数字化工厂物流规划仿真分析+案例分享

数字化工厂物流规划仿真分析案例分享延2019/3/25世界强国的制造业转型战略通过智能工厂实现大规模定制化智能化服务体系，创造更多的产品价值衍生全新的商业领域向高端制造业转型和制造服务转型信息化和工业过程深度融合数字化工厂仿真规划实现愿景通过仿真对工厂进行静态和动态场景规划，实现方案"左移"（提早执行）基于历史或未来生产运作数据，验证和优化工厂生产运营管理相关方案通过集成其它数字化和自动化系统，提高实际工厂运作效能现实工厂虚似工厂数字化双胞胎主要内容数字化实现全流程的创新变革装配过程仿真人因工程仿真设备控制仿真加工过程仿真生产物流仿真在3D环境下分析在虚拟环针对自动化设进行虚拟的切以离散事件仿进行装配过程境下人体运动备如机器人等削加工过程的真为基础的模拟，通过直过程分析（装控制过程建模、仿真，模拟包3D交互式工观的仿真效果配、搬运、操仿真、分析，括加工设备、厂、生产线仿来发现潜在的作等等），根进行设备离线辅助设备在内真；分析生产装配中的问题，据相关国际标编程、虚拟调的机加全过程系统的产能、提前更及时、准评估人机功试、仿真校验。的仿真。效率和瓶颈环更容易更改。效。节等。数字化工厂仿真规划主要内容产线仿真与工厂整体3D建模业务与基础数据方案建议报告模型调试优化工厂与产线仿真模型人员培训方案建议产线及工厂仿真输出√设备资源等基础数据√工艺布局√产品对象及工艺信息√设备、产线产能数据√辅助资源与设施信息设备资源三维建模产线动态仿真模型工厂3D漫游模型√静态设备三维布局与空√静态设备三维布局与空间需求分析间需求分析√√车车间整间体整工体艺布工局艺、物布流局、物流路路径分径析分，车析间，三车维漫间游三。维漫游√产线规划动态仿真分析√产线规划动态仿真分析物流规划仿真分析主要流程（一）2017©版权归属北京同仁堂健康药业股份有限公司所有工艺仿真与3D虚拟作业业务与基础数据仿真结果与报告模型调试优化工艺仿真模型开发√动态操作空间干涉√工艺过程虚拟调试，操作顺序缺陷分析√改进方案试验效果分析√模型优化及视频制作工艺仿真模型输出√设备资源等基础数据√工艺布局√产品对象及工艺信息√操作约束条件梳理设备资源三维建模工艺仿真模型调试工艺导入仿真开发物流规划仿真分析主要流程（二）2017©版权归属北京同仁堂健康药业股份有限公司所有集成计划排产的生产物流运作仿真分析基础模型与数据分析模型与分析报告交付多场景仿真试验分析物流系统建模√工艺布局设备等基础数据√模拟排产数据√工厂规划能力方案√关键设备控制参数√车间运作关键目标√决策规则等√设备参数调整影响分析√需求变更影响分析√风险事件影响分析√决策方案导入效果分析生产过程量化建模离散生产过程量化建模库存发运过程量化建模人员培养模型及手册离散生产过程量化建模物流规划仿真分析主要流程（三）数字化工厂仿真规划核心方案框架运作计划方案驱动仿真生产运作场景下的相关指标预测统计决策选项订单分批增加资源业务外协……SDCPQ运营基础数据随机事件动态策略排产算法调度则系统参数调整算法/规则/参数设置试验优化评估满足系统绩效要求优化结果APS系统仿真虚似运营制造执行系统工厂运营管理决策多维度指标对比评价精确的预测系统绩效测试想法-做出更佳的决策消除风险和不确定性，防止/消除不必要的成本验证过程能力和过程改进(精益,6σ)发现新问题，新契机高度可视化，增进沟通和推广新理念案例1：工程机械数字化工厂项目案例(2010-2014)工程机械工业园区总体物流布局十八号厂房一号厂房二号厂房三号厂房五号厂房八号厂房七号厂房六号厂房中心仓库钢材库胶管库)、半成品物流()、18号以18号厂房为核心的泵送生产物流包括供应商入场物流(

)、零部件厂内物流(车间物流四大部分。装配区精加区结构件区南立库北立库装配区物流系统规划仿真主线仓储系统分拣系统配送系统生产线库存地点选择仓库库位规划分拣模式选择分拣区域规划配送模式选择配送载具规划上线容器规划线边布局规划仓储效率分析分拣硬件规划配送调度规划设备布局规划分拣软件规划配送软件规划18号厂房内部物流动线规划AGV电控叉车空中物流配送载具物流模式A叉G空V车配中配送物送通流来过配自立送缓超冲大

区库件的组，中盘如、的臂大中架件小、和台支补套腿、

货件转制塔的物标料准件大件缓冲区立体仓库立体仓库物流配送模式设计推拉结合的配送模式现有物流配送模式主要为推式模式；未来规划为推拉结合的配送模式，逐步过渡到拉式模式；泵送物流配送模式：波次批量下架，在线台套分拣，实时拉动上线生产线供线供线推式配送132

拉式配送推拉结合配送提前下架实时上线目标：实现从料坯到主机上线的全过程成套拉式配送物流系统规划仿真结论18号厂房物流模式：波次下架，在线分拣，实时上线四台套容器2N非JIT配送四小时波次下架，南立库播撒区823.97平米1039个上线容器26种容器JIT配送细致调度表提供给物流执行模块11台AGV,19台电动叉车,4台边叉,平均利用率78.08%案例2：3C企业智能制造项目案例（2015-2018）项目背景介绍2个国家智能制造示范项目针对3C企业的金属CNC加工车间，拥有多条自动化的生产线，由大量的国产高速高精钻攻中心、国产机器人、RGV、AGV小车、全自动配料检测系统等硬件及系统组成。通过虚拟数字化规划设计大幅度

提升智能车间建设效率和运行效

能。主要参与规划工作√动态精确的产能规划√优化周期时间√评估机器人调度策略√虚拟监控工厂√有效识别流程隐患3C企业智能工厂架构改善前改善后产线吞吐量提高12.49％项目方案简介不同的资源规划方案，机台工作、物流路径发生改变。需要建立多个仿真模型评估各种方案，从而测算出线体最佳产能，为APS排产提供依据。布局数据数据库生产工艺数据仿真结果控制参数接收Anylogic输入接口工艺模块数据驱动仿真Anylogic输出接口用户仿真需求仿真输出Anylogic仿真软件单元可重构的生产线体规划A

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S系统基于anylogic的产能测算仿真模型生成脱离平台的应用程序嵌入到排产系统中案例3：航轴加工车间虚拟数字车间项目案例(2018-现在)项目背景介绍案例为航空发动机轴类零件生产工厂，为小批量、多品种生产模式，拥有各种类型生产辅助资源和物流资源，对生产组织和管理水平要求极高。项目通过规划建设虚拟数字化车间展现其车间详细生产过程的制造、物流、质控和检测等各个阶段，辅助支持车间和产线单元规划，实现产品向实际制造过程转化前的全面综合验证，降低系统规划到生产实现之间的不确定性，最终提升车间综合效能与管理水平。√FMS布局验证及重构√物流优化及资源需求验证√生产调度策略优化√基于数字孪生的三维可视化与控制主要实施内容√航轴车间虚拟漫游车间3D虚拟漫游生产物流仿真制造单元加工过程仿真3D可视化管控项目实施内容——三维布局仿真虚拟工厂模型建立采用第三方建模软件，优化模型并烘焙贴出等效果处理，通过插件将模型文件导入PE引擎中，再通过PE引擎对模型整体效果调整，包含材质、纹理、灯光等处理，最终整合得出虚拟三维工厂，并在此基础上实现车间小轴线的三维布局可视化。大轴线 小轴线柔轴线精密间项目实施内容——生产物流仿真分析模拟了过去1个月的订单生产情况，对订单完成情况、设备利用情况、物流通道阻塞情况、物流资源使用情况进行了统计分析订单达成率设备利用率物流通道物流资源生产物流仿真分析结论举例结论：针对9种任务调度规则，进行仿真实验对比分析，策略九（基于少订单工序剩余数-最早交期的调度）的订单完成率在所有月份中均表现出绝对优势，相较于其他规则平均订单完成率提高8.6%。同时策略九具有较低的月均超期时间，相较于其他规则月均超期时间降低了21