间抛光区攻牙钻孔区工区1234567891824.76902.52727.26902.5902.532000序号单位对（路线）物流强度/KG123456789表3.8物流强度物流路线比例及承担物流量比例4040物流强度等级超高物流强度特高物流强度较大物流强度一般物流强度可忽略搬运AEIOU物流路线比例承担物流量比物流强度等级AAEEIIIIIIIIIOOOO2467针对模具厂产品生产的路径不同，考虑到实际情况，规定密切程度原由如表3.13理由理由工作流程的连续性生产服务物料搬运管理方便理由安全及污染振动、噪声、烟尘作业性质相似信息传递2345678编号编号根据划分的密切程度依据制定非物流作业单位相互根据划分的密切程度依据制定非物流作业单位相互关系（见表3.14运用visio一对作业单位密切程度的理由A原材料库与普通车床加工区包装检验区与成品区似的搬运问题包装检验区与包材区原材料与装配车间一对作业单位密切程度的理由E包装检验区、装配车间与办公楼抛光区与半成品库普通车床加工区与龙门铣床加工区龙门铣床加工区与数控车床加工区线切割区与抛光区抛光区与半成品区装配车间与原材料库组装车间对管理人员要求比较高，应该靠近办公服务楼物料搬运方便I装配车间与攻牙钻孔区数控车床区与cnc加工区装配车间与试模区数控车床加工区与线切割区包装检验区与清洗区原材料库与数控车床加工区生产的连续性服务的频繁程度O办公楼与成品区、半成品区办公楼与原材料库、杂件区、包材区半成品区与成品区联系频繁程度管理方便U原材料库与成品库、半成品库、包装检验区程度不大X办公楼与普通车床加工区办公楼与龙门铣床加工区试模区与其他区域尘、振动等ᵅ=17(17−1)2=136作业单位对关系密级物流关系加权值2非物流关系加权值1AAUUUUUIUUUUUXUUUUUUUUUUU40002001000000004000000000040003002000010030000000000AUUUIUUOUUUUUUUUAUUUUUUUUUU综合关系80005003000010070000000000AUUUEUUIUUUUOUXUAUUUUUUUUUU作业单位对关系密级物流关系加权值2非物流关系0000000300000004022000000加权值1XUXUUUUUUEUUUUXUXUUAUIIUUUUUUX综合关系0000001600000006023000000XUXUUUUUOEUUUUXUXUUEUOIUUUUUUX作业单位对关系密级物流关系加权值2非物流关系00302000000002000003020003000加权值1UUEUIUUUUUUXUUIUUUUUEUIUUUEUUU综合关系00505000000004000003040005000UUEUEUUUUUUXUUIUUUUUIUIUUUEUUU作业单位对关系密级物流关系加权值2000000100000000000000000000020UUUUUUOUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUIU非物流关系000000000000000000000044加权值1UUXUUUUUUUUXUUUUUUUXUUOOUUXUAA综合关系000001000000000000000064UUXUUUOUUUUXUUUUUUUXUUOOUUXUEI作业单位对关系密级物流关系加权值20022000000000000000UUIIUUUUUUUUUUUUUUU非物流关系321000100000加权值1EOXIOOUXUUOXUUXUXUU综合关系3141000100000IOOIOOUXUUOXUUXUXUU特别重要靠近E2~5不重要U20~85表3.17模具厂作业单位比例划分表关系密级作业单位对数A2E7I8O0UX作业单位位置关系图的相互关系密级有固定的表示方法，且相互区分，具体见表密切程度等密切程度等级绝对必要特别重要不重要不希望极不希望颜色规范红绿蓝不着色棕黑系数值43210-1-2AEIOUXXX线条数//////////工厂总平面布置原则1车间总体布置应遵循满足生产要求及符合工艺流程的原则，做到减少物流量，同时也要重视各部门之间的相互关系密切程度。确定好设置布置形式，根据车间生产纲领，分析出产品与产量关系，确定生产类型，决定出车间设备布置形式是采用流水线式、成组单元式还是机群式。工厂总平面布置模式满足生产要求，使工目前可分为功能性厂区划分模式和系统设计模式。功能性厂区划分主要是指艺流程合理化对各生产部门的生产性质、安全、卫生与运输要求进行的相似性划分，但这种模式划分的缺点就是难以全面满足物流和工艺流程合理化的需求。而系统设计模式则充分考虑了各部门之间物流与非物流的相互关系密切程度，避免了物料搬运过程中所产生的交叉，减少搬运距离和搬运费用，达到了节省成本、提高效率的目的。工厂平面布置应该要和工厂内部的运输方式相对应。进行工厂平面布置的时2345适应工厂内外的运输合理用地原则利用气候等自然条件，减少环境污染候需要根据产品的产量特点，选定运输方式及运输设备等，合理确定出运输路线及相关生产部门与非生产部门的位置。同时，进行厂内平面布置的时候也需要考虑到厂区道路的设计。厂区道路承担着物料运输、人流运输及消防安全的任务，还具备划分厂区的功能。工厂平面布置设计应该要根据实际情况中运输、安全、防火、卫生、绿化等要求，合理确定通道宽度及各车间设备之间的距离，尽量达到总体布局紧凑合理的要求。同时要实行定置管理，确保工作环境整洁、安全。对主要生产设备安排适当位置，也要对工人工作地、杂件区、通道、办公室等辅助部门、生活卫生设施等安排出合理的位置，确保工作环境整洁及生产安全。工厂平面布置首要考虑问题是安全生产，各生产设备之间应该要留够足够的位置。振动会影响到精密作业车间的生产，所以精密作业车间需要远离振源或者采取对应必要的防振措施。噪声会影响工作，因此办公室也应要远离噪声源。在工厂总平面应该要考虑到如何防止噪声问题：一是可以采取隔音措施，降低噪声源发出的噪声级；二是可以采取使人员较多的部门远离噪声源等方法。建筑物的朝向是进行工厂总平面布置应注意的问题，要考虑到日照、采光和自然通风等因素。此外还应该要充分利用当地的地形、地质条件、风向规律，利用风向规律避免造成空气污染，考虑建筑群体的空间组织以及造型，以及也应该要考虑到建筑施工的便利条件。在进行工厂平面布置的时候也要考虑到现实约束条件，比如电网、水管运输等条件。序号序号考虑条件具体内容1场地模具厂场地尺寸固定，不可扩大。2工艺路径工艺靠近的应该要尽量靠近、相互关系联系程度等级高的要尽量靠近3噪声容易产生噪声的工序要远离易受噪声影响的工作单位4安全要确保工作环境安全11111等级得分等级得分等级得分工作环境安全与舒适工作环境安全与舒适E3E3E3管理的方便A4I2E3E3E3E3环境保护A4E3E3其他相关因素E3I2I2综合得分综合排序132工具左手操作MOD值右手操作操作说明MOD符号MOD符号操作说明伸至产品堆放处M3G14M3G1伸至酒精处递回身前M3P03M3P0递回身前等待4M3G1伸手至工具处递回身前M3P03M3P0递回身前去毛刺E2D3A49E2D3A4去毛刺3M3P0放下工具擦拭产品E2D3A49E2D3A4擦拭产品检验E2D35E2D3擦拭另一个面E2D3A45E2D3A4擦拭另一个面等待4M3G1伸至包装袋处等待3M3P0递回身前包装E2D35E2D3包装伸至成品框M3P14等待拿起产品去毛刺工作台平面布置去毛刺、包装检验擦拭产品并检验放置成品作业单元五金配件产品类型工序名称产品堆放MOD值成品框包装去毛刺、包装检验去毛刺、包装检验测量次数123456789表3.25我国成人人体主要尺寸及体重含义含义将工作场所存在的任何物品都区分为有必要和没有必要的物品，除了有必要的留下来之外，其他的都被消除掉。其目的是把留下来的必要用的物品按照规定位置进行摆放，并且放置整齐后加以标识。整顿的目的是使工作场所变得一目了然，从而除掉过多的积压物料。通过将工作场所内看得见和看不见的地方进行清扫干净，从而保持工作场所干净、卫生的环境。清扫的目的是为了稳定品质及减少工业伤害的发生。将整理、整顿、清扫进行到底，并且制定相关制度，实现制度化，使其经常保持环境处在美观的状态。目的是为了创造明朗现场，维持上面3S成果。促使每位员工形成良好的工作习惯，并且遵守相关规则做事，培养其积极主动的做事精神。目的是为了培养良好习惯、遵守规则的员工，营造团队精神，培养公司文化。通过重视成员安全教育，建立起安全生产的环境，,让其每时每刻都有安全第一观念，达到所有的工作应建立在安全的前提下、防患于未然的目的6S因素整理整顿清扫清洁素养安全序号1234564模具厂设施优化后的生产流程仿真分析合了系统学与运筹学、概率论及计算机互为一体的综合理论与方法，主要是通过FLEXSIM仿真软件对现实世界和系统的状况进数学模型进行分析就显得比较困难，耗费巨大的人力物力，而且效果可以使领导者更加容易理解，从而作出决策。新的设施规划实施之前，可以使用仿真软件来了解方案的实际运行情况，并可以检测出该方案的可行性，作出相对应的修改，减少经济损据使改善的优劣更加显而易见。14234.1FLEXSIM仿真软件简介在进行仿真建模操作的时候，我们一般遵循以下步骤：理解软件及目标的明确数据采集与构建模型实现仿真模型不符合模型验证仿真实验运运行仿真模型输出结果的分析A连接是负责为了使得模型的运行更加贴合实际，因此需要根据实际情况设定各个实体的参数。数控车床数控机床攻牙清洗去毛刺包装ObjectObjectClass输入数量输出数量最小停留时间最大停留时间发生器3Source00暂存区4Queue0数控车床Processor1501215012暂存区6Queue0钻床Processor1800018000暂存区8Queue0清洗Processor1440014400暂存区12Queue0包装Processor39603960暂存区14Queue0吸收器15Sink00暂存区19Queue0数控机床Processor1501215012ObjectObjectClass空闲率加工时间发生器3Source0.00%0.00%暂存区4Queue0.00%0.00%数控车床Processor65.34%34.66%暂存区6Queue0.00%0.00%钻床Processor58.84%41.16%暂存区8Queue0.00%0.00%清洗Processor67.01%32.99%暂存区12Queue0.00%0.00%包装Processor90.93%9.07%暂存区14Queue0.00%0.00%吸收器15Sink暂存区19Queue0.00%0.00%数控机床Processor65.42%34.58%本章主要是运用FLEXSIM仿真软件对五金配件的生产过程进行建模仿真及分析。因工程学原理等方法对模具厂的设施进行优化设计。以减少搬运距离，降低搬运时间，本论文研究对与中小型企业的设施规划也具有借鉴意义，在实行精益生产的同时，也要考虑到物流是否存在浪费。本次论文不[1]谭喜春,王文秀.简述国际模具行业发展概况[J].科技与企业,2013(06):234.[3]王称.浅析我国模具技术现状与发展趋势[J].建筑机械,[5]柯秉光.模具行业的现状与发展略谈[J].金属加工(冷[6]周宝友.中国模具制造业现状及发展趋势[J].模具制造,201加),2019(06):9+1-3.[8]边超.试论我国汽车冲压模具市场现状造,2019,68(12):1427-1430.[12]罗东东.基于SLP和遗传算法的厂区平面布置设计及优化[D].长春工业大学,2015.真研究[J].现代制造工程,2020(01):50-57.[17]徐天琦.基于SLP的某阀门生产车间布局优化研究[J].机械设计与制造工程,2018,47(04):74-77.附录1