第 1 章 绪 论
1.1 研究背景及意义
国内对布局设计问题研究较早的是许立，将优化算法应用在了解决车间设备布局问题上；肖美华提出了一种基于模拟退火法和遗传算法相结合的优化方法用来解决布局问题[4]；上海交大的邵立等人利用虚拟技术对现有的曲轴生产线进行了评价和改造，从而提高了设备利用率；南开大学研制了用于车间调度仿真的 JobShop 调度仿真软件。在国外，Wilson 等人在 1996 年就在项目中应用虚拟技术进行布局设计，用于查找潜在问题和方案评价；Soemon Takakuwa 和 Hiroki Takizawa 使用 ARENA 仿真软件对非自动化配送仓库的布局及流程进行了仿真评价。
1.2 注塑模具厂概况及布局规划技术发展现状
1.2.1 注塑模具厂概况
本次设计以新疆磐基实业为例，深入研究了注塑模具厂的发展现状，及对注塑模具厂的虚拟布局和仿真建模方面做出了探索。新疆磐基实业公司是集模具设计及制造、复合土工材料生产、设施农业装备设计加工制造为一体的企业，旗下拥有新疆亚飞模具制造中心、新疆亚飞工程塑料厂和土工合成材料厂，具有广泛的市场空间和熟练的技术工人，但缺乏模具设计 CAD／CAM 编程方面的专业技术队伍，缺乏加工异形零件的精密、敏捷加工设备，生产效率低，公司的技术创新力量不足，车间设备利用率低，存在严重的设备闲置问题，车间物流流动出现严重的倒流、迂回和交叉，物流搬运不必要的路线太长，造成产品成本高居不下。
1.3工厂布局规划技术的发展现状
缪瑟提出的“系统布置设计(SLP)”法逻辑严密、条理清晰、考虑比较完善，设施布置设计未来发展的趋势就是继续发展完善缪瑟的系统布置设计，把思想精髓更完整地渗透集成到计算机辅助设施布置设计中去，并开发出更通用的计算机辅助设施布置软件。近年来计算机仿真首先抽取实际的系统模型建立仿真模型，输入数据，并按照一定的逻辑关系和设置进行仿真，在生产系统的布局设计中，由于系统复杂性和随机性，使得设计方案很难一次达到预期目标，需要对设计方案进行评估，而仿真技术可以有效、快速地解决评估难题，寻求优化的生产系统布置设计方案。
1.4 课题来源及主要研究内容
课题来源于国家科技部的项目“精密模具数字化设计及柔性制造关键技术开发与应用”（项目编号 2009GJG40019）。本研究旨在分析生产车间设施布置存在的主要问题，按照生产工艺流程的特点重新布置，结合系统工程、工业工程及建模仿真的方法，对厂区和车间现有的生产设施进行系统布置设计研究，结合 AHP 法对布置方案进行系统评价，并融入系统仿真的方法对模具车间和注塑车间进行数字化仿真。本课题的主要研究内容包括：
（1）通过对模具和塑件的工艺流程、车间设施布置、物流系统进行分析，研究模具厂包含的一系列主要作业流程的特点，分析当前模具企业设施布置的问题。
（2）通过对企业的模具订单趋势的分析和加工工艺过程的分析，作业单位位置相关图的分析，物流强度的分析，和作业单位相互关系综合分析，拟定车间初步设计方案。
（3）结合层次分析法对拟定可行的设施规划方案进行系统评价，对递阶层次结构的建立，两两比较判断矩阵以及各元素相对权重的计算结合模具企业的特点作详细的分析，选出最优布置方案。
第 2 章 企业设施的系统布置设计法
2.1 设施布置的意义
在一个制造系统中，设施规划不是一个孤立的问题，它与整个系统的产品设计、生产计划和工艺规划是紧密关联相互影响的。制造业面临着越来越大的挑战，已有的工厂布局已不能满足企业的需求，在新建与扩建企业时，产品需求发生变化时，产品更新与新产品开发时，引进新技术、新工艺时，及生产系统出现薄弱环节，物流系统严重不合理时，则要对生产系统进行设计和调整平面布置，合理的平面布置能够充分发挥生产系统的能力，可以提高生产率、减少生产线上在制品的数量、提高生产设备的利用率、减少搬运作业量、减少停留时间及搬运交叉现象、提高生产的柔性。
缪瑟系统布置设计法的首要工作是对各作业间的相互关系做出分析，再根据各作业间的相互关系密切程度确定距离的远近，安排各作业单位的位置，之后结合实际的约束条件对布置方案进行逐步的调整，通过对调整后的布局方案进行定量的分析，从经济角度对各备选方案进行比较择优。
第3章 磐基实业生产系统现状分析....................... 15-21
3.1 生产现状....................... 15
3.2 主要生产工艺发展状况....................... 15-16
3.3 工艺流程及物流情况....................... 16
3.4 目前磐基实业总体设施布置分析....................... 16-19
3.4.1 目前的设施布置情况 .......................16-17
3.4.2 注塑模具厂业务操作流程 .......................17
3.4.3 工厂的现有布置分析 .......................17-19
3.5 模具加工中心设施布置分析....................... 19-20
3.6 本章小结 .......................20-21
第4章 基于SLP 的注塑模具厂设施布置....................... 21-48
4.1 模具基本分析....................... 21-24
4.2 模具生产工艺过程....................... 24-28
4.3 分析产品工艺过程....................... 28-33
4.4 物流分析 .......................33-35
4.5 作业单位非物流相互关系分析....................... 35-37
4.6 作业单位综合相互关系分析....................... 37-38
4.7 工厂总平面布置 .......................38-42
4.8 方案的评价与选择....................... 42-47
4.9 本章小结....................... 47-48
第5章 模具加工中心的Arena 建模仿真....................... 48-65
5.1 Arena 简介....................... 48-49
5.2 系统仿真技术 .......................49-50
5.2.1 系统仿真定义....................... 49
5.2.2 仿真在生产系统的应用....................... 49
5.2.3 仿真步骤及结果类型....................... 49-50
5.3 模具系统仿真设计....................... 50-51
5.3.1 模具车间作业流程 .......................50-51
5.3.2 模具中心仿真流程....................... 51
5.4 基于Arena 的仿真实现 .......................51-61
5.5 模型的评价及优化....................... 61-64
5.6 本章小结....................... 64-65
结论
（1）本文通过对注塑模具企业及布局仿真技术的发展和国内外研究现状的回顾，结合注塑模具的生产特点，分析了当前我国模具企业发展中出现的问题，探讨企业设施布置方法，提出注塑模具厂虚拟布局设计和仿真的意义。
（2）通过对注塑模具厂生产工艺流程及各作业单位间的物流及非物流关系分析，详细分析了磐基实业公司的主要生产工艺发展状况，工艺流程及物流情况，通过对工厂的现有布置分析，结合磐基实业快速发展对模具制造的要求，明确了总体设施布置存在着严重缺陷，提出了模具企业改造的必然性。
（3）注塑模具种类繁多，通过对模具 BOM 的产生过程的分析，根据注塑模的特点建立了注塑模具的 BOM 表，建立了完整的注塑模具明细表，并且结合磐基实业公司的现状和发展趋势提出了作业单位建筑汇总表。在对模具生产工艺进行深入分析的基础上，把注塑模具零部件的加工工艺过程一一列出，并对加工物流量进行计算和分析，结合物流走向绘制完成了模具总工艺过程图。利用物流分析方法和作业单位综合相互关系分析，经过计算比较后得出注塑模具厂三种布置方案图，并利用层次分析法完成了系统评价和对比选优，选定了最佳布置方案。
参考文献
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