K家具公司生产物流系统仿真与优化思考

发布时间:2022-06-02 11:03:46 论文编辑:vicky

本文是一篇毕业论文范文,本文针对 K 家具公司橱柜门板生产车间的实际生产情况,首先使用 Flexsim 仿真软件对橱柜门板生产物流系统进行仿真,结合实际生产状况对仿真结果进行分析,找到生产物流系统中存在的问题;其次用精益生产思想中的程序分析方法,并结合 5W1H 提问方法和 ECRS 四大改善原则识别生产线上的浪费现象,对生产线上的工艺和流程进行了优化调整,随后在重新调整的流程基础上,运用 SLP 方法对生产车间进行了重新布局,通过建模和分析,调整了生产资源配置,得到了最终的优化方案,并从四个方面对比生产物流系统优化前后的结果,证明了优化方案的有效性;最后,从加强企业管理、建立强有力的制度保障,提高员工的管理责任感这三个方面提出优化方案的保障措施。


第 1 章  绪论


1.1  研究背景与意义

1.1.1  研究背景

制造业是我国经济发展的重要组成部分,是国民经济的支柱产业。党的十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确提出,坚持把发展经济着力点放在实体经济上,坚持建设制造强国,保持制造业比重基本稳定[1]。家具是人们生活中必不可缺的一类器具与设备,家具制造业是典型的制造类企业。人们的生活水平越来越高,人们对家具的需求量也越来越大,促进了家具行业的快速发展,越来越多的企业开始进入家具行业。从图 1-1 可以看出,从 2012 到 2020 年这八年间家具企业数量呈现不断增长的趋势,尤其是在 2012 至 2017 年间家具企业数量增长速度保持在 4.7%以上,增长速度明显,但近两年增速有所放缓;与此同时,家具企业数量增多带来了巨大的行业竞争压力,从图 1-2 中也可以看到家具行业亏损企业个数在波动中呈现上涨趋势,尤其是在 2016 至 2020 年间亏损企业数量呈现显著的增长趋势,越来越多家具企业为了生存不得不通过降低产品价格的方式来增加销量,而产品价格降低就要求企业拥有更低的生产成本才能盈利,企业才能在激烈的竞争中生存下来。

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1.2  国内外研究现状

1.2.1  生产物流系统优化的研究现状

国外学者对生产物流系统的研究主要集中于对物料搬运、设施布局规划和生产平衡和精益生产等方面。在物料搬运方面,Banaszak Z A 等(2000)研究制造系统的物料流动路线,考虑了整体生产计划的集成建模方法[3]。Krenczyk D 等(2017)使用 Flexsim 建模仿真,提高了制造的灵活性[4]。在生产设施布局规划方面, Qing-Lian Lin 等(2015)运用 SLP 方法设计了上海东方医院医务室的设施布局[5]。Hosseini S S 等(2014)运用 SLP 方法改进了卡包生产公司的布局,从三个方案中从中选择了一个最佳方案与初始布局对比,证明这个最佳方案的有效性[6]。在生产平衡的方面,Yagmahan B(2011)研究了混合模型装配线平衡问题,提出了一种多目标蚁群优化算法,使该厂获得了最佳的效益[7]。Haile Sime 等(2019)用计算机仿真技术对服装行业的生产线平衡进行了研究[8]。在精益生产方面,Shahram Taj等(2006)应用精益思想和约束管理的原则,提高了汽车装配厂的生产效率,以满足客户需求,结果证明这是一个非常有用的提高生产力的最佳实践,工厂的管理人员很容易使用它来识别和管理生产中的瓶颈,并消除生产系统中的浪费[9]。S. Nallusamy 等(2016)针对一个汽车零部件制造企业,采用精益方法,利用价值流图和生产线平衡来提高生产性能,使整个交货时间从 6.9 天减少到 3.6 天,缩短了生产周期[10]。V. Saravanan,S 等(2018)提出一种精密的分钟换模工具(SMED)来减少制造系统中的时间浪费,通过减少机器停机时间来提高生产率,实施 SMED后总时间减少了约 67.72%,间接地减少了时间损失,提高了生产效率[11]。Amir Qamar 等(2020)考虑到汽车行业对生产质量和灵活性都有很高的要求,并将精益生产和敏捷生产的理念同时应用于汽车生产企业,主张消除精益和敏捷之间的模糊性[12]。Georg Hoellthaler 等(2020)提出一种面向函数和影响驱动的描述指标技术的函数框架,针对制造企业生产的复杂性和产品需求的个性化对精益生产造成的影响,克服了精益生产的局限,提高了在生产过程中减少浪费的能力[13]。


第 2 章  相关理论综述


2.1  生产物流

2.1.1  生产物流概念

生产物流是在制造类企业中从产品生产开始,原材料、零部件等在生产线上不断流动,直到成品被运至成品仓库为止,就构成了整个生产物流活动。物料流动是产品制造的一部分,物料在企业中按照一定的工艺要求,在一定手段和工具的帮助下,从一个单位到另一个单位,形成了企业的生产物流。企业生产物流如图 2-1 所示。

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2.1.2  生产物流的特点

生产物流的特点包括如下几点

 (1)生产工序是由生产物流等部分构成的。在生产过程中,生产物流将生产工序连接起来,促进了企业加工与生产,生产物流与生产工序不能分离

 (2)生产物流注重节约成本。产品制造过程中离不开物料的流动,过多的装卸搬运、不合理的物料移动路线等情况会增加生产物流的成本。

(3)生产物流是小范围的定制物流。生产物流的制定要根据具体企业的情况进行规划。

(4)生产物流属于小规模的精益物流。生产物流相比企业物流,其活动范围更小,局限于生产制造过程中,需要采取严谨的生产计划,高效的管理,实现生产物流活动的精益化。


2.2  物流系统仿真

2.2.1  物流系统仿真步骤

物流系统仿真是将现实中的生产物流系统,运用计算机或其它技术,建立与实际系统有相同特点和功能的模型。进行物流系统仿真的目标是通过建立仿真模型,在该模型上实行一些优化方案,用实验的方法解决在现实物流系统的难以实验研究的问题。

2.2.2 Flexsim 仿真软件

物流系统仿真需要计算机仿真软件的支持,当前的物流仿真软件主要有Flexsim、AutoMod、ShowFlow 和 Witness 等,其中,Flexsim 软件拥有计算机 3D图像处理技术、仿真技术、人工智能技术和数据处理技术,专门面向制造和物流等领域,非常适合生产物流系统的仿真建模。

Flexsim 仿真软件构建出的模型更直观,能够显示出 3D 效果,还可以系统地分析和验证模型,最终获得优化的设计和改善方案。该软件提供处理器、操作员、暂存区、输送机、合成器、分解器、吸收器等多种物理单元,可以用来模拟表示生产物流系统中的机械设备和搬运装备,方便建立起生产物流系统的物理模型,为生产物流系统的构建提供了技术支持。

使用 Flexsim 仿真软件时,用户可以用 ExpertFit 分布拟合数据,用 Excel  进行模型分析。Flexsim 仿真软件是采用面向对象的技术,容易操作,方便与其他软件配合使用。


第 3 章  K 家具公司生产物流系统现状分析 ................................ 19

3.1 K 家具公司概况 ...................................... 19

3.1.1  企业背景 ...................................... 19

3.1.2  组织结构 ..................................... 19

第 4 章  K 家具公司生产物流系统优化方案设计 ........................... 37

4.1 生产物流优化目标 ........................................ 37

4.2  科学调整生产流程 ...................................... 37

4.2.1  橱柜门板生产的工艺程序优化 ................. 37

4.2.2  橱柜门板生产的流程优化 .................. 40

第 5 章  K 家具公司生产物流系统优化方案保障措施 ............................ 63

5.1  加强企业管理 ....................................... 63

5.1.1  实行 5S 现场管理 .......................................... 63

5.1.2  实行精益生产物流管理 .................................. 64


第 5 章  K 家具公司生产物流系统优化方案保障措施


5.1  加强企业管理

5.1.1  实行 5S 现场管理

良好的现场管理可以保障优化方案顺利进行,现场推行 5S 管理不仅可以帮助管理者实行新的生产物流系统优化方案,保证方案的顺利进行,减少优化过程中现场凌乱、物流堵塞等问题,提高企业效益。推行现场 5S 管理提出了以下建议。

(1)整理。对生产车间内所有物品进行分类,将生产设备、原材料、半成品和运输工具等支持生产和运输的器具归为生产必需品,并按照优化后的生产布局摆放好位置;将废料、不合格品归为非必需品,并将其清理出车间。

(2)整顿。将生产必需品进行整顿,把生产必需品放置在新规划的工序区,在放置过程中注意要考虑生产的便捷性和生产物流的顺畅性,同时还要注意轻拿轻放,防止对生产设备等造成损坏。

(3)清扫。在优化方案实施前后,都要对整个加工车间进行清扫,避免在搬运过程中出现粉尘飞扬的情况,保证整个生产现场的干净整洁。管理人员要合理安排清扫人员的清扫时间、位置和顺序,保证清扫工作高效有序进行。

(4)清洁。在进行整理、整顿和清扫之后,管理人员要发动每个工序的员工对本工序的机器设备进行清洁,将机器上的灰尘打扫干净,这样可以减少板材上出现灰尘的情况出现。

(5)素养。提高员工的素养就是让橱柜门板生产车间的员工养成经常打扫卫生、保持生产现场干净整洁的工作习惯,公司要对厂内员工定期开展 5S 管理的学习,培养员工打扫习惯和整理意识,并制定奖惩措施,保证现场管理的有序进行。 


总结与展望

本文针对 K 家具公司橱柜门板生产车间的实际生产情况,首先使用 Flexsim 仿真软件对橱柜门板生产物流系统进行仿真,结合实际生产状况对仿真结果进行分析,找到生产物流系统中存在的问题;其次用精益生产思想中的程序分析方法,并结合 5W1H 提问方法和 ECRS 四大改善原则识别生产线上的浪费现象,对生产线上的工艺和流程进行了优化调整,随后在重新调整的流程基础上,运用 SLP 方法对生产车间进行了重新布局,通过建模和分析,调整了生产资源配置,得到了最终的优化方案,并从四个方面对比生产物流系统优化前后的结果,证明了优化方案的有效性;最后,从加强企业管理、建立强有力的制度保障,提高员工的管理责任感这三个方面提出优化方案的保障措施,本文的研究结论总结如下:

(1)在了解 K 家具公司橱柜门板生产流程和布局的基础上,建立了生产物流系统仿真模型,通过分析得出 K 家具公司橱柜门板生产车间存在生产物料装卸搬运次数多、生产物料搬运等待时间长以及生产物料搬运距离长的问题。

(2)在调整的橱柜门板生产流程的过程中,将最后的检验工序取消,合并到了具体工序中,合并了打孔和打塞工序、重新调整了生产线上工序的顺序;取消了部分工序的加工前暂存区,改变了这些工序用叉车批量运输的现状,改为传送带运输,从而减少工序的装卸搬运次数和物料搬运等待时间;在调整生产流程的基础上,对生产车间布局进行重新调整;最后根据调整后的生产流程和车间布局再次仿真,输出仿真结果对生产线上的资源进一步调整,得到最终的优化方案。

(3)从对工序暂存区数量、物料搬运等待时间、物料搬运距离和生产效率这四个方面对优化前后生产物流方案进行对比,发现最终优化方案中工序暂存区数量减少了 10 个,物料搬运等待时间减少了 1230.25S,叉车搬运距离减少了 57337.11米,生产线上的平均空闲率降低了 25.24%,平均加工率增加了 23.74%,在相同时间内增加了 700 块产成品的数量。 

(4)从加强企业管理、建立强有力的制度保障,提高员工的管理责任感这三个方面提出优化方案的保障措施,保障优化方案的顺利进行。

参考文献(略)

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