FLEXSIM系统仿真建模与分析
某企业手机后盖生产流程改善
学院名称：机械工程与自动化学院
学生姓名：曾祥阔
学生班级：工业工程学生学号：课 程 设 计 说 明 书 11201 1202231035
目 录
一、研究背景………………………………………………………2
二、生产研究
2.1 生产现状……………………………………………………………2
2.2 问题分析……………………………………………………………3
2.3 仿真建模……………………………………………………………4
2.4 结果分析………………………………………………………… 10
三、现场改善
3.1 改善方案………………………………………………………… 13
3.2模型仿真………………………………………………………… 14
四、改善效果…………………………………………………… 17
五、设计小结…………………………………………………… 19
一、 研究背景
课题研究的是：流程程序分析在某企业的手机生产部门手机盖生产的应用。
应用flexsim系统仿真软件仿真模拟现场管理改善，提什生产线的产量。达到掌握flexsim系统仿真软件的操作，提升系统仿真在实际中运用的能力的目的。
二、生产研究
2.1 生产现状
该生产部门主要负责手机盖（右图）的
生产，在小规模的试产阶段中，发现现行手
机盖的生产方式生产效率低下，生产周期长，
按照这种生产方式，无法实现大批量生产阶
段预订的生产计划，不能按期交货，会给企
业带来经济损失。
该手机改的现行的生产流程如下：
成型、初检、剪料头、烘烤、粘脏污、贴白色保护膜、贴蓝色保护膜、仿形铣、CNC、削口水、打磨、擦脏污、全检包装
该手机盖在A楼成型，完成初检、剪料头工序，然后转移到B楼进行烘烤、粘脏污、贴白色保护膜、贴蓝色保护膜、
2.2 问题分析
从该手机生产流程程序图不难看出，所有的流程在两栋大楼里进行。物料在两栋大楼之间有3次搬运花费3320秒的时间，搬运了221米，而手机盖在生产过程中一共搬运233米；其次手机盖在生产过程中，有4次暂时放置，共花费2720秒时间。综上，该生产线存在的最大问题是有过搬运，和过多的等待，其主要原因是生产设备分布在在两栋大楼里，使得物料无法及时送至下一工序。
2.3 仿真建模
对于现状，设备两栋大楼里放置，有13道工序，27个操作员，形成一条流水线，具体建模如下：
（1） 拖入1个发生器，作为原材料发生装置
（2） 拖入13个处理器进行每一项流程
（3）再拖入7个暂存区，除了现状存在5个暂时放置区，另加2个暂存区作为向A楼或者B楼搬运的暂存
（4）因为有三个流程是多人操作的，所以加入3个分配器，根据流程顺序，将实体依次连接成如下图效果
（5）调整各个实体的位置，第一行实体为A楼的设备，第二、三行为B楼的设备。设置路径从A楼到B（从B楼到A楼），应用网格节点以及虚拟路径，设置得如下图
（6）给每个流程分配操作员（操作S连接处理器，若有分配器，分配器A连接到操作员），并根据各个实体的所在流程修改各个实体的名称。到此，模型的大致外观成型，如图
（7）给每个实体设置参数：
其中有5个操作员是作为交通运输工具设置的，各自的速度分别为各工序的搬运距离除以时间，对大楼之间的操作员还要设置为最大容量50；
发生器的设置采用默认，临时实体用BOX代替，设置颜色为蓝色； 特别要指出的是在烘烤这一流程中，例题所指时间为一个手机壳要烘烤7200秒完成工序，实际的生产过程中一台机器不可能一次只烘烤一个手机壳，本处采用折中办法，机器最大同时处理200个手机壳，即平均每个手机壳加工工时间为36秒；
同理的来说，对于多人操作的流程，CNC、削口水、打磨，三个流程所在的处理器加工时间也需要用每个加工标准时长除以操作员个数分别为30.25秒、18秒、17.5秒；
对于暂存区的设置，除了保管区域，最大容量均设置为500，特别的对于暂时放置，由于例题有等待时间，都设置为成批处理50个，最大等待时间分别设置为720秒、900秒、1100秒
至此，模型的各个参数设置完毕。
（8）设置统计分析变量，点选“统计”中的“Dashboard”，创建各个暂存区的状态饼图、各个处理流程的状态条形图、每小时各个流程处理的输出量、“保管区”容量折线图。
（9）进行模型的测试运行，修改直至能够最大程度切合例题中的
实例。
2.4 结果分析
结合模型外观和统计量来看，当模型运行前
但从外观来看，由于这条生产线在两栋大楼分散设置，以致整个生产流程的运行极为繁杂，突出表现为搬运的繁杂。
模型运行一段时间：
（注：饼图从左向右为暂时放置1、搬往B楼1、暂时放置2、暂时放置3、暂存区4、保管、搬往A楼、搬往B楼2.条形图的顺序与模型流程依次对应）
（1）从模型外观来看，半成品在生产线上的流程烘烤前的暂存区有明显的堆积；
（2）再看处理器的状态条形图，发现“洗料头”前四个工序有阻塞现象，“擦脏污”前两个工序也有轻微的阻塞现象；
（3）各个处理流程中，前四个流程运行压力明显小于后面的工序，每小时输出产品明显多于后续工序，这是后面工序产生阻塞的一重要原因
（4）再看“保管”的容量折线图，知整条流水线的产能，当流水线相对稳定之后，每2000-秒有15个产品下线
运行时间相当长的时候
运行时间足够长的时候，从处理流程状态图知“削口水”以前的生产流程有特别明显的阻塞现象，所有的流程均有较大的闲置和阻塞现象。
总而言之，与仿真分析前的猜想接近一致，整条流水线有许多不足需要改善的地方：
（1）设备分散、繁杂，导致的过多的搬运和半成品的等待，而且占用地大，需要过多的人力；
（2）部分流程，如烘烤、CNC、剪料头属于瓶颈流程，工序压力大；
（3）暂存区过多，造成用地浪费
（4）某些工序可以合并例如贴白色保护膜和贴蓝色保护膜
三、现场改善
3.1 改善方案
在不增加设备和人员的情形下，针对现状生产线繁杂，搬运过多，对原有生产流程进行改进，如下生产流程程序图：
具体的改善有：
（1） 将设备移至一栋楼内完成所有的生产流程，优化生产流程顺序
（2） 去除所有的暂时存储区，减少搬运
（3） 合并“贴蓝色保护膜”和“贴白色保护膜”两个流程成新的流
程“贴膜”并分配两人
流水线最终有10个生产流程，需要操作员24人。
3.2模型仿真
根据改善的流程程序图，和改善方案，进行flexsim建模操作：
（1） 拖入一个发生器作为材料源;
（2） 拖入10个处理器进行各个流程；
（3） 加入保管区，收入最终的成品
;
(4)对各个实体根据生产流程按顺序A连接，并根据搬运距离合理设置各个处理器的位置；
（5）分配操作员，对需要多个操作员的处理器，加入任务分配器（连接操作略）
（6）进行参数的设置
发生器和暂存区为默认设置；
单个操作员操作处理器的加工时间均采用生产流程程序图的时间设置；
特别的，对于多操作员的流程，加工时间设置为单个产品加工时间除以操作员数，“贴膜”、“CNC”、“削口水”、“打磨”的加工时间分别设为10.5秒、30.25秒、36秒、17.5秒；
担任运输工作的3个操作员的速度为搬运距离除以搬运时间；
到此参数设置完毕。
（7）设置统计变量：“保管”的容量状态饼图、各个处理器的状态柱状图、各个处理器每小时生产产品个数、“保管”容量变化折线图
（8）模型的测试运行与修正，直至能最大程度的模拟真实生产线的运行。
四、改善效果
模型运行前，模型外观
型的外观来看，此时的生产线相比原有的状态，从曲折繁杂变得简洁精炼。同时，操作人员由原有27人缩减到24人；加工流程减少到1个；去除了多余的暂存区，所有流程在一条”直线”上完成，占地减少。
当模型运行到一段时间后
型外观来看，整个流水线运行相对的稳定，各个流程没有明显的积压现象，阻塞现象相对以前也有明显线的减少。分析各个流程每小时输出条形图得，每个流程的输出量接近平均。模型运行趋于稳定时，每1000秒下线约18个产品。
总而言之，改善产生了明显的效果，分如下几点：
（1） 生产线变得简洁，不必要的搬运和等待最大程度的减少了，使
得生产占地减少，管理更为的简单
（2） 由于流程的改善，使操作员由原来的27人缩减到现在的24人，
生产流程由原来的13个缩减到现在的10个
（3） 生产能力大大的提升，由原来的每2000秒下线15个产品提升
到现在的每1000秒下线16个产品
五、设计小结
本次改善的课题为关于的基础工业工程的流程程序改善案例。虽然案例将所有的流程都明确的列出，但由于改善前的流程十分的繁杂，建模过程中遇到不少的困难。例如，在建立“暂时放置1”暂存区实体，要求临时实体在暂时放置区停留时间为720秒，小组成员在多方多次的讨论都难以 解决这个问题，最终在老师的提示下得以解决，
某企业手机后盖生产流程改善课程设计说明书
设置参数为批量运输50个，最大等待时间为720，只要第一批等待720秒，由于操作员搬运时间为1080秒，后面的产品必然要等待至少720秒。还有对于线路的设置方面，难度较大，设备都分散在两个区域（两个大楼）内，要设置搬运路线，值得注意的是要应用虚拟路径来拟合实际搬运时的路线。
再来总结一下关于模型的运行与改善方面的内容。改善前，无论是从生产流程还是生产设备的布局来看见，该流水线有很大的改善空间，即相当容易达到案例的要求提升改线的产量。改善的第一思路是，删繁就简，化曲线为直线，很容易分析得到，必定要把所有的生产流程都设置在“一条直线”上完成，而且考虑到某些流程如“粘脏污”、“贴白色保护膜”和“贴蓝色保护膜”完全可以合为一道工序，用一个流程代替。然后发现整个流水线有过多的暂存区，即产品有过多等待，例如“暂时放置”完全可以除去。这样下来流水变成如改善后的模型一样简约，并且有质的提升。在所建的模型模拟运行中，在不增加任何设备和人员的情况下，改善前后，加工流程由原来的13个缩减到现在的10个，操作员由原有27个缩减到现在的24，暂存区除了保管最终的产品，其余全部舍去。通过图表的分析，此次改善的效果是显著的，流水线的产量由原来的每2000秒15个提升到现在每1000秒16个。
通过此次系统仿真训练，理解了改善之于流水线的作用，也震撼于flexsim系统仿真软件功能的强大。学好flexsim能使我们的专业技术能力更上一层楼。
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FLEXSIM系统仿真建模与分析
某企业手机后盖生产流程改善
学院名称：机械工程与自动化学院
学生姓名：曾祥阔
学生班级：工业工程学生学号：课 程 设 计 说 明 书 11201 1202231035
目 录
一、研究背景………………………………………………………2
二、生产研究
2.1 生产现状……………………………………………………………2
2.2 问题分析……………………………………………………………3
2.3 仿真建模……………………………………………………………4
2.4 结果分析………………………………………………………… 10
三、现场改善
3.1 改善方案………………………………………………………… 13
3.2模型仿真………………………………………………………… 14
四、改善效果…………………………………………………… 17
五、设计小结…………………………………………………… 19
一、 研究背景
课题研究的是：流程程序分析在某企业的手机生产部门手机盖生产的应用。
应用flexsim系统仿真软件仿真模拟现场管理改善，提什生产线的产量。达到掌握flexsim系统仿真软件的操作，提升系统仿真在实际中运用的能力的目的。
二、生产研究
2.1 生产现状
该生产部门主要负责手机盖（右图）的
生产，在小规模的试产阶段中，发现现行手
机盖的生产方式生产效率低下，生产周期长，
按照这种生产方式，无法实现大批量生产阶
段预订的生产计划，不能按期交货，会给企
业带来经济损失。
该手机改的现行的生产流程如下：
成型、初检、剪料头、烘烤、粘脏污、贴白色保护膜、贴蓝色保护膜、仿形铣、CNC、削口水、打磨、擦脏污、全检包装
该手机盖在A楼成型，完成初检、剪料头工序，然后转移到B楼进行烘烤、粘脏污、贴白色保护膜、贴蓝色保护膜、
2.2 问题分析
从该手机生产流程程序图不难看出，所有的流程在两栋大楼里进行。物料在两栋大楼之间有3次搬运花费3320秒的时间，搬运了221米，而手机盖在生产过程中一共搬运233米；其次手机盖在生产过程中，有4次暂时放置，共花费2720秒时间。综上，该生产线存在的最大问题是有过搬运，和过多的等待，其主要原因是生产设备分布在在两栋大楼里，使得物料无法及时送至下一工序。
2.3 仿真建模
对于现状，设备两栋大楼里放置，有13道工序，27个操作员，形成一条流水线，具体建模如下：
（1） 拖入1个发生器，作为原材料发生装置
（2） 拖入13个处理器进行每一项流程
（3）再拖入7个暂存区，除了现状存在5个暂时放置区，另加2个暂存区作为向A楼或者B楼搬运的暂存
（4）因为有三个流程是多人操作的，所以加入3个分配器，根据流程顺序，将实体依次连接成如下图效果
（5）调整各个实体的位置，第一行实体为A楼的设备，第二、三行为B楼的设备。设置路径从A楼到B（从B楼到A楼），应用网格节点以及虚拟路径，设置得如下图
（6）给每个流程分配操作员（操作S连接处理器，若有分配器，分配器A连接到操作员），并根据各个实体的所在流程修改各个实体的名称。到此，模型的大致外观成型，如图
（7）给每个实体设置参数：
其中有5个操作员是作为交通运输工具设置的，各自的速度分别为各工序的搬运距离除以时间，对大楼之间的操作员还要设置为最大容量50；
发生器的设置采用默认，临时实体用BOX代替，设置颜色为蓝色； 特别要指出的是在烘烤这一流程中，例题所指时间为一个手机壳要烘烤7200秒完成工序，实际的生产过程中一台机器不可能一次只烘烤一个手机壳，本处采用折中办法，机器最大同时处理200个手机壳，即平均每个手机壳加工工时间为36秒；
同理的来说，对于多人操作的流程，CNC、削口水、打磨，三个流程所在的处理器加工时间也需要用每个加工标准时长除以操作员个数分别为30.25秒、18秒、17.5秒；
对于暂存区的设置，除了保管区域，最大容量均设置为500，特别的对于暂时放置，由于例题有等待时间，都设置为成批处理50个，最大等待时间分别设置为720秒、900秒、1100秒
至此，模型的各个参数设置完毕。
（8）设置统计分析变量，点选“统计”中的“Dashboard”，创建各个暂存区的状态饼图、各个处理流程的状态条形图、每小时各个流程处理的输出量、“保管区”容量折线图。
（9）进行模型的测试运行，修改直至能够最大程度切合例题中的
实例。
2.4 结果分析
结合模型外观和统计量来看，当模型运行前
但从外观来看，由于这条生产线在两栋大楼分散设置，以致整个生产流程的运行极为繁杂，突出表现为搬运的繁杂。
模型运行一段时间：
（注：饼图从左向右为暂时放置1、搬往B楼1、暂时放置2、暂时放置3、暂存区4、保管、搬往A楼、搬往B楼2.条形图的顺序与模型流程依次对应）
（1）从模型外观来看，半成品在生产线上的流程烘烤前的暂存区有明显的堆积；
（2）再看处理器的状态条形图，发现“洗料头”前四个工序有阻塞现象，“擦脏污”前两个工序也有轻微的阻塞现象；
（3）各个处理流程中，前四个流程运行压力明显小于后面的工序，每小时输出产品明显多于后续工序，这是后面工序产生阻塞的一重要原因
（4）再看“保管”的容量折线图，知整条流水线的产能，当流水线相对稳定之后，每2000-秒有15个产品下线
运行时间相当长的时候
运行时间足够长的时候，从处理流程状态图知“削口水”以前的生产流程有特别明显的阻塞现象，所有的流程均有较大的闲置和阻塞现象。
总而言之，与仿真分析前的猜想接近一致，整条流水线有许多不足需要改善的地方：
（1）设备分散、繁杂，导致的过多的搬运和半成品的等待，而且占用地大，需要过多的人力；
（2）部分流程，如烘烤、CNC、剪料头属于瓶颈流程，工序压力大；
（3）暂存区过多，造成用地浪费
（4）某些工序可以合并例如贴白色保护膜和贴蓝色保护膜
三、现场改善
3.1 改善方案
在不增加设备和人员的情形下，针对现状生产线繁杂，搬运过多，对原有生产流程进行改进，如下生产流程程序图：
具体的改善有：
（1） 将设备移至一栋楼内完成所有的生产流程，优化生产流程顺序
（2） 去除所有的暂时存储区，减少搬运
（3） 合并“贴蓝色保护膜”和“贴白色保护膜”两个流程成新的流
程“贴膜”并分配两人
流水线最终有10个生产流程，需要操作员24人。
3.2模型仿真
根据改善的流程程序图，和改善方案，进行flexsim建模操作：
（1） 拖入一个发生器作为材料源;
（2） 拖入10个处理器进行各个流程；
（3） 加入保管区，收入最终的成品
;
(4)对各个实体根据生产流程按顺序A连接，并根据搬运距离合理设置各个处理器的位置；
（5）分配操作员，对需要多个操作员的处理器，加入任务分配器（连接操作略）
（6）进行参数的设置
发生器和暂存区为默认设置；
单个操作员操作处理器的加工时间均采用生产流程程序图的时间设置；
特别的，对于多操作员的流程，加工时间设置为单个产品加工时间除以操作员数，“贴膜”、“CNC”、“削口水”、“打磨”的加工时间分别设为10.5秒、30.25秒、36秒、17.5秒；
担任运输工作的3个操作员的速度为搬运距离除以搬运时间；
到此参数设置完毕。
（7）设置统计变量：“保管”的容量状态饼图、各个处理器的状态柱状图、各个处理器每小时生产产品个数、“保管”容量变化折线图
（8）模型的测试运行与修正，直至能最大程度的模拟真实生产线的运行。
四、改善效果
模型运行前，模型外观
型的外观来看，此时的生产线相比原有的状态，从曲折繁杂变得简洁精炼。同时，操作人员由原有27人缩减到24人；加工流程减少到1个；去除了多余的暂存区，所有流程在一条”直线”上完成，占地减少。
当模型运行到一段时间后
型外观来看，整个流水线运行相对的稳定，各个流程没有明显的积压现象，阻塞现象相对以前也有明显线的减少。分析各个流程每小时输出条形图得，每个流程的输出量接近平均。模型运行趋于稳定时，每1000秒下线约18个产品。
总而言之，改善产生了明显的效果，分如下几点：
（1） 生产线变得简洁，不必要的搬运和等待最大程度的减少了，使
得生产占地减少，管理更为的简单
（2） 由于流程的改善，使操作员由原来的27人缩减到现在的24人，
生产流程由原来的13个缩减到现在的10个
（3） 生产能力大大的提升，由原来的每2000秒下线15个产品提升
到现在的每1000秒下线16个产品
五、设计小结
本次改善的课题为关于的基础工业工程的流程程序改善案例。虽然案例将所有的流程都明确的列出，但由于改善前的流程十分的繁杂，建模过程中遇到不少的困难。例如，在建立“暂时放置1”暂存区实体，要求临时实体在暂时放置区停留时间为720秒，小组成员在多方多次的讨论都难以 解决这个问题，最终在老师的提示下得以解决，
某企业手机后盖生产流程改善课程设计说明书
设置参数为批量运输50个，最大等待时间为720，只要第一批等待720秒，由于操作员搬运时间为1080秒，后面的产品必然要等待至少720秒。还有对于线路的设置方面，难度较大，设备都分散在两个区域（两个大楼）内，要设置搬运路线，值得注意的是要应用虚拟路径来拟合实际搬运时的路线。
再来总结一下关于模型的运行与改善方面的内容。改善前，无论是从生产流程还是生产设备的布局来看见，该流水线有很大的改善空间，即相当容易达到案例的要求提升改线的产量。改善的第一思路是，删繁就简，化曲线为直线，很容易分析得到，必定要把所有的生产流程都设置在“一条直线”上完成，而且考虑到某些流程如“粘脏污”、“贴白色保护膜”和“贴蓝色保护膜”完全可以合为一道工序，用一个流程代替。然后发现整个流水线有过多的暂存区，即产品有过多等待，例如“暂时放置”完全可以除去。这样下来流水变成如改善后的模型一样简约，并且有质的提升。在所建的模型模拟运行中，在不增加任何设备和人员的情况下，改善前后，加工流程由原来的13个缩减到现在的10个，操作员由原有27个缩减到现在的24，暂存区除了保管最终的产品，其余全部舍去。通过图表的分析，此次改善的效果是显著的，流水线的产量由原来的每2000秒15个提升到现在每1000秒16个。
通过此次系统仿真训练，理解了改善之于流水线的作用，也震撼于flexsim系统仿真软件功能的强大。学好flexsim能使我们的专业技术能力更上一层楼。
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