基于Witness的生產流程仿真與優(yōu)化

姜明玉

摘要：以服裝企業(yè)縫紉流程為例，利用Witness仿真軟件建立仿真模型，對生產流程進行仿真分析，發(fā)現(xiàn)當前縫紉流程中嚴重影響效率的瓶頸環(huán)節(jié)，再通過實施調整設備數(shù)量等方案來優(yōu)化縫紉流程，提高機器利用率，降低生產成本，使企業(yè)在激烈的市場競爭中更具優(yōu)勢。

關鍵詞：生產流程；仿真；Witness；優(yōu)化

當前，我國正處在轉型升級和結構調整的的關鍵時期，互聯(lián)網智能工業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)深化合作，“互聯(lián)網+工業(yè)”成為新一輪科技革命的核心內容。20世紀40年代末隨著計算機技術的發(fā)展，系統(tǒng)仿真作為一門新興學科逐漸產生。對于離散事件的生產流程進行分析，計算機仿真尤其有效。企業(yè)可以通過仿真實驗，模擬生產流程運行狀況，比較不同方案的優(yōu)缺點，選出最優(yōu)方案，從而縮短產品生產周期、降低成本、提高生產效率，最終提高企業(yè)對市場變化的應變能力。

一、服裝企業(yè)概述

某服裝廠，是一家具有先進經營理念的職業(yè)服裝公司。隨著品牌知名度和產品質量的不斷提高，該廠開始出現(xiàn)產品供不應求的良好局面。公司目前擁有兩條襯衫生產線，不能完全滿足訂單的需求，并且原有生產設備由于購買時間較早，在日常作業(yè)過程中也會出現(xiàn)問題，所以，如何配置相應的資源才能使得花費的資金最少，效率最高成為目前急需要考慮的問題。

二、服裝縫紉流程

普通襯衫基本縫紉流程為：合雙肩；上領子；后領貼條；上袖；合大身；折袖邊；訂商標；折底擺。合雙肩和上領子是在同一臺機器上完成的，上袖和合大身也是在同一臺機器上完成的。每個工序又包含很多小工序，因這些工序基本在一臺機器上完成，所以本文簡化了縫紉流程，使其更加清晰明確。

該服裝企業(yè)目前有兩條這樣的生產線，每條生產線上配備了六名工作人員，各負責一臺機器。每條生產線每個班次為標準工時8小時。

三、服裝縫紉流程的仿真

（一）模型元素說明

模型包括六個工序和五條輸送鏈。六個工序為：合雙肩及上領子、后領貼條、上袖及合大身、折袖邊、訂商標、折底擺，各環(huán)節(jié)時間分別為0.86、1.12、1.53、0.86、0.43、0.45分鐘。C1—C5為5條輸送鏈，傳送帶能存放數(shù)量是8單元，長度是8。因此，服裝在傳送帶上經歷的總時間是：0.1×8×5=4分鐘，該普通襯衫縫紉周期是9.25分鐘。

（二）仿真結果分析

最終完成產品數(shù)量，308件。空閑率方面，六個環(huán)節(jié)依次為0%、0.59%、0.75%、71.13%、72.32%、44.46%。而繁忙率方面，上袖及合大身最高達99.25%，其次是后領貼條為74.79%。整個生產流程的機器設備利用率十分不均衡，上袖及合大身是影響生產率的瓶頸工序，所以有必要首先考慮增加一臺上袖及合大身機器，其次增加一臺后領貼條機器。

另外，傳送帶C3、C4、C5空閑時間較長達48%，原因在于瓶頸工序是上袖及合大身，產品積壓在此工序處。并且整個生產流程的周期時間為9.25分鐘，而產品在傳送帶上的時間就高達4分鐘，占總生產周期的43%，如何縮短傳送時間也是一個值得思考的問題。

四、服裝縫紉流程的優(yōu)化

（一）優(yōu)化方案

針對縫紉流程中存在的問題，本文主要從兩方面加強對縫紉流程的優(yōu)化：一、調整機器數(shù)量，尤其是瓶頸工序（上袖及合大身）；二、調整傳送時間，縮短生產周期。具體優(yōu)化方案如表1所示。

（二）最優(yōu)方案的確定

1.最優(yōu)方案

（1）方案三和方案四并行

如果公司財務資金較為充裕，可以選擇方案三和方案四并行，此時產出量將大大增加，從原來的308件增加至1047件，但是此方案對公司的財務要求極高，因此不建議實施此方案。

（2）方案二

如果公司財務資金較為緊張或不打算較多購進機器，可以考慮方案二，即增加一臺上袖及合大身機器和一臺后領貼條機器。合雙肩及上領子、后領貼條、上袖及合大身、折袖邊、訂商標、折底擺，各環(huán)節(jié)節(jié)拍分別為0.86、0.56、0.756、0.86、0.43、0.45分鐘/件。

2.最優(yōu)方案仿真結果分析

從表2可以看到，除訂商標和折袖邊空閑率分別為50.76%、48.63%，其他各機器的空閑率均低于40%，繁忙率也較高。此時，瓶頸環(huán)節(jié)為合雙肩及上領子和折袖邊，節(jié)拍為0.86分鐘，生產周期縮短至7.925分鐘，產出量從原來的308件增加至548件，增加77.92%。優(yōu)化后的企業(yè)生產能力得到充分發(fā)揮，機器設備的利用率有明顯改善，產品的平均生產周期縮短，系統(tǒng)產量明顯得到提高，效果非常顯著。

五、結語

在最初的生產流程中，各臺機器的使用率相差比較大，存在著不平衡問題，限制了生產規(guī)模，嚴重阻礙企業(yè)的進一步發(fā)展。本文通過運用Witness仿真軟件對生產流程的運轉進行動態(tài)仿真。然后通過對仿真結果的研究和分析，找出生產流程中的瓶頸環(huán)節(jié)并加以改進優(yōu)化，使得優(yōu)化后的企業(yè)生產能力能夠充分發(fā)揮，縮短了企業(yè)產品的平均生產周期，各臺機器利用率也得到明顯改善，系統(tǒng)產量有了很大提高。

參考文獻：

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（作者單位：南京財經大學）endprint