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基于simio的单件流生产分析

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李孟尧刘禧洋

[导读] 摘要：贸易战的持续、新冠疫情的影响刺激着国内各行各业的发展，对于劳动力密集型的生产制造企业影响尤为严重，在我国发展初期，依靠较低的人力成本，制造业得以快速发展，但随着人口红利减少等问题，制造企业成本压力不断增加，如何降本增效成为越来越多企业需要思考的问题。

        中车青岛四方机车车辆股份有限公司车体分厂山东青岛 266000
        摘要：贸易战的持续、新冠疫情的影响刺激着国内各行各业的发展，对于劳动力密集型的生产制造企业影响尤为严重，在我国发展初期，依靠较低的人力成本，制造业得以快速发展，但随着人口红利减少等问题，制造企业成本压力不断增加，如何降本增效成为越来越多企业需要思考的问题。精益生产是通过消除生产环节及其他运营活动中的浪费，来降低企业成本、提高效益，是制造企业降本增效的有效途径，而单件流作为精益生产中重要的手段也得到愈加多企业的青睐。本文主要介绍了单件流的概念，单件流实施的步骤及要点以及运用simio仿真软件虚拟案例进行仿真，更为直观的展示单件流对比于传统批量生产的优势。
        关键词：精益生产，单件流，simio
        一、单件流概述
        精益生产始源于丰田的生产方式，是由 MIT 全球汽车计划组织团队将丰田公司的生产模式进行归纳的总结得出的一种不同于大量生产方式的生产模式。 [1]
        单件流是通过合理的手段制定标准生产流程并安排好每个工序的人员量、设备量，使每个工序耗时趋于一致，以达到缩短生产周期、提高产品质量、减少转运消耗的一种高效管理模式。
        1.1单件流实施意义
        ① 内建质检管控，保证品质
        在单件流的生产中更容易建立内建质检管控，贯彻落实“不接收不良品、不制造不良品、不传递不良品”的要求，由于产线上仅有一件或者很小批量的产品，每个工序接收产品时更容易发现问题、解决问题，避免问题流入下一工序，导致更大的浪费。[2]
        ② 创造更高的生产力
        单件流的模式下员工的产出、工作效率可以更为直观的体现，可以更合理的安排每个工序的工作人员数量。
        ③ 提高厂房空间利用率
        传统的批量生产模式下，在制品库存较多，占用大量的存储空间，在单件流的作业模式下，当前工序产出会直接流入下一工序，各工序之间紧密的联系会大大减少在制品库存，腾出更多厂房空间。
        ④ 降低库存成本
        批量生产会产生大量的产品库存，甚至由于批量较大不能快速响应市场变化导致大量产品积压，产生巨额库存成本，单件流模式下能够快速响应市场变化，根据客户需求生产适量产品，大大减少库存成本。
        ⑤ 其他
        小批量、单件的生产不会产生大量的在制品，进而减少了由于搬运产生的安全隐患；单件流的生产能够改善现场工作环境，优越的工作环境提升了员工工作积极性，提高了生产效率。
        1.2单件流实施流程
        ① 工作细化;把生产流程中所有工序按加工顺序细化拆分
        ② 工序重新组合，找到关键工序，通过调整人员、设备，按关键工序的耗时整合次要工序，使所有工序耗时趋于一致；
        ③ 制定标准作业指导书（SOP）培训员工；
        ④ 按排好的工序设计生产流水线；
        ⑤ 试运营，测试产品；
        ⑥ 记录同期运营效率
        1.3实现单件流的基本条件
        ① 有形成流的环境：单件流首先要有能够流动的环境，移动的装配线、能够拆解的工序、柔性制造单元等。[3]
        ② 生产条件的稳定性：设备、工具、人员可用性有保障，不会因为临时故障发生堵塞；
        ③ 标准化工作：作业规范，执行作业的时间、动作都严格按标准行事，没有随机的行为影响整个价值流的流畅；
        ④ 按客户同步节拍生产：生产节拍就是流动的步伐，各个工序或者到达各个站点的步伐不一致就会出现脱节或堵塞；
        二、simio仿真分析
        2.1 simio概述
        Simio 是基于 Simio LLC 在美国开发的“智能对象”技术的新一代三维仿真软件。利用微软的新技术与时俱进，增加集成度。Simio 可以构建自动化的动态模型系统，使大家能够直观看到整个系统的运行过程，Simio 可以在三维动画中呈现环境系统。Simio 提供多角度追踪模式，使动画制作时模型更加生动和直观。[4]
        2.2模拟案例分析
        2.2.1、仿真模拟
        假设某公司以生产产品X为主，在投入产品X前经过严格策划，对产品X的各个组成部件进行拆分，通过建立模特法动作分析表、动作单元单元分解等方式最终将其确定为A、B、C、D、E五道工序，确保各工序所需时间一致，进而确保生产节拍节拍，提高生产效率，各工序的详细信息如表2.1所示，
        表2.1 流水线信息

        在生产模式上该公司选择了批量生产，以50个为一批次，每个工序完成批量生产后传递至下工序，进而形成流水线生产，
        假设条件：
        1、各工序生产过程中由于质量原因，会有3%的概率导致该批次产品出现问题，此时需停止生产对设备进行调修进而确保产品质量。
        2、由于市场是不断变化的，在生产过程中会有1%的概率出现产品参数调整，此时会造成当前生产产品因参数不同而报废。
        将各项参数代入simio仿真软件中，形成仿真：

        图2.1 仿真建模
        2.2.2、数据分析
        设定仿真结束时间为一周，在一周仿真结束后可调用数据进行查看，观察、分析各项参数得出：
        在一周内出现质量问题2次，出现项目切换1次，质量问题导致两批次100件半成品报废，项目切换问题导致各个工序在产的180件半成品报废（每个工序在生产至当前批次第30件时出现项目切换）
        假设公司采取单件流生产模式，每次生产批次为1件，在同一时间仅存在1件半成品在流水线流动，按照同样的在一周内出现质量问题2次，出现项目切换1次，可计算出质量问题2次会导致2件半成品报废，项目切换1次导致6件半成品报废。
        两种模式对比下，单件流模式能够更好的应对生产过程中出现的异常问题，避免因为生产异常导致较大的损失。
        3、总结
        精益生产是企业提质增效最为有效的方式之一，单件流作为精益生产中的重要的手段，在越来越多的生产制造企业中得以应用，它能够更好的应对市场变化，降低库存成本，减少因为生产异常导致的损失，通过本文的研究希望能够更加直观的了解单件流的优势，明确推行单件流的重要性。
        参考文献
        [1]刘永生. 单件流（精益生产）在YD公司的应用研究[D].华南理工大学,2011.
        [2]霍雅蕊. 单件流在裤装生产中的应用研究[D].中原工学院,2013.
        [3]沓世我. CMS中试生产线平衡改善研究[D].华南理工大学,2013.
        [4]杜茵. 智能化生产车间建模与Simio仿真[D].广西科技大学,2019.