如何实现生产系统的仿真分析

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导读

对于初识生产系统仿真的学者而言，其可能会钻进如何使用仿真工具的胡同里，这样固然没错，毕竟巧妇难为无米之炊。但是，如果对要仿真的对象没有一个清晰的认识，那么仿真的数据就成了一纸空谈，仿真也就失去了意义。因此，仿真是需要标准流程的。

一丶仿真项目的三个阶段

1. 准备阶段

首先在准备阶段，我们需要了解仿真的价值是什么，以此来定义挑战和目标，没错，在做仿真项目之前，你就可以预设自己的目标了。这个目标大多情况下会来自甲方的需求，但也不排除有让仿真工程师自己来安排的情况。设定目标往往可以提前评估仿真的工作量，方便工作安排以及项目报价等。

在仿真执行前，现场数据的采集和准备，是可以与项目同步进行的。对于采集到的数据，我们需要进行粗略的分析和处理，要确保拿到现场的一手数据是可操作的，这点非常重要。对于无法量化的地方，可以采用经验比对法，看仿真工程师这边需要什么(比如：设备布局、工艺流程等)，现场实际是怎么样运作的，双方都可以提出需求，找出一个最符合实际的标准。

2. 执行阶段

生产系统的仿真是个复杂过程，不仅需要掌握仿真软件的操作技术，还需要对工厂的工艺、生产、流程等有相当的了解。在仿真执行阶段，我们的核心目标是产生和验证仿真模型。首先将前期收集到的大量资料整理成文档，包括厂区布局图、设备清单与设备规格说明、生产线产品及零部件清单，零部件三维模型、厂区效果图、线边仓对应零部件或半成品数量、产品模型、工艺说明书、工艺布局图、工装夹具、工时定额、物料信息表，各工位上人员和设备的动作顺序、动作时间、动作路径信息等。至于如何根据我们整理的文档在软件中搭建模型，就需要考验仿真工程师应用软件的能力，其主要包含：布局仿真、物流仿真以及工艺过程仿真。

布局仿真的建模主要是厂区、厂房、生产线、物料等对象的3D 建模或模型处理，其要点在于模型的几何精度、精细度、数据量、纹理贴图效果等要符合预定要求。物流仿真的建模则包括不同类型的设备与生产资源的实现逻辑建模、生产线流程的时序逻辑建模等。

工艺过程建模是在布局模型基础上，依据工位操作内容建立人员和设备的运动模型(运动路径与速度)、工位上运动时序模型等。

模型搭建完毕后，我们就需要去计划仿真实验了，之前在准备阶段我们已经设置了仿真的大致方向，我们需要考量的点是：仿真系统中什么参数会影响到我们的方向，我们应该如何去描述这一场景变化。接着我们就要执行仿真实验了，通过执行结果我们可以找出系统在多维度上的最佳参数，但是切记，大胆假设，小心求证，我们对最后的结果依然需要去验证，并且要考虑到一些平时较少发生的情况，避免逻辑上的错误。

3. 评估阶段

评估阶段要做的事情主要是收集我们仿真中的数据，将结果进行分析并格式化输出。我们需要对仿真的结果做出合理的解释，当结果没有按照我们的预期来临时，我们首先得检查是否是逻辑上的错误，其次查看是否还有其他的无关变量，有果就有因，考虑要周全。当所有的结果都有了合理的解释之后，我们就可以输出成报告打包发送了。通过反反复复的审核拉扯，最终形成了我们的产线改进方案。

二丶仿真的流程思路

①定义问题和目标

问题的分解

这个问题值得仿真吗?

定义仿真的目标

②分析生产系统

③获取数据

独立的系统元素分解

获取系统元素和定义属性

④把实际系统转化为模型并运行实验

产生模型

验证模型

检查模型是否与实际充分对应

三丶仿真过程中的注意事项

避免在仿真模型中有不准确的要求和参数

避免错误的或有偏差的目标定义

避免过于详细和太昂贵的建模

避免太抽象建模,这将导致无法使用的结果

避免不充分的模型验证

总结：

国内生产系统仿真目前还没有一套较为完整的标准，各路仿真工程师各显神通，大刀阔斧，也能将项目做的八九不离十。这样做固然不错，但是不利于行业的发展。如果业界能有一套大家都认可的标准，今后咋按照标准来做事，我想客户也会对我们更加信任，项目也会越做越多，仿真的未来也会变得更好。

(技成培训网原创，作者：刘柏辰，未经授权不得转载，违者必究)