11中文摘要本文介紹了波輪洗衣機制造企業(yè)中總裝車間裝配生產(chǎn)線的設(shè)計，設(shè)計出充分符合當(dāng)今制造企業(yè)的新型裝配生產(chǎn)流水線。首先利用模特法mod得到各個工位的標(biāo)準(zhǔn)時間，并計算產(chǎn)能；其次利用生產(chǎn)線平衡率的方法對該生產(chǎn)線進(jìn)行評定，確定該裝配線是否需要改進(jìn)；再次應(yīng)用ECRSM則和5W1H六大提問法分析未達(dá)到平衡的裝配生產(chǎn)線上所存在的問題并找到解決方法，以及對生產(chǎn)線連續(xù)流的改造,從而平衡優(yōu)化裝配生產(chǎn)線。最后借助于面向?qū)ο蟮膃M-plant軟件,對設(shè)計出來的裝配生產(chǎn)線進(jìn)行快速仿真,來分析工人利用率、產(chǎn)量的控制和工廠管理等狀況,以輔助企業(yè)管理者正確決策。討論先進(jìn)裝配生產(chǎn)流水線技術(shù)被應(yīng)用于當(dāng)今制造企業(yè)中的必要性和仿真技術(shù)作為一個重要的分析手段,以及它們在廣大制造企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：裝配平衡，模特法，ECRS原則，5W1H六大提問，eM-Plant仿真ThewasherassemblylinedesignandsimulationAbstractThisarticleintroducedintheimpellerwashermanufactureenterprisethegeneralequipmentdepartmentworkshopproductionlinedesign,designstalliesfullymakestheenterprisenowthenewassemblyassemblyline.Firstobtainseachlocationstandardtimeusingmodellawmod,andcalculatesproducesenergy;Nextcarriesontheevaluationusingtheproductionlineequilibriumratiosmethodtothisproductionline,determinedwhetherthisassemblylinedoesneedtoimprove;OncemoredividesusingtheECRSprincipleandthe5W1Hsixbiginquirylawhadnotachievedthebalancethequestionwhichanalyzesintheassemblylinetoexistandfoundthesolution,aswellastoproductionline continuumtransformation,thusbalancesoptimizestheassemblyline.Finallydrawssupporttheobject-orientedeM-Plantsoftware,totheassemblylinewhichdesignscarriesonthefastsimulation,analyzesworkerconditionsandsoonusefactor,outputcontrolandplantmanagement,byassiststheenterprisethesuperintendentcorrectdecision-making.Discussestheadvancedassemblylinetechnologytoapplyinmakesnowintheenterprisethenecessityaswellasthesimulationtechnologytookanimportantanalysismethod,transformsproducerintheformulainthegeneralmanufactureenterprisetheapplication.Keyword:Assemblesthebalance,themodellaw,theECRSprinciple,the5W1Hsixbiginquiries,theeM-Plantsimulation象征的“流水生產(chǎn)線”,正在被新的分工不細(xì),機械化和自動化水平不高的“細(xì)胞生產(chǎn)方式”（即單元式生產(chǎn)）所取代。在那些毅然采取果斷措施,淘汰沿用了幾十年的流水生產(chǎn)線,積極采用細(xì)胞生產(chǎn)方式的企業(yè)中，基本都是國外知名企業(yè)。實施這種生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型最早和最著名的是索尼公司,早在1989年索尼的美濃加茂工廠就淘汰了流水生產(chǎn)線,開始了新的“細(xì)胞生產(chǎn)方式”的探索，在日本的大企業(yè)里面可謂先驅(qū)。松下電器公司也不甘落后，到2002年1月已完成這種生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型的工廠占90%，現(xiàn)階段已全部完成轉(zhuǎn)型。目前在日本的手機電腦復(fù)印機印刷機錄像機顯微鏡醫(yī)療器械汽車零部件機械零部件機車木工縫紉等眾多行業(yè)中都能找到用細(xì)胞生產(chǎn)方式取代流水線的實例。日本的這種全面的轉(zhuǎn)型引起了歐美國家的關(guān)注。在上個世紀(jì)90年代，一批科學(xué)家和技術(shù)人員就開始對日本的這種現(xiàn)象進(jìn)行研究，不僅對該生產(chǎn)方式進(jìn)行了全面系統(tǒng)的歸納，也提出了先進(jìn)的理論模型。如今蘇州宏達(dá)公司正是擺脫了早先的單一流水線的生產(chǎn)模式，企業(yè)的生產(chǎn)裝配線、廠區(qū)、產(chǎn)品線等得到了成功地蛻變，新型流水線被沿用至今。計算機仿真技術(shù)在當(dāng)今的應(yīng)用系統(tǒng)仿真技術(shù)概述系統(tǒng)仿真是20世紀(jì)40年代末以來伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一門新興學(xué)科。最初，仿真技術(shù)主要應(yīng)用于航空、航天、原子反應(yīng)堆等價格昂貴、周期長、危險性大、實際系統(tǒng)試驗難以實現(xiàn)的少數(shù)領(lǐng)域，后來逐步發(fā)展到電力、石油、化工、冶金、機械等一些主要工業(yè)部門，并進(jìn)一步擴大到社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)等一些非工程系統(tǒng)領(lǐng)域?？梢哉f，現(xiàn)代系統(tǒng)仿真技術(shù)和綜合性仿真系統(tǒng)已經(jīng)成為任何復(fù)雜系統(tǒng)，特別是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的分析、研究、設(shè)計、評價、決策和訓(xùn)練的重要手段，其應(yīng)用范圍在不斷擴大，應(yīng)用效益也日益顯著[3]。1.系統(tǒng)仿真的定義系統(tǒng)仿真指的是建立邏輯模型的基礎(chǔ)上，通過計算機實驗，對一個系統(tǒng)按照一定的決策原則或作業(yè)規(guī)則由一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一個狀態(tài)的動態(tài)行為進(jìn)行描述和分析。系統(tǒng)仿真也指針對真實系統(tǒng)建立模型，然后在模型上進(jìn)行實驗，用模型代替真實系統(tǒng)，從而研究系統(tǒng)性能的方法。系統(tǒng)仿真將能一一仿效系統(tǒng)的各種動態(tài)活動，并把系統(tǒng)動態(tài)過程的瞬間狀態(tài)記錄下來，最終得到用戶所關(guān)心的系統(tǒng)統(tǒng)計功能。系統(tǒng)仿真的實質(zhì)（1）仿真是數(shù)值技術(shù)。對于大多數(shù)具有隨機因素的復(fù)雜系統(tǒng)，往往很難甚至無法用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型表述，從而也無法采用解析的方法進(jìn)行評價，于是系統(tǒng)仿真通常就成為解決這類問題的好方法。（2）仿真是一種“人工”的實驗手段。通過仿真我們能夠?qū)λ芯康南到y(tǒng)進(jìn)行類似于物理、化學(xué)實驗?zāi)菢拥膶嶒?，它和現(xiàn)實系統(tǒng)實驗的主要區(qū)別在仿真實驗依據(jù)的不是現(xiàn)實系統(tǒng)本身及其所在的實際環(huán)境，而是作為系統(tǒng)映像的系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的“人工”環(huán)境。顯然仿真結(jié)果的正確程度完全取決于模擬模型和輸入數(shù)據(jù)是否客觀地、正確地反映現(xiàn)實系統(tǒng)。（3）由于電子計算機可以加快模擬過程和減少仿真誤差，所以電子計算機仿真在整個仿真系統(tǒng)中占據(jù)著日益重要的位置。（4）盡管在仿真系統(tǒng)中，我們要研究某些特殊的時間點的系統(tǒng)狀態(tài)，但一般來說，仿真是對系統(tǒng)狀態(tài)在時間序列中的動態(tài)寫照。（5）大多數(shù)的系統(tǒng)仿真屬于隨機性系統(tǒng)仿真。但這并不排斥在某些情況下，為簡化起見，我們采用確定性系統(tǒng)仿真來處理所研究的問題。系統(tǒng)仿真的作用（1）對于現(xiàn)有的實際運行的系統(tǒng)，如果為了對其進(jìn)行深入的了解和改進(jìn)，而在實際系統(tǒng)中進(jìn)行實驗，往往要花大量的人力、物力、財力和時間，有時甚至不可實現(xiàn)。但是通過計算機仿真，可以使得系統(tǒng)正常工作不受干擾，經(jīng)過分析模擬結(jié)果，對現(xiàn)有系統(tǒng)在擬定的工作條件下的性能分析和評價，并預(yù)測其未來發(fā)展，提出改進(jìn)方案。（2）對于新系統(tǒng)的設(shè)計，在未能確定它的優(yōu)劣的情況下，可以不必花費太大的投入去建設(shè)它，而采用計算機仿真，對新系統(tǒng)的可行性和經(jīng)濟效益做出正確的評價，幫助人們選擇最優(yōu)或較優(yōu)的裝備設(shè)計方案和保障方案。（3）在維修保障系統(tǒng)管理的宏觀、微觀決策中，通過收集、處理和分析有關(guān)信息，可以擬定多個不同的決策方案，它們具有不同的決策變量或參數(shù)組合。針對這些不同的決策方案，進(jìn)行計算機的多次運行，按照既定的目標(biāo)函數(shù)對不同的決策方案進(jìn)行分析比較，從中選擇最優(yōu)方案。仿真的基本步驟和方法（1）選擇合適的計算機仿真軟件適于裝配生產(chǎn)線仿真的軟件有許多，要根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)線的實際情況和需要進(jìn)行選擇。本文根據(jù)實際需要和條件選擇利用eM-Plnat軟件來完成對波輪洗衣機裝配生產(chǎn)線的計算機仿真。（2）建立仿真模型根據(jù)洗衣機生產(chǎn)裝配線的需求和工藝流程建立系統(tǒng)的計算機仿真模型，并確立系統(tǒng)基本設(shè)備的運行參數(shù)。（3）編寫邏輯控制程序根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程和系統(tǒng)的邏輯控制關(guān)系，以及物料流動過程中，設(shè)備處理該物料所需的時間等編寫邏輯控制程序。（4）運行仿真系統(tǒng)根據(jù)各工序的需求流量，計算出物料出現(xiàn)的時間頻率，把這個頻率值輸入系統(tǒng)，即可運行此仿真系統(tǒng)。仿真運行時間可以根據(jù)實際物流系統(tǒng)的生產(chǎn)班次，也可按照最大物流量進(jìn)行模擬。（5）仿真結(jié)果分析和優(yōu)化根據(jù)仿真運行結(jié)果，進(jìn)行分析確定，系統(tǒng)是否存在瓶頸，流程是否暢通，物流量能否滿足需求。根據(jù)最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，分析物流量能否滿足需求。如果系統(tǒng)運行后，結(jié)果有不理想之處，要根據(jù)相應(yīng)的原因，調(diào)整方案或者改變參數(shù)，直至滿足物流系統(tǒng)的生產(chǎn)需求。生成動畫輸出結(jié)果及仿真報告，提交給自動化物流系統(tǒng)的管理者和設(shè)計者，進(jìn)一步優(yōu)化和完善。由于采用計算機仿真技術(shù)，系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計周期短，管理者在實際生產(chǎn)系統(tǒng)未建立前就能夠直觀地看到并了解系統(tǒng)實際運行的全部信息，因此，使管理者和系統(tǒng)方案設(shè)計者對方案的實際運行便于直接調(diào)整和改進(jìn)。合理的應(yīng)用系統(tǒng)仿真是建立一個科學(xué)的生產(chǎn)線的前提。2洗衣機裝配生產(chǎn)線設(shè)計流水線簡述流水線生產(chǎn)是指生產(chǎn)對象按照一定的工藝路線順序地通過各個工作地，并按照統(tǒng)一的生產(chǎn)速度完成工藝作業(yè)的生產(chǎn)過程。流水線一般特征當(dāng)今企業(yè)的生產(chǎn)具有以下一般特征流水[4]：（1）專業(yè)性：每條流水線專門生出一種或有限的幾種制品；每個工作地完成專門的工序。（2）節(jié)奏性：按節(jié)拍進(jìn)行組織生產(chǎn)。（3）封閉性：按對象原則布置生產(chǎn)。在車間內(nèi)，工作地依工藝順序有機地連接在一線。（4）順序性：勞動對象在序間單向移動。（5）連續(xù)性：勞動對象如流水一樣在序間流動。流水生產(chǎn)的分類流水線有多種形式，可按不同標(biāo)準(zhǔn)分類：（1）根據(jù)生產(chǎn)對象移動與否，流水線可分為固定流水線和移動流水線。（2）根據(jù)流水線上生產(chǎn)對象的數(shù)目，可以分為單一對象流水線和多對象流水線。（3）根據(jù)流水線生產(chǎn)的連續(xù)程度，流水線和分為連續(xù)流水線和間斷流水線。（4）根據(jù)流水線所達(dá)到的節(jié)奏性程度不同分為強制節(jié)拍流水線、自由節(jié)拍流水線和粗略節(jié)拍流水線。（5）根據(jù)流水線的機械化程度，可分為手工流水線、機械化流水線和自動流水線。波輪洗衣機簡述蘇州宏達(dá)公司是生產(chǎn)洗衣機的老企業(yè)，主要以生產(chǎn)波輪和滾筒洗衣機為主，現(xiàn)有的廠房規(guī)模已不能夠滿足當(dāng)今的市場需求，于是決定重新建造生產(chǎn)裝配廠房，同時設(shè)計出一條符合新車間的裝配生產(chǎn)線用于擴大生產(chǎn)。宏達(dá)公司生產(chǎn)的洗衣機采用一種多品種、大批量訂單生產(chǎn)的生產(chǎn)規(guī)模，這里主要以設(shè)計普通型號為XQB系列（內(nèi)銷波輪，出口型號表示為WD波輪洗衣機的生產(chǎn)裝配線為主。波輪洗衣機優(yōu)點誕生于上世紀(jì)五六十年代，由日本研制出來的波輪式洗衣機是大家最熟悉、也是市場占有率最高的洗衣機種類。早期的波輪洗衣機一般采用偏置波輪，而不是目前常見的位于內(nèi)桶中央的設(shè)計。把波輪設(shè)計在內(nèi)桶邊上的目的是為了提高洗衣機的洗凈力，當(dāng)然這種設(shè)計也會加大衣物的磨損率，衣物也容易纏繞打結(jié)，洗不干凈。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，出現(xiàn)了新型波輪設(shè)計和新型水流方式:波輪在桶的底部，水流方式一般為正向旋轉(zhuǎn)1至3秒，停0.5至1秒，再反向旋轉(zhuǎn)1至3秒，再停0.5至1秒，這和舊式水流大不一樣，這種方式也是多年研究的成果，有利于各因素之間的平衡，兼顧了洗滌力、磨損率、纏繞狀況、洗滌均勻度等因素。波輪洗衣機最大的優(yōu)點是，洗滌速度要比滾筒洗衣機快得多。在技術(shù)上，越來越多的新技術(shù)被運用在波輪洗衣機上，如DD直接驅(qū)動電機以及變頻技術(shù)，都大大提高了波輪洗衣機的性能。2.2.2波輪洗衣機工作原理波輪式洗衣機是洗衣機的一種，由電動機帶動波輪轉(zhuǎn)動，衣物隨水不斷上下翻滾。洗滌衣物有單桶、套桶、雙桶幾種。它的結(jié)構(gòu)比較簡單，維修方便，洗凈率高，但對衣物磨損率大，用水多。目前隨著科技發(fā)展，出現(xiàn)了電腦控制的新水流洗衣機，采用大波輪、凹型波輪等。優(yōu)點是對衣物纏繞小，洗滌均勻損衣率低；洗滌缸缸體有全塑、搪瓷、鋁合金、不銹鋼四大類。波輪式洗衣機工作原理：依靠裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，帶動衣物上、下、左、右不停地翻轉(zhuǎn)，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地磨擦，在洗滌劑的作用下實現(xiàn)去污清洗。波輪洗衣機簡圖如下：圖2-1波輪式洗衣機簡單的概括，波輪洗衣機特點是低噪音及振動，節(jié)能、節(jié)水并具有最好的洗滌性能。2.2.3企業(yè)生產(chǎn)裝配線簡述由于實行批量生產(chǎn)，企業(yè)從前裝配存在著：在制品過多，主軸裝配區(qū)、面板裝配區(qū)與后道裝配區(qū)有多臺機器待裝；車間裝配單元不是按照工序裝配先后順序布置 ，引起物料搬動頻繁，導(dǎo)致搬運工具損耗嚴(yán)重；現(xiàn)場混亂,人員沒有固定的工作地點和工作任務(wù),現(xiàn)場存在著大量的人員走動與待工。針對這些問題引進(jìn)新型流水線進(jìn)行裝配線的設(shè)計，達(dá)到裝配線平衡，充分滿足當(dāng)今制造企業(yè)的需要。裝配線平衡指的是排列裝配加工各工序及裝配線上的裝配任務(wù)，保證每個工序或每個工作站的總加工和裝配作業(yè)時間相近，并有相同或近似相等的總作業(yè)時間。使裝配線上每個組成單元的物件流動為同一生產(chǎn)率，而不會出現(xiàn)“等待”或傳送零件過程中零件的“堆積”失衡等現(xiàn)象，是裝配流程設(shè)計與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化必須考慮的最重要的問題。裝配線平衡的目的是通過平衡裝配線使現(xiàn)場更加容易理解 “一個流”的必要性及“小單元生產(chǎn)”的編制方法，它是一切新理論新方法的基礎(chǔ)［5］。平衡生產(chǎn)線的目標(biāo)：

提高附加價值的比例、縮短閑置時間、使用較小的空間、最理想的使用員工。好處是:縮短閑置時間、加大靈活性、提高品質(zhì)、降低庫存、縮小空間、增強交貨期的表現(xiàn)、員工自主權(quán)與作業(yè)再設(shè)計。現(xiàn)對該裝配車間的一種型號系列的洗衣機的主裝配生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計。 波輪洗衣機主要由外箱體，內(nèi)膽，電機，排水電機，排水閥，內(nèi)膽組件，平衡吊桿，上頂蓋，后頂蓋等主要部分組成。所以設(shè)計這條裝備線設(shè)計為有 19個作業(yè)工位，由皮帶運送半成品，工人的裝配過程在皮帶上進(jìn)行。根據(jù)裝配車間廠房的情況，這里采用直線型生產(chǎn)裝配線，成品、半成品和原料的搬運有專人負(fù)責(zé)，同時該員工也負(fù)責(zé)半成品送回前工序返工⑹。工序圖見圖如下（其中三角形為裝配工序，菱形為檢驗工序）：12345678910111213141516171819■■■■員工人數(shù)和位置點■■■■員工人數(shù)和位置點圖2-2波輪洗衣機裝配線工序圖2.3利用模特法MODfe進(jìn)行產(chǎn)能計算2.3.1預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)法的概念預(yù)定時間系統(tǒng)⑺（PredetermindTimeSystem），簡稱PTS法，在我國常稱預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)（法），是國際公認(rèn)的制定時間標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)技術(shù)。它利用預(yù)先為各種動作制定的時間標(biāo)準(zhǔn)來確定進(jìn)行各種操作所需要的時間， 而不是通過直接觀察來測定，把時間量加到動作研究上是由美國人西格在 1924年提出的，在他發(fā)表的第一個預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn) 動作時間分析（MotionTimeAnalysis）的論文中敘述到：“在實際條件的范圍內(nèi)，所有熟練人員完成真正基本動作所需要的時間是常量。 ”他的動作時間分析（簡稱MTA引起了產(chǎn)業(yè)界的極大注意，推動人們開始研究各種預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)。此后相繼出現(xiàn)了各種PTS法:如工作因素法（簡稱WF法），方法時間衡量（簡稱MTM但是隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品趨向于周期短，批量小時，以上方法仍存在諸多不便，往往出現(xiàn)了生產(chǎn)批量已完成，而標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間尚未得及修訂好的情況。 因此必需尋求更簡單且便于使用的PTS法。1966年澳大利亞的海特（G.C.Heyde）博士，在長期研究的基礎(chǔ)上所建立的模特排時法（ModolarArrangementofPredetermindTimeStandard,MOD法）便是一種，使動作與時間融為一體時，而精度又不低于傳統(tǒng)的PTS技術(shù)的更為簡單且易掌握的PTS技術(shù)。預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)法的特點:（1） 在作業(yè)預(yù)定中，不需要對操作者的速度及努力程度等進(jìn)行評價，就能客觀的確定作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)時間。（2） 可詳細(xì)的記述操作方法并得到各項基本動作時間值，從而對操作進(jìn)行合理的改進(jìn)（3） 可以不使用秒表，在工作前就決定標(biāo)準(zhǔn)時間，并選定操作規(guī)程（4） 當(dāng)作業(yè)方法變更時，必須修訂作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)時間，但所依據(jù)的預(yù)定動作時間標(biāo)準(zhǔn)不變（5）用PTS法平整流水線是最佳的方法232模特法M0[原理模特法的基本原理[8]（1）所有人力操作均包括一些基本動作通過大量的研究，模特法把生產(chǎn)實際中操作的動作歸納為21種。（2） 不同的人做同一動作（在條件相同時）所需的時間值基本相等這里所說的條件相同，是指操作條件相同。例如，手在無障礙物時的移動和在有障礙物時的移動，以及不同高度的障礙物時的移動，其時間值是不同的。這里所說的不同人做同一動作所需時間值基本相同，是指對大多數(shù)而言，對于少數(shù)特別快或特別慢得人不包括在內(nèi)。（3） 使身體不同部分動作時，其動作所有的時間值互成比例如手的動作是手指動作的2倍，小臂的動作是手指動作的3倍等，因此，可以根據(jù)不同身體部位動作的時間值來相互推算。從理論上說，時間性單位的量值愈小，愈能精確地測量各種動作的時間值。對于各種PTS法時間量值的一般選擇原則是，應(yīng)小于該種PTS法中速度快的基本動作，動作一次所需時間值的某一量為該法的時間單位。模特法在人體工程學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，動作一次所需時間值的某一量為該法的時間單位。模特法在人體工程學(xué)試驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)人的動作級次，選擇以一個正常人的幾次最低、速度最快、能量消耗最少的一次手指動作的時間消耗值，作為它的時間單位，即 1MOD=0.129s模特法21種動作都以手指一次（移動約2.5cm）的時間性消耗值為基準(zhǔn)進(jìn)行試驗。比較，來確定各動作的時間值。大量的試驗研究表明，一個人（或不同的人）以最快速度進(jìn)行操作時其動作所需時間，與這個人（或不同人）以正常速度進(jìn)行操作時其動作所需時間性之比，是一常數(shù)（或基本接近常數(shù)）。MOD法的時間單位MODS時間單位的設(shè)定，根據(jù)人的動作級次來確定。以一個正常人的級次最低，速度最快，能量消耗最少的一次手指動作的時間消耗值，作為時間單位，及 1MOD=0.129s。同時，還可以在運用中根據(jù)企業(yè)的實際情況，決定MO時間值的大小。如：MOD=0.1s高效值，熟練工人的高水平動作時間值；MOD=0.12s快速值，比正常值快7流右；MOD=0.143s包括恢復(fù)疲勞時間的10.75%在內(nèi)的動作時間。試驗表明，其他部位動作一次的MOD數(shù)都大于1MOD通過四舍五入簡化處理，得到其他動作一次所需的正常時間值均為手指動作一次MOD數(shù)的整數(shù)倍。MOD&的特點（1）易懂、易學(xué)、易記模特法將動作歸納為21種，不像其他方法有幾十種甚至100多種。這里有21個動作，21個動作分兩大類：上部為基本動作，11種；下部為身體及其他動作，10種。上部的11種動作分為三大類：即移動作（M）、抓取（G）、放置（P）。每個動作右邊的數(shù)字表示相應(yīng)動作的時間值，下部分10種動作，表示身體及其他方面的動作，同時也反映了時間值。模特法把動作符號與時間值融為一體。如G3表示復(fù)雜的抓取動作，同時也表示了該動作的時間為3MOD=3*0.129s=0.387s如果是移動小臂去抓放在零件箱中的一個小螺釘（抓時時同時扒開周圍的其他零件），在模特法中的M3G3表示，其中M3表示小臂的移動，G3表示復(fù)雜的抓取，M3G3寸間值是6MOED其中M3為3MODG3為3MO）因此，只要知道動作的符號，也就知道了時間。在模特法的 21種動作中，不相同的時間值只有“1，2，3，4，5，17，30”8個，而且都是整數(shù)。這樣只要有了動作表達(dá)式，就能用心算很快計算出動作的時間值。（2）實用采用模特法不需測時亦不要進(jìn)行評比，就能根據(jù)其動作決定正常時間。因此，使用它來分析動作、評價工作方法、制定標(biāo)準(zhǔn)時間、平整流水線，都比其他 PTS法容易，切見效快。模特法動作分類根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際統(tǒng)計，一般最常見的手工操作，其操作動作有 95%以上是上肢為主的動作，而且上肢動作的基本特點是由成對出現(xiàn)的“移動動作”和“終結(jié)動作”結(jié)合而成的。一個操作動作的完成就對應(yīng)著“移動—終結(jié)”動作及一些其他少量的附加因素的組合。其動作分類見下表：

表2-1模特法動作分類在工廠中常見的操作動作上肢動作（基本動作）移動動作移動動作M1手指動作注1、注2：需要注意的動作M2手腕動作M3小臂動作M4大臂動作獨：只有在其他動作停止的場合獨立進(jìn)行著往：往復(fù)動作，即一次回到原來狀態(tài)反復(fù)多次的反射動作M5伸直的手臂(M,M1,M2,M3終結(jié)動作觸摸動作、抓握動作G0碰、接觸G1簡單地抓G3（注）反復(fù)的抓放置動作P0簡單放置P2（注1）復(fù)雜的抓P5（注2）組裝其他動作下肢動作F3踏板動作W5走步動作附加因素L1重量因素其他動作E2（獨）目視R2（獨）校正D3（獨）單純地判斷和反應(yīng)A4（獨）按下C4旋轉(zhuǎn)動作B17（往）彎體動作S30（往）起身坐下2.3.3產(chǎn)能計算節(jié)拍定義與平衡率公式[9]所謂的節(jié)拍就是指各工序完成分配給他的作業(yè)指導(dǎo)工作可以往下進(jìn)行所容許的最大時間。節(jié)拍決定一個生產(chǎn)線一定時間內(nèi)的產(chǎn)量，從作業(yè)時間可知此裝配線的工序最大值，它決定了可能的產(chǎn)量范圍，下面以計劃能力作為裝配生產(chǎn)線的依據(jù)，規(guī)定該條裝配生產(chǎn)線的日產(chǎn)能為500件，有如下公式：產(chǎn)能=OTCT式中，OT為每日運轉(zhuǎn)時間；CT為節(jié)拍該生產(chǎn)線實行8小時工作制，每班實際的生產(chǎn)時間為7.5小時，則:CT=OT日產(chǎn)能=7.5X3600/500=54即該條裝配線的節(jié)拍為54。為評價生產(chǎn)線的好壞，還需要引進(jìn)以下公式生產(chǎn)線平衡率各工序時間總和_100% - 100%生產(chǎn)線平衡率人或機器數(shù)目CT 人或機器數(shù)目CT標(biāo)準(zhǔn)時間概念標(biāo)準(zhǔn)時間(Standardtime=ST)在適宜的操作條件下，用最合適的操作方法，以普遍熟練工人的正常速度完成標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)所需的勞動時間。 標(biāo)準(zhǔn)時間應(yīng)具有客觀性、可測性、適用性。標(biāo)準(zhǔn)時間5個必要條件：方法：按照明確的作業(yè)方法與使用固定設(shè)備條件：在明確作業(yè)條件(例如環(huán)境)熟練度：進(jìn)行操作的人具備中等偏上的熟練度與必要的技能勞動強度與速度：沒有在肉體上、精神上不利的影響品質(zhì)要求：達(dá)到規(guī)定的品質(zhì)要求在上述條件下完成單位作業(yè)量所需要的時間。在正常的操作條件下，用規(guī)定的作業(yè)方法和設(shè)備，普通熟練作業(yè)者以標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)方法及合理的勞動強度和速度下完成符合質(zhì)量要求的工作所需的時間 ，稱標(biāo)準(zhǔn)時間。下面表格是各種車間的寬放率［10］的介紹，在利用模特法計算各個工序的標(biāo)準(zhǔn)時間時需要用到相應(yīng)的寬放率，這里根據(jù)該條裝配生產(chǎn)線的需要選擇寬放率為 30%

表2-2各種車間的寬放率舉例工種作業(yè)寬放率（%車間寬放率（%私事寬放率（%疲勞寬放率（%其它寬放率（%合計（%備注機械加工小件5335622小型電機零件加工車間255334——15機械加工大件10545226重型電機零件加工車間7537——22加工車間裝配7533?8118?235435——17家電裝配車間1844?826?30車間2.4模特法MOD勺應(yīng)用下面利用MO［法計算各個工序的標(biāo)準(zhǔn)工時：表2-3控制面板（電腦版）固定標(biāo)準(zhǔn)工時測定左手動作 右手動作動作敘述時間(MOD分析式分析式時間(MOD動作敘述將控制面板（電腦版）4M3G1M3G14將控制面板（電腦置于面前版）置于面前將控制面板（電腦版）15M4G3M3P5M4G3M3P515將控制面板（電腦放于箱體上部指定位版）放于箱體上部指置處定位置處取螺絲并持住28(M3G1*7M5G16取氣槍并持住將螺絲置于應(yīng)放位置91(M3G3M2P(M5G1M4P5D126用氣槍將螺絲固定處5)*73)*7

空閑M3G1M1P05將氣槍放回原處判斷并按壓28 (D3A4)*4 (D3A4)*428判斷并按壓合計183203正常時間=(183+203-4-15-28)MOX0.129s=39.087s標(biāo)準(zhǔn)時間二正常時間X(1+寬放率)=39.087X(1+30%=50.813s故標(biāo)準(zhǔn)工時測定時間為50.813s。表2-4接通電源檢測標(biāo)準(zhǔn)工時測定左手動作右手動作動作敘述接通電源等待檢測結(jié)果時 間(MOD27分析式 分析式B17M5G1M3P1時間(MOD動作敘述空閑空閑拔掉電源26B17M5G1M3P0合計530正常時間=53MODf0.129s=6.837s標(biāo)準(zhǔn)時間二正常時間X（1+寬放率）+45s=6.837sX（1+30%+45s=53.889s（其中接通電源測試時間測定為45s）故標(biāo)準(zhǔn)工時測定時間為53.889s.如上述MODS如下可得內(nèi)膽導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)時間為66.577s,電機安裝的標(biāo)準(zhǔn)時間為60.372s,皮帶安裝的標(biāo)準(zhǔn)時間為51.651s,排水電機安裝的標(biāo)準(zhǔn)時間為51.148s,排水閥固定的標(biāo)準(zhǔn)時間為47.627s,排水管安裝的標(biāo)準(zhǔn)時間為27.167s,內(nèi)筒組件安裝的標(biāo)準(zhǔn)時間為25.155s,外箱體導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)時間為70.601s,平衡吊桿固定的標(biāo)準(zhǔn)時間為53.99s,上頂蓋固定的標(biāo)準(zhǔn)時間為48.465s,電線安裝的標(biāo)準(zhǔn)時間為53.664s,后頂蓋固定的標(biāo)準(zhǔn)時間為49.639s,噪音室檢查的標(biāo)準(zhǔn)時間為51.889s,（其中噪音室測試時間為41s）放水切斷電源的標(biāo)準(zhǔn)時間為 48.889s,（其中放水切斷電源時間為40s）清潔表面的標(biāo)準(zhǔn)時間為71.272s,標(biāo)簽粘貼的標(biāo)準(zhǔn)時間33.54s，另外在旋轉(zhuǎn)外箱體注水這道工序采用塑料的像漏斗狀的機械手， 在箱體兩側(cè)吸附抽吸盤里的空氣就能提起箱體，然后翻轉(zhuǎn)，這可以測工序的標(biāo)準(zhǔn)時間為 53.66s。通過對每一個工序應(yīng)用模特法我們可以得到如下標(biāo)準(zhǔn)時間表：表2-5洗衣機裝配的標(biāo)準(zhǔn)工時表工序編號工序名稱作業(yè)特性與內(nèi)容操作時間（s）操作人（人數(shù)）1內(nèi)膽導(dǎo)入手工操作，操作人員取出內(nèi)膽，將內(nèi)膽倒置平放去皮帶上，啟動皮帶運行66.57712電機安裝手工操作，操作人員將電機依附安裝于箱內(nèi)膽外側(cè)60.37213皮帶安裝手工操作，操作人員將內(nèi)膽與電機用皮帶連接起來，加緊皮帶51.65114排水電機安裝手工操作，操作人員將排水電機依附安裝于內(nèi)膽外側(cè)51.14815排水閥固定手工操作，操作人員將排水閥固定于排水電機上47.62716排水管固定手工操作，操作人員用鋼夾將排水管固定于排水閥上27.16717內(nèi)筒組件安裝（波輪等）手工操作，操作人員將內(nèi)筒組件安裝于內(nèi)膽的指定位置25.15518外箱體導(dǎo)入手工操作，操作人員配合機器取出外箱體將其倒扣于內(nèi)膽上70.601s19平衡吊桿固定手工操作，操作人員將外箱體和內(nèi)膽用平衡吊桿固定53.991

10旋轉(zhuǎn)箱體注水手工機器操作，一操作人員操作機械手翻轉(zhuǎn)箱體另一操作人員向箱體注水53.66211上頂蓋固定手工操作，操作人員將上頂蓋固定于裝配好的箱體上48.465112控制面板（電腦版）固定手工操作，操作人員將控制面板固定于上頂蓋的前部50.813113電線安裝手工操作，操作人員用電線束將控制面板與電機并固定于機箱內(nèi)側(cè)連接53.664114接通電源檢測手工操作，操作人員接通電源檢測裝配好的箱體確認(rèn)無誤53.889115后箱蓋固定手工操作，操作人員將后箱蓋固定于裝配好的箱體上49.639116噪音室檢查手工操作，操作人員核對洗衣機工作時分貝是否符合標(biāo)準(zhǔn)51.889117放水切斷電源手工操作，操作人員放出注入的水?dāng)嚅_電源48.889118標(biāo)簽粘貼手工操作，操作人員將能耗標(biāo)簽、容積標(biāo)識、簡式說明粘貼于箱體正面上、上頂蓋內(nèi)71.272119清潔表面手工操作，操作人員清潔箱體表面33.541下圖為部分工序的裝配圖:圖2-3示意通電測試時的電源位置 圖2-4表示固定排水管所用的鋼夾圖2-5表示電線插頭與插口圖圖2-5表示電線插頭與插口圖2-6固定電線和排水管的固定夾 圖2-7氣槍工作示意圖根據(jù)以確定出的標(biāo)準(zhǔn)時間表， 可知最長的工序時間為71.272s。我們可以得到CT以生產(chǎn)線平衡率=各工序時間總和人或機器數(shù)目~~CT100%=生產(chǎn)線平衡率=各工序時間總和人或機器數(shù)目~~CT100%=914.16771.27220100%=68.05%生產(chǎn)線平衡的損失率=1-生產(chǎn)線的平衡率=1-84.64%=31.95%從計算的數(shù)據(jù)可以看出，該生產(chǎn)線的平衡率比較低。一般情況下，當(dāng)生產(chǎn)線的平衡率在50%-60%之間的時候，進(jìn)行的是一種根本沒有任何科學(xué)管理的粗放式生產(chǎn)；當(dāng)生產(chǎn)線的平衡率在60%-70沱間的時候，存在人為去平衡生產(chǎn)線的因素，但并沒有解決深層次的問題；當(dāng)生產(chǎn)線的平衡率在 70%-85沱間的時候，對生產(chǎn)線的管理控制基本是科學(xué)管理的原則下進(jìn)行的；當(dāng)生產(chǎn)線的平衡率在 85%^上的時候，可以認(rèn)為生產(chǎn)線基本實現(xiàn)了“一個流”的生產(chǎn)。該生產(chǎn)線還有很大的改進(jìn)余地 ，一個流的生產(chǎn)正是我們的目標(biāo)。計算的結(jié)果似乎像我們傳遞一個信息， 該生產(chǎn)線處于非良好的狀態(tài)。所以需要設(shè)計者找出裝配生產(chǎn)線存在的問題，諸如，生產(chǎn)能力不足，勞動力浪費，等待時間過長等問題呢。為了解決這些問題，我們必須依靠有效可行的方法去平衡改善生產(chǎn)線。3應(yīng)用EM—PLANT軟件對裝配生產(chǎn)線進(jìn)行平衡仿真應(yīng)用計算機仿真的必要性隨著企業(yè)對精益生產(chǎn)，低制造成本及縮短制造周期等需求日趨迫切，生產(chǎn)線的設(shè)計與布置越來越受到企業(yè)的重視，并且由于計算機技術(shù)、通信技術(shù)，機械與控制設(shè)備的進(jìn)步，裝配生產(chǎn)線得到了更好的優(yōu)化。而生產(chǎn)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，生產(chǎn)節(jié)奏越來越快，生產(chǎn)管理者對生產(chǎn)改進(jìn)的每一決策，都需謹(jǐn)慎考慮。措施不當(dāng)，往往需要付出高昂的代價。而正是由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，快節(jié)奏和柔性，要想預(yù)測每一個決策給系統(tǒng)帶來的后果，己經(jīng)是人的大腦無法勝任的了。計算機仿真技術(shù)正是彌補了這一不足，成為生產(chǎn)線系統(tǒng)管理者的有用工具，成為生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計人員的得力助手。計算機仿真[11]就是利用計算機運算系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來達(dá)到對被仿真系統(tǒng)的分析、研究、設(shè)計等目的。仿真技術(shù)是集計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)于一身的現(xiàn)代高科技，它能仿真出一個其實的環(huán)境，一種真實的感受，可應(yīng)用于宇宙飛船、核電站、飛機、輪船等大中型高精密儀器操作者的仿真訓(xùn)練。對于生產(chǎn)車間裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用計算機仿真技術(shù)，不僅可以避免建立物理試驗?zāi)M系統(tǒng)的投資，減少設(shè)計成本，而且可以通過計算機技術(shù)進(jìn)行精確計算和驗證分析，提高系統(tǒng)方案的可行性。根據(jù)工藝設(shè)備參數(shù)和工藝流程建立起來的計算機仿真系統(tǒng)，可以形成直觀立體的三維仿真動畫，提供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確定瓶頸位置，報告資源利用率。還可以被用來支持投資決定，校驗物流系統(tǒng)設(shè)計的合理性，通過對不同的物流策略進(jìn)行仿真實驗來找出最優(yōu)解。仿真運行結(jié)束后可根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成仿真報告，顯示各個物流設(shè)備的利用率、空閑率、阻塞率等數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)仿真報告提供的數(shù)據(jù)對裝配線的優(yōu)缺點進(jìn)行判斷，做出正確決策。3.2eM-Plant軟件介紹eM-Plant[12]又稱為SiMPLE++是以色列Teenomatix公司開發(fā)的面向?qū)ο蟮?、圖形式集成建模軟件,主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)過程建模與仿真的軟件系統(tǒng)。用戶可在eM-plant環(huán)境下分析和優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的各項指標(biāo),如生產(chǎn)率、在制品水平、設(shè)備利用率、工人負(fù)荷平衡情況等。eM-plant的圖表和曲線圖功能可以幫助分析緩沖區(qū)的運用及機器和工人的利用情況,從而消除瓶頸,設(shè)計出具有較好符合平衡的裝配生產(chǎn)線,最終可以設(shè)計和驗證裝配線控制生產(chǎn)過程并使各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持同步狀態(tài),試用不同方案以達(dá)到最大、最優(yōu)的生產(chǎn)量。eM-Plant可以對各種規(guī)模的工廠和生產(chǎn)線，包括大規(guī)模的跨國企業(yè)，建模、仿真和優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，分析和優(yōu)化生產(chǎn)布局、資源利用率、產(chǎn)能和效率、物流和供需鏈等。其使用各類控件來表示工位，及物流轉(zhuǎn)運設(shè)備和道路。使用“方法”控制物料轉(zhuǎn)運邏輯。并通過“單元”或者時間觸發(fā)器觸發(fā)“方法”，達(dá)到對物流進(jìn)行仿真的效果。3.2.1eM-Plant的重要特點eM-Plant模型的建立過程中使用了應(yīng)用目標(biāo)庫的組件，而應(yīng)用目標(biāo)庫是專門用于各種專業(yè)過程如總裝、噴漆等等。用戶可以從預(yù)定義好的資源、訂單目錄、操作計劃、控制規(guī)則中進(jìn)行選擇。通過向庫中加入自己的對象來擴展系統(tǒng)庫，用戶可以獲取被實踐證實的工程經(jīng)驗用于進(jìn)一步的仿真研究。針對用戶實際應(yīng)用方面來說主要有以下幾點:八、、?（1）圖形的和原型化的集成用戶環(huán)境使用傳統(tǒng)的仿真軟件，用戶需要首先建立一個完整的模型，然后運行仿真，最后用產(chǎn)生的仿真文件來描述過程。用戶在仿真過程中不能改變仿真模型，即使在該階段的錯誤能夠很容易地確定。在eM-Plant的集成的和圖形化的用戶環(huán)境下，關(guān)于模型的所有功能和信息在任何時候都是圖形化的表示，能夠進(jìn)入。因此，即使沒有啟動仿真，在建模、測試階段，也能夠?qū)δＰ偷牟糠诌M(jìn)行仿真和動畫顯示，同時，在仿真過程中，關(guān)于模型的所有接口都是有效的，用戶可以隨時修改模型參數(shù)和屬性。它對于模塊化和結(jié)構(gòu)化的程序非常有用，可以為用戶帶來下列好處:不需要花費大量時間進(jìn)行預(yù)定義；可以對程序進(jìn)行有效的跟蹤；過程之間界線非常清楚。（2） 層次結(jié)構(gòu)化在eM-Plant在可以自頂向下逐步建立仿真模型，在建模過程中能夠隨時添加其它層次結(jié)構(gòu)。每一個模型都是一個模板，模板可以輸入輸出進(jìn)行不同的組合，因此，在一個大的系統(tǒng)中，不同的用戶能夠并行地工作。在eM-Plant中，模型層次的個數(shù)是沒有限制的，因此，在系統(tǒng)的設(shè)計中，用戶通過附加層次，可以將設(shè)計細(xì)劃到所需要的任何程度。同時，在仿真過程中，不同層次上的模型能夠同時仿真，所以，用戶可以觀察系統(tǒng)在不同層次上的活動。產(chǎn)生的層次可以被刪除，在模型的規(guī)劃中，也能夠?qū)?fù)雜的模型簡化。這種層次化的表示方法，使eM-Plant具有漸進(jìn)式建模功能，用戶不需要預(yù)先規(guī)劃就能夠動態(tài)建立系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)。（3） 繼承性繼承性是面向?qū)ο蟮囊粋€主要特性，它是有效建模的決定因素。一個對象繼承了類的所有特性和結(jié)構(gòu)，中要類的屬性發(fā)生變化，它所有對象也隨之改變。（4）對象概念在eM-Plant中利用基本對象，任何應(yīng)用都能夠通過圖形化和交互式方法產(chǎn)生。應(yīng)用模板包含了基本對象和構(gòu)造的應(yīng)用對象，根據(jù)需要，用戶可以用應(yīng)用模板來更新基本模板。因此，它能夠提高用戶建模的效率。eM-Plant提供的面向應(yīng)用的庫包括基本對象和應(yīng)用對象。（5） 程序驅(qū)動建模eM-Plant具有圖形化和交互式建模功能，同時，它通過編程語言 SimTalk進(jìn)行過程的定義和參數(shù)的輸入，也能夠建立完整的仿真模型。（6） 模型的可變性和可維護(hù)性由于仿真系統(tǒng)在計劃階段是并行進(jìn)行的，因此，有一些初始的設(shè)置，在后面的建模中需要改變，eM-Plant具有的漸近式建模能力使用戶能夠改變仿真模型。（7）接口和集成一個仿真系統(tǒng)不僅要求能夠單獨運行，而且，需要將其集成到其他系統(tǒng)中，而這種集成并不是簡單的數(shù)據(jù)交換，因此，對于一個仿真系統(tǒng)需要具有一些標(biāo)準(zhǔn)的接口。eM-Plant提供了與其他程序的下列接口：ASCII文件、SOI數(shù)據(jù)庫、通過RPC勺內(nèi)部過程通訊、動態(tài)數(shù)據(jù)交換、開放式數(shù)據(jù)接口ODBCC程序接口、操作系統(tǒng)。3.2.2eM-Plant的功能和使用這里，對eM-Plant的功能和使用作一綜合介紹。（1） 用戶界面面向?qū)ο蟮膱D形用戶環(huán)境，具有窗口、菜單和鼠標(biāo)功能；圖形化表示模型信息；面向應(yīng)用的對話窗口的數(shù)據(jù)輸入；用戶定義對話窗口；屏幕的布局控制；集成的工作環(huán)境；漸進(jìn)式的建模方式；非程序化的操作；在線幫助。（2） 建模的特點模型大小無限制；“自頂向下”和“自底向上”的建模；在參數(shù)級水平的繼承性控制；模型的結(jié)構(gòu)層次無限制（取決于硬件的限制）；程序驅(qū)動生成eM-Plant模型；各種建模的輔助工具；對象的自動連接、激活位置的顯示、連接線的隱藏等；最佳的統(tǒng)計分布數(shù)據(jù)的計算；eM-Plant模型的外部操作。（3） 建模使用的對象物流的基本對象包括：數(shù)據(jù)、列表、生成器、方法、時間表等；其他基本對象包括：事件控制器、網(wǎng)絡(luò)、連接器、打印機、顯示器、字符和文本；而隨機分布參數(shù) ：它支持常數(shù)分布、均勻分布、正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、幾何分布、指數(shù)分布、超幾何分布、三角分布等；用戶能夠定義每一個基本對象的屬性；利用用戶定義的對象模板，應(yīng)用對象能夠作為基本對象使用；應(yīng)用對象能夠再利用。（4） 建模中的圖片和圖形圖形編輯器能夠定義和修改每一個對象的動畫圖片；在事件驅(qū)動的動畫中可以改變圖片；圖片庫包含各種表示對象的圖標(biāo)；外部圖片能夠作為動畫的背景；在時間序列中可以輸出幾種模型參數(shù)；顯示單個參數(shù)的值；對象之間連接器的寬度和顏色可以控制；在仿真和表示仿真結(jié)果的時候能夠動態(tài)表示模型參數(shù)。（5） 建模中的信息處理SimTalk:通過簡單的命令和語言結(jié)構(gòu)，建立面向?qū)ο蟮慕ＵZ言。通過SimTalk、信息流模塊和50多個數(shù)學(xué)函數(shù)，信息處理和管理具有較強的柔性和功能。在建模過程中控制的交互測試和校正，在幾個對象中使用的全局和局部的控制，控制結(jié)構(gòu)之間互相有接口，物流和信息流能夠單獨建模，物流的路徑和順序有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則控制，能夠改變依賴時間的屬性和參數(shù)，用于計算和評估的數(shù)據(jù)能夠篩選，最佳的數(shù)據(jù)分配計算。建模在的調(diào)試跟蹤控制和支持的建模有效性，在整個仿真模型中跟蹤單個事件進(jìn)行分析。仿真在開始仿真時，可以進(jìn)行任意的裝載；在仿真過程中可以存儲模型狀態(tài)；在仿真過程中能夠改變模型和參數(shù)，仿真的速度可以任意設(shè)置；在仿真中能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；在仿真中或仿真完成后，能夠?qū)δＰ椭颠M(jìn)行圖形表示和評估，能夠?qū)θ我鈺r間的仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計；用曲線分析仿真。動畫動畫布局的自由定義；外部圖片可以作為動畫背景；動畫圖片能夠交互和由事件驅(qū)動來改變；任何時候通過打開對象可以查看它的層次結(jié)構(gòu)；在線動畫；在仿真過程中可以打開或者關(guān)閉動畫；對于特殊的要求，可以設(shè)置三維選項。仿真系統(tǒng)優(yōu)化使用eM-Plant仿真工具可以優(yōu)化產(chǎn)量、緩解瓶頸、減少在加工零件?？紤]到內(nèi)部和外部供應(yīng)鏈、生產(chǎn)資源、商業(yè)運作過程，用戶可以通過仿真模型分析不同變型產(chǎn)品的影響。用戶可以評估不同的生產(chǎn)線的生產(chǎn)控制策略并驗證主生產(chǎn)線和從生產(chǎn)線的同步。eM-Plant能夠定義各種物料流的規(guī)則并檢查這些規(guī)則對生產(chǎn)線性能的影響。 從系統(tǒng)庫中挑選出來的控制規(guī)則可以被進(jìn)一步的細(xì)化以便應(yīng)用于更復(fù)雜的控制模型。用戶使用eM-Plant試驗管理器可以定義試驗，設(shè)置仿真運行的次數(shù)和時間，也可以在一次仿真中執(zhí)行多次試驗。用戶可以結(jié)合數(shù)據(jù)文件，例如Excel格式的文件來配置仿真試驗。自動分析使用eM-Plant可以自動為復(fù)雜的生產(chǎn)線找到并評估優(yōu)化的解決方案。在考慮到諸如產(chǎn)量、在制品、資源利用率、交貨日期等多方面的限制條件的時候，采用遺傳算法來優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)。通過仿真手段來進(jìn)一步評估這些解決方案，按照生產(chǎn)線的平衡和各種不同批量，交互地找到優(yōu)化的解決方案。分析仿真結(jié)果使用eM-Plant分析工具可以輕松的解釋仿真結(jié)果。統(tǒng)計分析、圖、表可以顯示緩存區(qū)、設(shè)備、勞動力的利用率。用戶可以創(chuàng)建廣泛的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和圖表來支持對生產(chǎn)線工作負(fù)荷、設(shè)備故障、空閑與維修時間、專用的關(guān)鍵性能等參數(shù)的動態(tài)分析 ;由eM-Plant可以生成生產(chǎn)計劃的圖并能被交互地修改。隨著數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的增加,eM-Plant還提供了與SQLODBCRPCDDE勺接口，能夠讀入CA的圖形進(jìn)行仿真；eM-Plant具有圖形化和交互化建模能力，同時，它通過內(nèi)置的編程語言“ SimTALK進(jìn)行過程的定義、參數(shù)的輸入和控制策略的調(diào)整，也能夠建立完整的仿真模型。應(yīng)用eM-Plant軟件仿真eM-P1ant軟件的仿真應(yīng)用概述eM-Plant軟件的對象庫包含基本對象和各種應(yīng)用對象。基本對象分為物理對象和信息流對象，應(yīng)用對象是通過基本對象產(chǎn)生的，它可以任意放到對象庫中，以備將來使用。一個應(yīng)用對象可能是一個基本對象的框架，或者一個完整的模型，或者一個模型的一部分，或者是幾個基本模型的組合。一個應(yīng)用對象模板是一系列的應(yīng)用對象，用于有效地對一些特殊的應(yīng)用進(jìn)行建模，它提高了eM-Plant的建模速度。所有的對象都提供了用戶界面，因此，能夠很容易地建立所要求的模型。上述的每一個對象，不管它是基本對象還是應(yīng)用對象，都能夠進(jìn)行再利用或者拷貝。編程語言SimTalk作為一人解釋器，控制模型的行為，它提供了許多編程工具。eM-Plant程序有跟蹤、調(diào)試功能。在仿真完成后，eM-Plant提供各種統(tǒng)計結(jié)果，包括：資源利用、輸入輸出移動對象的個數(shù)、應(yīng)用對象中移動對象的個數(shù)、在應(yīng)用對象中最大最小移動對象的個數(shù)、布局時間、過程時間、中斷時間、等待時間、仿真的全部時間。仿真系統(tǒng)的動畫和虛擬現(xiàn)實能夠在線運行。eM-Plant提供集成的圖形編輯器。eM-Plant提供在線的文本幫助。應(yīng)用eM-Plant軟件具體仿真過程1．仿真模型的建立（1）在Model下新建一個新frame并打開此frame（2） 點擊軟件工具欄窗口，選物件模版的物件，分別在Frame中插入一個Source（如圖3-1），十九個SingleProc（如圖3-2）以及一個Interface，最后插入一個Drain（如圖3-3），運用Connector來連接各個物件。這里沒有采用Flowcontrol分流器，因為eM-Plant軟件默認(rèn)均等分流，所以加不加分流器的意義不大。（3） 更改Frame中SingleProc物件名稱分別為m1m2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m13m14m15m16m17m18m19這里Source>Drain為軟件默認(rèn)的名稱。（4）設(shè)置具體時間和屬性如下：Source的Interval設(shè)為71.272s，MU設(shè)為entity;m1的操作時間設(shè)為66.577s,m2的操作時間設(shè)為60.372s,m3的操作時間設(shè)為51.651s，m4的操作時間設(shè)為51.148s,依次類推非別設(shè)置每個工序的操作時間，操作時間即為各個工序的標(biāo)準(zhǔn)時間，到m19的操作時間設(shè)為33.54s,最后Drain的操作時間為71.272s，Interface中side設(shè)為right.（5）插入EventController（如圖3-4）；InformationFlow的Toolbar中加入一個Method,并將名稱更改為reset，如圖，觀察Method圖形變化；reset（如圖3-5）中輸入deletemovables的字串后儲存。DrainresetSourceSingleProcEventController圖3-1圖3-2圖3-3圖3-4圖3-5圖3-6仿真建立模型2.仿真模型的運行圖3-7仿真運行模型3.仿真結(jié)果口°QStation圖3-8仿真結(jié)果柱形圖Chart1Stationmlm2m3m4mom6m7m8m9working93.41%8470%72.46%71.74%66.80%3810%35.28%99.00%75.70%waiting659%15.30%2754%2B26%33,20%6190%6472%100%24.30%blocked0.00%0.00%o.co%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%000%failad0.00%0.00%□00%0.00%0.00%000%0.00%0.00%0.00%paused0.00%0.00%000%000%000%000%000%0.00%0.00%□nphnned0.00%000%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%000%000%17110mTl17112mT3~m14rriT5~m16ml/m18■mTT75.24%67.95%71.23%75,22%75.53%6G.57%7272%68.51%99.S6%46.99%24.76%3205%26.77%2476%24,47%30.43%27,20%31.49%0.14%53.01%0.00%0.00%0.00%□.00%0.00%0.00%□00%0.00%000%0.00%000%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%000%0.00%□.00%0.00%□.□□%0.00%□00%0.00%0.00%000%0.00%0.00%0.00%□.□□%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%圖3-9仿真結(jié)果數(shù)據(jù)圖仿真結(jié)果分析通過以上仿真結(jié)果可以看出，所設(shè)計的生產(chǎn)線平衡率不能滿足要求，其平衡率達(dá)到68.05%沒有達(dá)到“一個流”的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。但從圖表中我們可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)計后的裝配線中仍然存在著一定的等待時間，即工人總的時間仍有部分浪費，其中 m7的等待時間最長為64.72%。要想更好的完成生產(chǎn)任務(wù)，我們應(yīng)該盡量減少等待時間，這期間可以安排給工人做一些其他的工作，以提高工作效率。無論是通過先前的計算算得的生產(chǎn)率還是通過eM-plant軟件仿真都得出一個結(jié)論，現(xiàn)在設(shè)計的洗衣機生產(chǎn)裝配線沒有達(dá)到裝配平衡，必須找到問題重新平衡裝配生產(chǎn)線。3.4裝配線平衡具體的改善過程必須依據(jù)有效可行的平衡優(yōu)化方法， 需要計劃、實施、檢查結(jié)果，并進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，同時進(jìn)入下一個循環(huán)，只有在日積月累的漸進(jìn)改善中，才可能完善每一項工作。對成果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并確定新的目標(biāo)，制定下一輪計劃。這是一個循環(huán)過程,依據(jù)的方法為ECR晾則和5W1H六大提問。3.4.1 “ECRS四大原則對現(xiàn)行的方案或工序進(jìn)行嚴(yán)格考核與分析的目的是為了建立新的方法， 從而得到工序的改善。所以就必須要靈活運用下列四項原則回：E：取消(Eliminate)，除去不要的項目。在進(jìn)行“完成了什么”，“是否必要”及“為什么”等問題的提問中不能有滿意答復(fù)者都屬不必要，要給予取消。取消是改進(jìn)的最佳方式。取消不必要的工序、操作或動作是不需要投資的一種改進(jìn)，是改進(jìn)的最高原則。C:合并(Combine)，盡可能結(jié)合項目明細(xì)。對于無法取消者，看是否能合并，以達(dá)到省時、省力的目的?？珊喜⒁恍┕ば蚧騽幼?，或?qū)⒂啥嗳擞诓煌攸c從事的不同操作，改為由一人或一臺設(shè)備完成。R:重排(Rearrange)，將項目明細(xì)以好的順序重編排組合。經(jīng)過取消、合并后，可再根據(jù)“何人、何處、何時”三種問題進(jìn)行重排，使工作有最佳的順序，除去重復(fù)，辦事有序。S:簡化(Simplify)，將重編排組合明細(xì)簡單化。經(jīng)過取消、合并、重排后的必要工作，就可考慮能否采用最簡單的方法及設(shè)備，以節(jié)省人力、時間及費用。應(yīng)用ECRSM則對裝配線平衡時的具體操作細(xì)節(jié)如下：取消不必要的工作對裝配線上的每一項工序都加以審查，確認(rèn)其保留的必要性，凡可以取消者一律取消：取消一切可以取消的工作內(nèi)容、工作步驟、工作環(huán)節(jié)以及作業(yè)動作。取消一切不安全、不準(zhǔn)確、不規(guī)范的動作。取消一切不方便或不正常的作業(yè)。取消一切不必要的閑置時間。經(jīng)過分析，在這條裝配線上，這19個工序都為主裝配線上必不可少的工序，并且沒有不準(zhǔn)確的作業(yè)動作，所以不需要執(zhí)行取消原則。合并必要的工作對裝配線上的操作及檢驗項目，考慮相互合并的可能性，凡能合并者，在保證質(zhì)量、提高效率的前提下予以合并：把必須改變方向的各個小動作合并成為一個連續(xù)的曲線動作。把幾種工具合并成為一種多功能的工具。把幾道分散的工序合并成為一道工序。合并可能同時進(jìn)行的工作。經(jīng)過分析，在整條主裝配線中，第 6、7道工序的標(biāo)準(zhǔn)時間分別為27.167s、25.155s，根據(jù)合并原則，這2道工序的標(biāo)準(zhǔn)時間和預(yù)計產(chǎn)量相應(yīng)節(jié)拍相差太多，必須進(jìn)行合并，且減少一名操作人員，這樣得到新工序的標(biāo)準(zhǔn)時間為52.142s。同理，第18、19道工序的時間分別為71.272s、33.54s，根據(jù)合并原則得到標(biāo)準(zhǔn)時間為104.812s，即同一個工序有兩名操作人員。重排必要工作的程序?qū)ρb配線上的作業(yè)序列進(jìn)行宏觀分析，考慮重新排列的必要性及可行性，有時僅僅通過重排就可以顯著提高效率：重新排列工序流程，使程序優(yōu)化。重新布置工作場所，使物流線縮短，重排流水線工位，消除薄弱環(huán)節(jié)。重新安排作業(yè)組的分工，使工作量均衡。經(jīng)過分析，各工序達(dá)到了程序優(yōu)化、工作量平衡等條件，所以各工序不需要執(zhí)行重排原則。簡化所有必要的工作簡化包括將復(fù)雜的流程加以簡化，也包括簡化每道工序的內(nèi)容：減少各種繁瑣的程序，減少各種復(fù)雜性。使用最簡單的動作來完成工作。簡化不必要的設(shè)計結(jié)構(gòu)，使工藝更合理，力求作業(yè)方法的簡化。運送路線、信息傳遞路線力求縮短。經(jīng)過分析，傳統(tǒng)的人工搬運、手工上螺絲已不能滿足先進(jìn)制造企業(yè)的新型流水裝配線的要求，根據(jù)簡化原則，在制造車間里，采用了裝配輔助設(shè)備、氣槍等一系列新型符合現(xiàn)代化工業(yè)的制造企業(yè)的工具設(shè)備。就像在旋轉(zhuǎn)外箱體注水這道工序采用塑料的像漏斗狀的機械手，在箱體兩側(cè)吸附抽吸盤里的空氣就能提起箱體， 然后翻轉(zhuǎn)，這可以測定工序標(biāo)準(zhǔn)時間為53.66s。同樣的，在內(nèi)膽導(dǎo)入、電機安裝、外箱體導(dǎo)入這幾道工序都采用輔助裝配設(shè)備這樣工序的標(biāo)準(zhǔn)時間就能靠近相應(yīng)的節(jié)拍。 需要強調(diào)的是這些輔助設(shè)備都在懸掛于廠房上面［14］?？偠灾?，分析時通過提問技術(shù)，首先考慮取消不必要的工作（工序、動作、操作）；其次是將某些工序或動作合并，以減少處理的手續(xù)；再次是將工作臺、機器以及儲運處的布置重新調(diào)整，以減少搬運的距離，有時也要變更操作或檢驗的順序，避免重復(fù)；最后是用最簡單的設(shè)備或工具代替復(fù)雜的設(shè)備或工具，或者用簡單、省力、省時的動作代替繁重的動作。這就是ECRS四大原則，這里在改進(jìn)洗衣機裝配線時也是嚴(yán)格遵循了這個原則。5W1H六大提問為使分析能得到最多的意見而不至于有任何遺漏，必須采用 5W1H六大提問技術(shù)［15］，這是因為相應(yīng)的每一提問者有個W字母，即六大提問，依次進(jìn)行提問。提問技術(shù)在國外一般稱為5W1H技術(shù)，如下表：表3-15W1H六大提問表Why 目的是什么？即系統(tǒng)評價所要去除不必要及目的不明確的工作解決的問題和所能發(fā)揮的作用。Where在什么地方執(zhí)行？即是指被評有無其它更合適的位置和布局價對象所涉及和占有的空間When什么時候做此事？即系統(tǒng)評價有無其它更合適的時間與順序在系統(tǒng)開發(fā)與運行全過程中所處的階段。Who 由誰來做？即是指評定對象有無其它更合適的人系統(tǒng)價值大小的個人或集體What做什么？即是指接受評價的可否簡化作業(yè)內(nèi)容事物、行為、或組織系統(tǒng)。How 如何做？即評定方法 有無其它更好的方法對應(yīng)用完ECRS原則的裝配線進(jìn)行5W1Hs大提問，確保改善后的裝配線達(dá)到了生產(chǎn)率平衡。當(dāng)進(jìn)行程序分析時，以上問題必須有系統(tǒng)地一一詢問，這種有系統(tǒng)的提問技術(shù)乃是程序分析成功的基礎(chǔ)，切不可有任何疏漏。對每道工序明細(xì)化進(jìn)行5W1H自問法是使得裝配線平衡的關(guān)鍵。先前設(shè)計的裝配生產(chǎn)線情況是這樣的，該裝配線線共有工位 19個，最慢工序標(biāo)準(zhǔn)時間為25.155s，最快工序標(biāo)準(zhǔn)時間為71.272s，定員20人。經(jīng)分析研究運用ECRSM則及5W1H六大提問技術(shù)對其裝配線進(jìn)行優(yōu)化平衡，其中并將第6道、第7道工序合并，減少1名操作人員，將第18道、第19道工序合并，操作人員不變。第1道、第2道、第8道工序拋棄工人手工操作方式，采用裝配輔助設(shè)備，最后確定該條裝配生產(chǎn)線共有工位 17個，定員19人。平衡后的每一個工序應(yīng)用模特法我們可以得到如下標(biāo)準(zhǔn)時間表：表3-2洗衣機裝配線標(biāo)準(zhǔn)工時表工序編號工序名稱作業(yè)特性與內(nèi)容操作時間（S）操作人（人數(shù)）1內(nèi)膽導(dǎo)入手工機器操作，操作人員配合輔助裝配設(shè)備取出內(nèi)膽，將內(nèi)膽倒置平放去皮帶上，啟動皮帶運行51.81912電機安裝手工機器操作，操作人員配合輔助裝配設(shè)備將電機依附安裝于箱內(nèi)膽外側(cè)52.4913皮帶安裝手工操作，操作人員將內(nèi)膽與電機用皮帶連接起來，加緊皮帶51.65114排水電機安裝手工操作，操作人員將排水電機依附安裝于內(nèi)膽外側(cè)51.14815排水閥固定手工操作，操作人員將排水閥固定于排水電機上47.62716排水管固定內(nèi)筒組件安裝（波輪等）手工操作，操作人員用鋼夾將排水管固定于排水閥上；操作人員將內(nèi)筒組件安裝于內(nèi)膽的指定位置52.32217外箱體導(dǎo)入手工機器操作，操作人員配合輔助裝配設(shè)備取出外箱體將其倒扣于內(nèi)膽上50.14218平衡吊桿固定手工操作，操作人員啟動機械手將外箱體和內(nèi)膽用平衡吊桿固定53.9919旋轉(zhuǎn)箱體注水手工機器操作，一操作人員操作機械手53.662

翻轉(zhuǎn)箱體另一操作人員向箱體注水10上頂蓋固定手工操作，操作人員將上頂蓋固定于裝配好的箱體上48.465111控制面板(電腦版)固定手工操作，操作人員將控制面板固定于上頂蓋的前部50.813112電線安裝手工操作，操作人員用電線束將控制面板與電機并固定于機箱內(nèi)側(cè)連接53.664113接通電源檢測手工操作，操作人員接通電源檢測裝配好的箱體確認(rèn)無誤53.889114后箱蓋固定手工操作，操作人員將后箱蓋固定于裝配好的箱體上49.639115噪音室檢查手工操作，操作人員核對洗衣機工作時分貝是否符合標(biāo)準(zhǔn)51.889116放水切斷電源手工操作，操作人員放出注入的水?dāng)嚅_電源48.889117標(biāo)簽粘貼清潔表面手工操作，操作人員將能耗標(biāo)簽、容積標(biāo)識、簡式說明粘貼于箱體正面上、上頂蓋內(nèi)；操作人員清潔箱體表面52.4062根據(jù)以確定出的標(biāo)準(zhǔn)時間表， 可知最長的工序時間為53.99s。以926.909各工序時間總和人或機器數(shù)目~~CT100%=生產(chǎn)線平衡率=100%=90.34%5419各工序時間總和人或機器數(shù)目~~CT100%=生產(chǎn)線平衡率=100%=90.34%5419經(jīng)過計算得出結(jié)論，平衡后的裝配生產(chǎn)線的平衡率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。下面通過仿真再來看看是什么樣結(jié)果。3.5應(yīng)用eM-Plant軟件對平衡后的裝配線仿真1?仿真模型的建立在Model下新建一個frame并打開此frame,操作步驟和先前的仿真步驟基本相同。點擊軟件工具欄窗口，選物件模版的物件，分別在 Frame中插入一個Source,十八個SingleProc以及一個Interface，最后插入一個Drain,運用Connector來連接各個物件。這里沒有采用Flowcontrol分流器，因為eM-Plant軟件默認(rèn)均等分流，所以加不加分流器的意義不大。更改Frame中SingleProc物件名稱分別為m1m2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m13m14m15m16m17m18，其中m17m18是在一個工位。這里Source、Drain為軟件默認(rèn)的名稱。設(shè)置具體時間和屬性如下： Source的Interval設(shè)為54s,MU設(shè)為entity;ml的操作時間設(shè)為51.819s,m2的操作時間設(shè)為52.49,m3的操作時間設(shè)為51.651s,m4的操作時間設(shè)為51.148s,依次類推非別設(shè)置每個工序的操作時間， 操作時間即為各個工序的標(biāo)準(zhǔn)時間，最后Drain的操作時間為54s,lnterface中side設(shè)為right.插入EventController；InformationFlow的Toolbar中加入一個Method,并將名稱更改為reset，觀察Method圖形變化；reset中輸入deletemovables的字串后保存。仿真建立模型如下圖：在圖中，Source導(dǎo)入洗衣機內(nèi)膽，通過傳送帶進(jìn)入電機安裝程序 m1,依次分別進(jìn)入工序皮帶安裝m2排水電機安裝m3等等到標(biāo)簽粘貼m17清潔表面m18其實工序m17m18為同一工序軟件激動產(chǎn)生均等分流，最后由傳送帶將裝配好的洗衣機傳送到Drain出口，成品裝箱運出裝配車間。仿真運行模型如下圖：'E4曲i伽'E4曲i伽圖3-11仿真運行模型1.仿真結(jié)果m12iti18Stationmemio呂Isn0000-000-000-0O9S765432100-EixworkingwaitingHockedfailedpausedunplanned圖3-5-3仿真