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Plant Simulation与精益数字化工厂

新闻2020-09-09 15:25:00

1、精益生产概述

精益生产(LeanProduction,简称LP)是美国4102麻省理工学院数位国际汽车计划组织(1653IMVP)的专家对日本丰田准时化生产JIT(JustInTime)生产方式的赞誉称呼。
精益生产管理是一种以客户需求为拉动,以消除浪费和不断改善为核心,使企业以最少的投入获取成本和运作效益显著改善的一种全新的生产管理模式。它的特点是强调客户对时间和价值的要求,以科学合理的制造体系来组织为客户带来增值的生产活动,缩短生产周期,从而显著提高企业适应市场万变的能力。
2、数字化转型趋势:精益数字化工厂
不管企业在其数字化转型上采取怎样的具体路线和措施,其根本目标仍然是通过打造数字化工厂和数字化企业,实现增强企业的综合盈利能力和综合竞争力。这个根本目标的实现仍然要通过提升效率、降低成本、缩短上市时间和提升产品质量等这些具体内容来逐步达到,与传统精益生产模式所追求的目标是一致的;不同的是,在数字化转型驱动下,实现这些具体目标有了更便捷以及可量化的IT手段,我们可称之为数字化精益生产。
精益生产的核心:
精益生产方式的基本思想可以用一句话来概括,“旨在需要的时候,按需要的量,生产所需的产品”。因此有些管理专家也称精益生产方式为JIT生产方式、准时制生产方式、适时生产方式或看板生产方式。其核心为:
1.追求零库存
精益生产是一种追求无库存生产,或使库存达到极小的生产系统,为此而开发了包括“看板”在内的一系列具体方式,并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。
2.追求快速反应,即快速应对市场的变化
为了快速应对市场的变化,精益生产者开发出了细胞生产、固定变动生产等布局及生产编程方法。
3.企业内外环境的和谐统一
精益生产方式成功的关键是把企业的内部活动和外部的市场(顾客)需求和谐地统一于企业的发展目标。
4.库存是“祸根”
高库存是大量生产方式的特征之一。由于设备运行的不稳定、工序安排的不合理、较高的废品率和生产的不均衡等原因,常常出现供货不及时的现象,库存被看作是必不可少的“缓冲剂”。但精益生产则认为库存是企业的“祸害”,其主要理由是:(1)库存提高了经营的成本;(2)库存掩盖了企业的问题。
3、Plant Simulation 工厂仿真解决方案
Plant simulation 是一款工厂、生产线及物流仿真软件,能够对车间布局、生产物流设计、产能等生产系统的其他方面进行定量的验证并根据仿真结果找出优化的方向。从而能够在方案实施前对方案实施后的效果进行验证。 
仿真运行输出为可量化分析的状态数值、表格、图表和曲线等数据,并以动态可视化的形式进行展示。通过对仿真输出进行分析评估,可以方便快捷地找出系统存在的问题并对其进行改进和优化,从而达到精益生产所追求的完美目的;因此,Plant Simulation工厂仿真软件是企业数字化转型实现数字化精益生产过程中必不可少的量化器和助推器。
3.1 高效的建模和丰富的数据展示方式
Plant Simulation可以仿真各种规模的工厂和生产线,可以对各种生产系统,生产线的节拍、批量、生产单元、机群等进行仿真、分析和优化。通过建模仿真可以动态量化分析企业的生产制造过程状况,可以准确统计制造对象的数据,例如生产时间,资源利用率,设备的等待、故障、堵塞、闲置和有效使用时间等。Plant Simulation具有丰富的数据展示手段和方式,包括山积图、饼状图、柱状图、曲线图等,帮助用户快速直观发现和理解所关注的目标情况。
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3.2专业的产线分析工具
Plant Simulation还提供了瓶颈分析仪,Sankey流量图和甘特图等分析工具,直观便捷分析产线的运行状态。
•瓶颈分析仪以动态图示化的形式显示出生产线上各设备或工位的工作、空闲、堵塞以及故障等状态,显示出资源的利用情况,以2D、3D的方式显示或以数据表格的方式保存,可以方便快捷地识别、分析出系统的瓶颈所在。

• Sankey流量图以动态图示化的形式显示出生产线上不同物料的流动情况,将物流密度可视化,直观地显示当前配置下的物料传输量及传输方向,方便快捷地分析系统的物料流动情况。

•甘特图(Gantt)显示功能用图示化的方式表示生产计划并可对其进行交互操作;可以用两种不同的方法来表示生产顺序和资源安排:资源视图和订单视图;在资源视图里面,资源显示在垂直轴上,而水平时间轴则显示其执行订单;在订单视图中,订单显示在垂直轴上,而水平时间轴则显示订单占用的资源。 

3.3多种仿真优化和评估工具
Plant Simulation拥有多种仿真优化工具,帮助客户高效便捷地改善产线;“遗传算法”(Genetic Algorithms),可以对生产系统和生产方案进行自动优化;试验管理器可以进行仿真试验和因子分析,找出最佳的系统参数配置等。

另外,Plant Simulation还拥有专用于数字化精益生产的工具:Plant Simulation VSM(Value Stream Mapping)价值流图。价值流图又称价值流程图,用于可视化描述贯穿于整个生产制造过程的物流和信息流,在系统层面观察分析企业的整个生产流程,识别出增值、非增值活动,识别出各种浪费并进行改善的必备精益生产工具。
Plant Simulation VSM支持对多个不同的价值流方案进行仿真分析,包括完整的价值流分析流程,通过动态建模仿真发现和消除浪费,缩短和优化整体生产通过时间,最小化在制品库存等。

3.4集成化延伸全生命周期应用
Plant Simulation是一个开放的建模仿真环境,具有丰富的外部接口用于数据交换和系统集成,接口包括:HTML/XML、动态数据交换DDE(DynamicData Exchange)、ODBC、SQL数据库、OPC接口等,方便与ERP、MES的系统集成。同时,Plant Simulation还提供了PLM系统Teamcenter平台的专用接口Teamcenter Interface,用于集成TCM(Teamcenter Manufacturing)系统;通过这个接口,Plant Simulation可基于TCM中的结构化工厂工艺数据(Plant BOP)和结构化产线数据BOE(Bill Of Equipment)进行建模仿真,分析优化生产物流系统,仿真优化结果可保存在TCM系统中管理,实现工厂模型全生命周期管理。


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