混流装配线AGV小车参数优化设计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流混流装配线AGV小车参数优化设计.精品文档.本科毕业设计（论文）题目：混流装配线搬运小车AGV参数优化混流装配线AGV小车参数优化摘要AGV又名无人搬运车（Automated Guided Vehicle），它是指装备有电磁或光学等自动引导装置，能够沿规定的引导路径行驶以完成作业的无人驾驶自动小车。它的出现为现代制造业以及物流行业提供了高度柔性化和自动化的运输方式。目前AGV小车广泛应用在制造业、物流仓储业、汽车和造纸等行业。一直以来，生产效率和企业利润有着密不可分的关系，这就使得影响其效率之一的AGV小车参数得到人们的重视，根据企业（这里指MTO型企业）不定时的生产计划、物料清单等制定出相应的AGV参数，使得AGV得到最优化应用，从而提高企业生产效率。本文介绍了MTO企业混流装配线及AGV配送路线模型的建立，AGV配送小车的优化，仿真试验的设计，这里主要研究AGV参数优化（主要针对其数量及速度）。关键词：混流装配线；AGV；仿真；参数优化AGV car parameters optimization in mixed product assembly lineAbstractAutomatic Guided Vehicle AGV name(Automatic Guided Vehiele), Its equipped with an electromagnetic or optical devices, such as the unmanned automatic guided car that be able to travel along a predetermined path to complete the job. It provide a high degree of flexibility and automationa in modern manufacturing and logistics industry.AGV vehicle is currently widely used in manufacturing, logistics, warehousing, automotive, paper and other industries. All along, productivity and corporate profits has a close relationship. This makes people get attention to the parameters of AGV car. According to enterprise (refers to the MTO enterprises) are not regular production plan, BOM, etc. to develop appropriate AGV parameters. Making AGV get the most optimal application, Thereby increasing production efficiency.This article describes the MTO enterprise mixed assembly and the mode of agv delivery route, optimize of AGV distribution trolley, Simulation design, Here the main research AGV parameter optimization(Mainly for its quantity and speed).Key Words: MPAL;AGV; Simulation; Parameter Optimization主要符号表MTO：Make to OrderMPAL: Mixed Product Assembly LineBOM: Bill of MaterialC1:目前小车为2台（数量）C2：小车的初始速度为0.1m/s（速度）DOE：Design of Experimental（试验设计）Ki：产品数（i= 1，2n）m：装配工站i：订单：求和符号ti：i的节拍时间t捡ij，t卸ij，t作ij分别表示一次配送过程的拣货时间t拣，卸货时间t卸，搬运作业时间t作dij：小车装载量决定目录中文摘要英文摘要主要符号表i1绪论11.1综述11.2AGV小车概述21.2.1AGV小车定义21.2.2AGV小车发展简史21.2.3AGV小车应用现状31.3课题背景和研究意义41.3.1课题背景41.3.2研究意义41.4本文主要研究内容51.5本章小结52 MTO混流装配线模型的建立62.1一般MTO企业混装线概述62.2eM-Plant仿真软件介绍62.3建模前期准备工作72.3.1 编辑动画图标82.3.2构建模型基本框架92.3.2清除原有模型对象112.2.3生成生产计划表122.2.4生成随机订单等数据122.4建立物料中转区132.5 装配线及AGV配送路线建模152.5.1 生成装配线模型的通用方法162.5.2生成装配线模型的调用方法172.5.3搬运小车AGV调度策略172.5.4 仿真模型的初始化19 2.6本章小结.193 AGV配送小车的优化203.1搬运小车AGV参数优化203.2主要因素多水平配比试验223.3仿真实例24 3.4本章小结.254结论与展望264.1结论264.2展望26致 谢27参考文献28毕业设计（论文）知识产权声明30毕业设计（论文）独创性声明31附录A：建模代码32附录B 外文文献及翻译491绪论内容提要：本章主要介绍一般MTO企业混流装配线概述，AGV概念以及发展应用现状，结合现代制造业等来看AGV小车在现代的作用，并依此为基础提出了本文的研究内容。1.1综述MTO的生产型企业是由顾客订单驱动的，企业一般只主导产品装配及关零部件生产， 绝大部分零配件交由子公司或外协生产及外购。随着顾客订单由原有的少品种大批量向多品种小批量方式的转变，装配线必须是能够进行多品种混合装配的流水线。所谓混流装配线MPAL （ Mixed Product Assembly Line） 是指在一定时间内 ， 在一条生产线上连续稳定地生产出多种不同型号的产（同一产品族的不同变化），产品的品种可以随顾客需求的变化而变化。对于MPAL有几个关键技术点：通用MPAL 模型的建立 、作业任务的合理分配 （即流水线的平衡问题）、 产品加工（装配）顺序（即排序问题）及柔性。而柔性与平衡问题是紧密联系的，因此目前对混流装配线的研究主要集中在生产线平衡及作业排序上， 相关研究文献很多， 通常是先进行流水线平衡，然后再进行产品排序，理想的情况应该是二者的协同研究，其中高效通畅的物料配送是实现协同的基础。MPAL 研究的焦点行业集中在汽车制造业，而对物料配送研究则集中在配送路径规划方面，对物料配送系统方面的研究不多。 曹振新满足轿车混流总装配线上物料及时准确配送角度出发， 研究了准时生产JIT （Just-in-Time） 环境下物料配送的物料拉动系统 MPS（Material Pull Systems）和看板运作流程， 并建立了基于现场总线技术的物料ANDON 系统 。 刘纪岸则采用仿真方法分析了摩托车企业发动机装配线的初始存量及配送车辆数量方面存在的问题并进行了简单的优化。 尚文利提出了基于RFID 的车追踪和基于条码的无线库存管理方法，实现混流装配的汽车自动化生产线的动态物料配送。魏其勇研究了汽车零配件企业暂存区的设定。宋士刚研究了可重组制造系统缓冲区容量。一般型MTO 企业的混流装配线物料来源有几种 ： 一是总装线旁的分装线， 这是一种 JIT 物料供给方式， 分装线的节拍与总装线保持一致；二是供应商物料，采取的是供应商直供方式，供应商在总装线附近有自己的物资中心，根据总装厂生产计划和作业计划对装配线进行物料及时配送； 三是 MTO 企业自身物资中心的物料配送， 包括自制核心零部件、通用外购件及外协加工件。本文主要研究第三类物料配送 （事实上第二类物料的配送也可以采取同第三类一样的配送方式），通过仿真方法求解最小完工时间Makespan。1.2AGV小车概述1.2.1AGV小车定义(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，通常也称为AGV小车.指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。 1.2.2AGV小车发展简史界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代开发成功的，它是一种牵引式小车系统，小车跟随一条钢丝索导引的路径行驶，并具有一个以真空管技术为基础的控制器。到了60年代和70年代初，除Barrett公司以外，Webb和Clark公司在AGV市场中也占有相当的份额。在这个时期，欧洲的AGV技术发展较快，这是由于欧洲公司已经对托盘的尺寸与结构进行了标准化，统一尺寸的托盘搬运促进了AGV的发展。欧洲的主要制造厂家有Schindler-Digitron, Wagner, HJC, ACS, BT, CFC, FATA, Saxby, Denford和Bleehert等。70年代中期，欧洲约装备了520个AGV系统，共有4800台小车，1985年发展到10000台左右，为美、欧、日之首。其应用领域分布为:汽车工业(57峋，柔性制造系统FMS(8)和柔性装配系统FAS(44 % ),欧洲的AGV技术80年代初通过在美国的欧洲公司以许可证与合资经营的方式转移到美国。芝加哥的分发中心从欧洲引进直接由计算机控制的AGVs, 1981年John公司将AGV连接到AS/RS以提供在制造过程中物料自动输送和跟踪.1984年，通用汽车公司成为AGV的最大用户，1986年己达1407台(包括牵引式小车。叉车小车和单元装载小车)，1987年又新增加 1662台。美国各公司在欧洲技术的基础上将AGV发展到更为先进的水平。他们采用更先进的计算机控制系统(可联网于FMS或CIMS),运输量更人，移载时间更短，具有在线充电功能，以便24小时运行，小车和控制器可靠性更高。此时美国的AGV生产厂商从23家(1983年)骤增至74家(1985年)。日本的第一家AGV工厂于1966年由一家运输设备供应厂与美国的Webb公司合资开设。到1988年，日本AGV制造厂已达20多家，如大福、Fanuc公司、Murata(村田)公司等。到1986年，日本累计安装了2312个AGVs,拥有5032台AGV。我国AGV发展历史较短。1975年北京起重运输机械研究所完成我国第一台电磁导引定点通信的AGV, 1989年北京邮政科学研究规划院完成我国第一台双向无信电通信的AGV。该院已能进行AGV的批量生产，己生产的和正在制造的AGV达23台(截止于1996年)。沈阳自动化所在AGV技术方面己取得了多项研发成果和专利，解决了AGV车体设计、控制、导航和高度管理等一系列关键技术问题，形成了装配型AGV和搬运型AGV两大系列产品，成为国内唯一能够提供自主品牌AGV产品的单位。其产品性能国内领先，达到国际先进水平，井于19%年度将搬运型AGV系统技术出口韩国三星公司，实现了高技术出口。沈阳自动化所为沈阳金杯汽车厂生产了六台AGV，用于装配线上，可以说是汽车土_业中用得较成功的AGV。以上的AGV均为固定路径导引方式。清华大学独立研制的“自由路径自动导向AGV'属无固定路径导引的类型，在路径跟踪研究方面具有较高的水平。我国越来越多的工厂，科研机构已采用AGV为汽车装配、邮政报刊分拣输送、大型军械仓库、自动化仓储系统服务。如:上海金山化工厂、华宝空调器厂、哈尔滨飞机制造厂、上海新车站邮政枢纽等，所采用的AGV既有国外引进也有国产的。 80年代，AGV就已进入我国市场，今后必将得到迅速发展和普及应用。这不仅是现代工业迅速发展的需要，更主要是AGV本身所独具有的优越性所决定的。AGV自动导向车系统，是伴随着柔性装配系统、计算机集成制造系统以及白动化立体仓库产业发展起来的，是物流系统中革命性的换代产品12。作为一种高效物流输送设备和工厂自动化的理想手段，随着经济的发展，在我国AGV的应用领域必将越来越大。1.2.3AGV小车应用现状由于AGV具有机能集中、地上系统简单、施工和系统构成容易等优点，因此，广泛地应用在机械加工、汽车制造、港口货运、电子产品装配、造纸、发电厂、电子行业的超净车间等诸多行业。其运行速度可达到百米/分钟，运输能力可以从几千克到儿十吨。AGV是一种非常有前途的物流输送设备，尤其在柔性制造系统(FMS)和柔性装配系统(FAS)中被认为是最有效的物料运输设备。随着电子和控制技术的发展，AGV的技术也在不断进步，正在朝着性能更优越、更廉价、自由度更高、超大型化和微型化方向发展。其应用领域也在不断扩展。这种十儿年前只是用作工厂内的物流输送设各，现在己经不仅仅局限于工厂之内，己成功地应用到办公室、饭店、医院和超级市场等诸多部门，并且取得了很好的效果。AGV的应用领域主要在制造业，在重型机械及部分非制造业中也有应用。AGV在制造业中主要用于物料分发、装配和加工制造二个方面。其中装配作业中AGV用量最大，而汽车工业又是AGV的应用大户。美国通用汽车公司90%的AGV用于汽车装配线，西欧各国用于汽车装配的AGV占整个AGV数量的57 Yo。物料分发主要是指生产工序间的物料移送和仓库作业中的物料移送。随着电子工业的进一步发展，电子工业中AGV的使用极具市场潜力。其原因在于消费者需求的变化日益加快，生产系统必须适应市场的变化要求，其中FMS(柔性制造系统)即为以灵活的生产方式适应市场变化的制造方式，对于FMS来说，各加工单元之间的中(小)批量元器件的送发效率要求极高，而AGV能提供柔性最好的输送，AGV可以很方便地对AGV的输送工艺路线进行编程，使之按要求的路。径和方式到达装配线的指定位置。在净化室中，AGV更可大显身手，它可满足净化耍求极高的操作。 在重型机械行业中，AGV主要用来运送模具和原材料(如成卷带钢等)。因而AGV要求承载量人，通常为2.22-4.5t,最大者可达6.3t。配各了功率较大的移藏装置也是这类AGV的特点。在AGV上配备大型机器人用以对大型金属构件进行喷漆(如屹机骨架的喷漆)是AGV在重型行业中的应用之一在非制造业中，AGV的应用越来越普遍。现代化的庆院安装 AGV系统，把取样从门诊部自动运送到中央化验室;把药物、医疗用品、食品、衣着用品从中央物料管理中心输送到医院的各个部门。邮政部门也广泛采用 AGV，如将邮件进台区的邮件输送到处理区，将处理区的邮件输送到邮件出台区。为了加大运输量，使用了牵引式AGV系统，一次可以牵引多台邮件车。大型的办公大楼也开始安装AGV系统，用以运送邮件、电文和包裹到各个分区部门。宾馆业采用AGV把食品从厨房运送到客房。AGV也可作为机器人的“脚”，使机器人可在更大范围内自动完成作业，如在AGV上配各机器人用于光整水泥地面。在具有核辐射危险的地方，常使用AGV机器人用于核材料的搬运。1.3课题背景和研究意义1.3.1课题背景 随着经济的快速发展，人们的需求日益多样化和个性化。社会化的大生产大机器的工业阶段已经一去不复返，市场需求瞬息万变。订单式生产由于具有较高的柔性，可以比较好的适应市场需求的多样性、个性化以及不稳定性。多品种、小批量的生产方式将会是未来生产型企业的主流生产类型。面向订单（Make to Order，MTO）的生产型企业的生产是由顾客订单驱动的，企业一般只主导产品装配及关键零部件生产，绝大部分零部件交由子公司或外协生产及外购，随着顾客订单由原有的少品种到多品种小批量方式的转变，装配线必须是能够进行多品种混合装配的流水线，即混流装配线（Mixed Product Assembly Line，MPAL）产线平衡及作业排序问题上，通常是先进行流水线平衡问题，再是作业排序问题，理想情况是二者协同研究。影响生产线产出率的因素有很多，物料批处理方式、工站间的加工时间变动、工站的故障率等13，这里引出了AGV小车，现在大多数企业都是用AGV小车实现智能搬运，但如何使其利用最大化，效率最大化，更智能就成为了一流企业所逐渐发展的方向。1.3.2研究意义21世纪制造业将进入一个新阶段，敏捷制造将成为企业的主导模式。能否抓住市场机遇开发出新产品将是企业赢得竞争的主要手段。要减小生产成本对生产批量的依赖，就要发展敏捷制造装备。繁重制造装各的可编程、可重组和快速响应能力使得在进行小批量生产时，可实现接近中、大批量生产的效率。自动导向小车(Automated Guided Vehicle简称AGV)是移动机器人的一种，是制造企业物流系统中的重要设备，主要用来储运各类物料，为系统柔性化、集成化、高效运行提供了重要保证。AGV主要有两类形式，一种是固定路径AGV，它的运行路径是固定的，且有轨道，故导引技术相对简单;另一种是自由路径AGV，由于没有轨道，它为AGV自由运行提供了最大可能，但由于技术限制，AGV沿任意路径自由运行仍是一个有待解决的技术难题。在以往的生产线上，导向式AGV是人们经常采用的方式，有导轨式、磁导引式等方法。这些方法都需要预先规划好AGV的运行路线，而且生产车间的装置不能随意移动。随着生产车间智能化的提高，线边暂存区和搬运小车AGV的参数的优化也越来越重要，AGV参数很多，这里讨论其数量，载重量和速度的优化。当车间的布局变化后，只要及时改变规划系统的参数即可满足路径规划要求。资料显示:在产品生产的整个过程中，仅仅有5%的时间是用于加工和制造，剩余的95%都用于储存、装卸、等待加工和输送:在美国，直接劳动成本所占比例不足生产成本的10%，且这一比例还在不断下降，而储存、运输所占的费用却占生产成本的 40%.因此，目前世界各工业强国普遍把改造物流结构、降低物流成本作为企业在竞争中取胜的重要措施，为适应现代生产的需要，物流正在向着现代化的方向发展。自动导引小车AGV适应性好、柔性程度高、可靠性好、可实现生产和搬运功能的集成化和自动化，在各国的许多行业都得到广泛的应用。1.4本文主要研究内容由于总的仿真时长就是履行完成这批订单所需要的时间makespan而对于一般的MTO企业，影响makespan的因素有几个，如装配工站的设备利用率，节拍，线边暂存区最大最小库存量，搬运小车数量及速度，装载量大小14。本文具体研究内容如下：（1）分析和研究混流装配线AGV小车间参数优化问题。（2）掌握eM-plant的仿真环境。（3）利用eM-Plant对MTO混装线进行建模15。（4）针对混流装配线搬运小车AGV参数对混装线的影响进行仿真和分析。（5）通过仿真实例模拟实际工况，并对参数优化方案进行对比。1.5本章小结 熟悉AGV小车的概念以及发展状况，结合现代制造、物流等行业分析AGV在其领域的作用，利用建模和仿真试验得出AGV参数最优解。2 MTO混流装配线模型的建立2.1一般MTO企业混装线概述 企业接受客户订单，定期或不定期进行汇总并制定生产计划，将订单分配给分公司的各条装配线，其中的任意一条装配线均可完成全部或部分订单，假设对于不同类型产品的装配线序列已经确定的情况下的物料配送，即混流装配线为保证已有装配任务的的及时完成，如何在正确的条件下，将正确的物料按正确的数量在正确的时刻从物料中转区运送到混装线的各个备料暂存区。 一般MTO企业生产产品种类很多，每一种由于产品颜色和部分构成件等的变化又有多种型号规格，因此，一般客户订单需要体现的是产品种类，型号规格，需求数量，交货期及其他要求，混装线接收的生产计划应该包含这些信息，生产计划指令中的订单顺序可以看成总厂调度优化后的装配顺序。对于每种产品每种型号规格均有零部件清单BOM表，表中至少包含零部件编号，一件成品需要该零部件的数量及类别。本文尝试在Plant Simulation 中建立这类企业的装配线物料配送的仿真模型。一般MTO企业运作过程如图2.1：图2.1 一般企业运作过程2.2eM-Plant仿真软件介绍本文研究需要用到的软件是eM-Plant，是由以色列Tecnomatix公司开发的，又称为 SiMPLE+，是用C+实现的关于生产、物流和工程的仿真软件，它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具。可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业，建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等。该软件提供了大量生产设备单元和物流装置的模型库，包括物流对象、信息流对象、服务类对象和移动对象；还提供了丰富的概率分布函数，使得建模时只需要从交互界面中选择一种分布就可以轻松地输入仿真参数，代替了复杂的编程。其内嵌的SimTalk语言，其编程语法与VC+完全类似，可灵活地用于规划、仿真和优化制造企业、生产系统和工艺过程。软件还提供了各种统计分析工具、实验工具和优化工具，这些都有助于瓶颈的消除，达到资源配置的优化，从而设计出负荷平衡、高效率的生产线。利用eM-Plant提供的模型库，建立系统的仿真模型。具体步骤如下：（1） 新建仿真项目。（2） 规划项目的组织结构。（3） 建立仿真模型。（4） 确认仿真模型。（5） 实验设计和仿真模型分析。2.3建模前期准备工作 启动Plant Simulation，打开IE_Simulation.spp文件1) 右击Class Library下方的Basis，在弹出菜单中选择“新建文件夹”，将新建的文件夹改名为Delivery。2) 右击Delivery，在弹出菜单中选择“新建文件夹”，将新建的文件夹改名为MUs。3) 单击Basis里的MUs文件将其打开，按住Ctrl键的同时，单击Entiry拖入Delivery的MUs文件夹内，在DeliveryMUs文件夹内生成一个新的Entiry，改名为Pruduct；用同样的方法生成一个新的Transporter（改名为Forklift）和一个新的Entiry（改名为Parts），以及一个新的Container（改名为Pallet）。4) 右击Delivery，在弹出菜单中选择“新建层”，并改名为MTO结果如图2.2所示。图2.2新建模型层MTO及MUs文件夹2.3.1 编辑动画图标 1）右击Product，在弹出菜单中选择“编辑图标”后，弹出图标编辑对话框，如图2.3所示。不改变原有图标，采取新增图标的方式进行扩充。图2.3编辑Product图标2）选择图标编辑对话框主菜单“Icon-New”，弹出新图标编辑窗如图2.4（a）所示。在Name后面的文本框输入A1，再选择主菜单“Tools-Clipart Libraryd”，弹出操作系统的文件浏览器对话框，找到图库所在目录，如图2.4（a）所示。3）把A1.jpg文件图标拖入图标编辑器的编辑区内，如图2.4（b）。单击图标工具栏中的，移动光标到图中坐标显示为（24，12）的位置单击，生成一个动画仿真时的参考点。单击工具栏的，保存新建图标。（a）（b）图2.4使用图标库编辑Product图标4）重复以上步骤，新增所需要的所有表示产品的图标。 参照同样的方法新增零件Parts的图标，然后对Product和搬运小车原形设置相关参数。在Product内定义了4个自定义属性变量：Char则是为生产准备时间进行换线、换型服务准备；Exchng记录上架是否为新订单；sch_pos记录该上架件属于第几个订单；bom_pos则记录该上架件在BOM标的位置，如图2.5（a）所示。 （a） （b）图2.5 Product和ForkLift的设置2.3.2构建模型基本框架 模型的基本思路如如图2.6所示。 按图2.7所示的对象以及名称、标签名等在模型层MTO中建立相应的对象。其参数采用默认值。如图2.7所示基本参数确定四个基本数据表的生成自动生成装配线并连接起来自动生成AGV运行路线PreStore车间物料预投区生成，并设立简单的调度策略AGV上料调度策略的设计AGV卸料策略的设计配送规则建立将调度及规则转化为Method模型调试及实验设计优化AGV数量及速度图2.6 建模流程图图2.7 MTO模型层中的基本对象双击“装配工站原形”图标。1） 单击部件来源（Assembly table with）后面选择文本框的，选择“前（Predecessors）”项后单击Apply按钮。2） 单击Open按钮，在Predecessors项的位置输入2，表示零部件来源于第2前节点，Number表示该装配线需要消耗的2号节点来源的零部件的数量。如果来源不止一个节点，则输入完成后按Enter就可增加一个来源点。单击OK返回。3） Assembly mode：有Attach MUs和Delete MUs两种，选择“删除MUs”即ExitingMU选择“主MU”。4） Sequence服务请求：选择“MU然后服务”，单击OK按钮。5） 单击Toolbox下Material Flow栏中的Frame图标，在MTO模型中插入一个子模型层，并改名为PreStroe，标签名为“物料中转区”。6） 单击模型层主菜单Tools，在下拉菜单中选择Custom Attribute。7） 单击模型层主菜单Tools，在下拉菜单中选择Custom Attribute。 8） 在弹出的对话框中单击New按钮弹出2.9（a）所示的变量定义对话框，按图2.8所显示变量及数据类型分别定义。图2.8 MTO模型层中的用户自定义属性变量的定义9） 如图2.9（a）所示输入属性变量名称ObjectName，把数据类型改为table后，在Data type下方弹出Value及Open按钮。单击按钮打开一张空白表。10） 右击图中橙色区域，在弹出的菜单中选择Format，在弹出的对话框中选择Dimension，在Number of Columns文本框内输入1，单击Apply按钮。格式化后的数据表如图2.9（b）所示，按照图中数据输入。（a） （b）图2.9数据表格式化处理2.3.2清除原有模型对象DeleteAllObjects是用来清除MTO模型层中的一些物流对象的，假设上一次执该模型时总的装配工站数量是10个，而这次需要8个工站的模型。一般是先将上次模型的物流的对象及信息流对象删除，再重新生成一条8工站的装配线模型。如不需修改，该方法运行一次就可以了。 双击DeleteAllObjects（清除对象），加入SimTalk代码。（见附录A）2.2.3生成生产计划表 自动生成生产计划表Schedule、BOM表和加工准备时间SetupTime，生成这三张表的SimTalk语句放在CreateDataTable中。（见附录A）生产计划表如图2.10。图2.10生产计划表2.2.4随机商城订单等数据 当有了上面三个基本数据表后就可录入生产计划、制定各种型号规格产品的BOM表及各种类产品在同一条装配线进行装配是的生产准备时间了。本模型采用随机生成这三类数据，然后手动修改的方法。因此，该方法运行时先调用方法CreataDataTable，然后分别为三个表生成相应的数据。输入CreateInitObjects方法的SimTalk代码。（见附录A） 先运行DeleteAllObjects方法，再运行CreateInitObjects方法，模型自动生成三张主数据表及各装配站的加工时间表，以及加工过程中使用的临时数据表Inventory。，BOM表如图2.11，生产准备时间表如图2.12。图2.11 BOM表 图2.12生产准备时间表运行CreateInitObjects方法后，除了在MTO模型层生成了上述表格外，还生成了1个子模型层SubMTO，如图2.13。图2.13模型层SubMTO的生成2.4建立物料中转区 装配线接收总厂或分公司安排生产任务后，就按照计划中的订单顺序依次生产不同客户需求的产品。在装配某订单的过程中，对于物料需求是采用看板方式进行的。在每个装配工站旁均设立了一个物料暂存区，设置有最大最小库存。装配线上的挂区读取生产计划，当新订单的第一件开始上挂时，前面一个订单的最后一件正在处理，此时第一装配工站的暂存区已经清空，新订单的物料配送请求发出，配送系统就会为每个装配站配送一次新订单开工所需要的零部件。 由暂存区或者由虚拟工站读取生产计划时产生的新订单物料配送请求，均会集中到配送中心的搬运小车AGV，当AGV接收配送请求后会调用相应的配送调度策略，从而决定配送过程的执行。AGV接收配送请求后，如果AGV空闲就会先到达物料预投中转区的对应配送请求的暂存区，读出需求的数量到AGV小车上，再配送到相应的目的地。 物料预投中转区某物料存放区比线边暂存区的容量高出较多，但也是按照看板方式进行设置的16。当AGV在某个存放区取走一部分物料后，如果已经接近或者低于其最小库存，此时，就触发了该物料向总公司申请物料配送的请求，总公司到工厂或分公司预投中转区的物料配送则采用其他的装载设备了，如卡车等。本模型中简化了中转区向总公司申请物料配送的过程，当中转区物料低于最小库存时，采用的是及时补货策略，即一旦物料库存低于最小库存时，物料预投中转区内某种零部件的存放区会被立即填满。因此，对于预投区的建模，主要考虑的是有多少个零部件代号就要构建多少个缓冲区，这在实际情况中有时会采用合区的方法，但是仿真时为简单起见而分别设立存放区。对于每个存放区，当有物料流出时必须判断是否低于安全库存，从而决定是否向总公司申请物料配送，因此，建模时需要写一个通用的Method。双击PreStore物料中转区打开，弹出一个新的模型层PreStore，如图2.14。图2.14物料预投中转区 PreKanBan数据表，记录的是每个零部件存放区的最大库存、最小库存及初始库存，以及对于这种物料如果向总公司申请配送需求时，申请单位为多少个。对应图2.15所示的数据表1-4列，表的第0列记录的是零部件代码编号。图2.15 物料预投中转区内的物料存放数据表 由于物料比较多，人工生成各种物料存放区比较麻烦，因此，采用了Method的做法。方法BufferDelete先清空原有的存放区对象，方法CreateRawBuffer则生成一个全新的存放区数量为MaxMaterial个，方法BufferDelete的SimTalk语句（见附录A）。 输入完成后运行CreateRawBuffer方法，生成一个完整的中转物料仓库，如图2.16所示。 PreStoreInit方法是做一些初始化工作，例如，存放区物料数量检查是否需要补货等基本的决策工作，该方法最好不要单独运行，是由系统仿真的Init方法调用的（见附录A）。 方法PullOrder作为每一个存放区的离开策略被调用，主要判断存放区内的物料是否低于最小库存从而决定是否向总公司提出物料申请，其SimTalk语句（见附录A）。图2.16 物料预投中转区内的物料存放区至此，物料中转区建模完成，模型的基础工作已经全部完成，及时保存文件，下面讨论建立通用的装配线仿真模型方法。2.5 装配线及AGV配送路线建模 以6站装配线为例，由于不考虑第一类和第二类物料配送问题，只考虑工厂车间自身物料配送问题，因此，建模时将其他线边的直供物料及子装配线供应及悬挂供料等方式均作省略处理。装配线仿真模型可以考虑如图2.17所示的方式。装配基准件可以从上料工位上挂，经过一个虚拟工站，实际装配线可能是一些上挂其他配件区。例如，空调装配线，前端的上挂区需要上挂压缩机、塑料件等很多，仿真这些工站不具备实际分析意义，只是一种表达方式而已，因此，在仿真时，虚拟工站的加工时间设置为零。仿真时设立一个虚拟工站的好处是有一些Method可以由虚拟工站的进入或离开策略来执行17。例如，如果当前上料件为新订单的第一件，显然对于第一个装配工站而言，其正在加工的是上一个订单的最后一个工件，上一个订单最后一件加工完成时间就需要进行切换及其他参数的设置及更改了，这些工作可以交由虚拟工站的离开策略，离开策略调用某个Method执行相关作业。图2.17所示的模型在上挂区读取生产计划后，由虚拟工站M0的离开策略调用VisInit方法，执行一些数据处理工作，同时决定是否进行初始的物料配送。当物料到达工站后执行装配作业，同时按BOM要求从此线边暂存区取用相应的零部件数量进行装配，然后依次往下传递。而当物料进入本装配站时，会调用入口控制方法Set_Nums，即判断如果当前作业为新订单第一件，需要对本工站进行Setup等工作。图2.17站装配线仿真模型 当物料从线边暂存区流向装配站时，线边暂存区的离开控制会调用Cal_Nums方法，计算线边暂存区的现存物料是否低于最小库存，如果低于最小库存而且又没有在途库存，就向配送中心申请一次物料配送。每一个线边暂存区的工作过程是一致的18。 配送中心接收物料配送请求后就会检查已有的搬运小车AGV是否有空，有空就立即给空闲的并且靠近中转区的AGV派工。每个AGV空回程到达Track0的传感器区域后，触发传感器触发策略MLoad装料决策，首先急件服务MEmpty。如果MEmpty返回零表示没有急件，则执行常规配送MSafety，MSafety又分为一般急件和普通配送请求，具体的配送执行由MFunc方法来执行。 AGV每次接收配送请求后均会被告知目的地，因此，当AGV在配送过程中到达各个线边暂存区位置时，Track上安装的传感器就会被触发，判断AGV的目的地是否就是本线边暂存区。如果是，就调用MUnLoad卸货方法，将AGV上装载的Parts卸载到相应的线边暂存区，否则继续往前移动知道目的地为止。卸载完成后，AGV采取路线就近原则返回，即卸货完成就返回Track0位置