[摘要]在某企业法兰盘生产物流系统基础上，采用witness仿真软件对法兰盘制造流程进行仿真研究。通过仿真实验和分析，确定改善方向，采用多次取值仿真对比方法获得生产过程中原材料到达的最佳频率，提高系统中各工序设备的利用率。文章的研究思想和方法，可对其他制造系统的仿真研究提供理论依据和经验借鉴。
[关键词]生产物流；witness；仿真
[作者简介]任贵选，中北大学机械与动力工程学院硕士在读，研究方向：生产与运作管理，山西太原，030051；李梦群，中北大学机械与动力工程学院教授，研究方向：生产与运作管理，山西太原，030051
引言
企业对物流进行优化可以降低企业成本，提高自身竞争力。向物流要效益，已经成为21世纪企业为降低产品成本，提高产品市场优势而努力的过程中至关重要的环节。生产物流是企业物流研究的核心环节。如今仿真技术已经成为分析研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和非工程领域，对物流系统的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。物流系统仿真是针对物流系统进行建模，并在电子计算机上编制相应应用程序，模拟实际物流系统运行状况，然后对模拟结果进行统计和分析，用以指导物流系统的规划设计与运作管理。
本文以DT公司生产的某型号法兰盘为研究对象，采用Witness仿真软件对该产品的生产物流系统进行分析和仿真研究，拟解决生产物流系统中存在的具体问题，进而提出优化方案，探索提高企业的生产效率和经济效益的有效方法和途径。
一、产品生产物流系统现状分析
（一）生产工艺流程现状
DT公司生产的某型号法兰盘是应客户订单要求生产，主要安装于管壳式余热锅炉的进气口端。该型号法兰盘的材质为09MnNiD钢材，原材料为单个成品重量约为30kg，生产工艺流程大致由“①下料②热处理③车内、外圆④车螺纹⑤钻、扩孔⑥钳工去毛刺”6个环节构成，如图1所示。
第三道工序车内、外圆和第四道工序车螺纹均在CA6140车床操作完成，所以在仿真中合并为一道工序进行操作。在该型号法兰盘的生产过程中，第一道工序下料为锻压的方式，工艺由C41-40kg分体空气锤完成，第二道工序热处理的完成设备为RT2-75-12热处理炉，第五道工序钻、扩孔在Z3050X16/1钻床上完成，最后一道工序钳工去毛刺为人工完成，该工序的操作由一位工人即可承担。产品经过最后一道工序去毛刺之后即可打包出厂。产品各工序所分配的设备及测得的各工序加工时间如表1所示，其中，每台机器同时只可加工一个零部件，钳工环节每名工人一次处理一个产品。
（二）生产流程简化及假设
对于复杂系统的建模分析无法反映全部现实系统，仿真模型也不是全部现实系统的重复或预演，因此必需对模型进行合理的简化和假设。笔者对DT公司某型号法兰盘的生产物流系统做出如下假设。
1.生产中的每一个工序都抽象为一个机器，工序的实际操作过程被释义为时间延迟。
2.假设模型运行过程中不出现机器故障和人员疲劳的状况。
3.本模型中，把生产加工区周转箱都抽象为缓存区，假设工序间的物理运输距离比较短，工件在前一工序加工完成后直接进入下一工序的缓存区。
二、物流仿真设计及运行分析
（一）模型元素定义及细节设计
本例中，对实际生产系统进行物理方法的描述，即用Witness计算机物理仿真对系统进行描述，得到简化近似模型。其中，用define进行系统各元素定义，钢板定义为part元素，各机器组定义为machine，每个工序抽象定义为一个machine元素，每个machine元素可同时处理的在制品数量进行批量设置。通过display对各元素的可视化进行单元模块设计。模型各元素定义如表2所示。
分别对系统中的各个元素实体进行可视化和细节设置，包括它的Name、Text、Icon、Part Queue、Value等属性。各元素细节设计如下所示，
1.Part元素细节设计
Name：加工件
Type：active
Inter Arrival：20.0
Output rules：push to下料
2.对machine元素的细节设计
（1）Name：下料
Quautity：2
Cycle time：25.0
Input rules：pull from下料缓冲区
Output rules：push to热处理缓冲区
（2）Name：热处理
Cycle time：46.0
Quantity：3
Input rules：pull from热处理缓冲区
Output rules：push to车工缓冲区
（3）Name：车工
Quantity：3
Cycle time：80.0
Input rules：pull from车工缓冲区
Output rules：push to钻扩孔缓冲区
（4）NaBe：钻、扩孔
Quantity：3
Cycle time：58.0
Input rules：pull from钻扩孔缓冲区
Output rules：push to去毛刺缓冲区
（5）NaBe；钳工去毛刺
Quantity：2
Cycle time：40.0
Input rules：pull from去毛刺缓冲区