质量工程课程设计

浙江科技学院 课程名称：学 院：专 业 班：姓 名：学 号：指导教师：实验报告

生 产 系 统 仿 真 实 验

经济管理学院

2009年07月14日

一、 实验课程名称：生产管理软件综合实验 二、 实验项目名称：

实验一 基础数据

实验二 和生产管理相关的各部门业务处理 实验三 生产管理流程模拟

实验四 装配流水作业流水线仿真模拟实验

三、 实验目的和要求

实验目的：

该综合实验的目的和任务是使学生在学习《生产计划与控制》后对课程所涉及的主要内容（如生产系统的规划和设计、生产计划的编制、生产过程控制、MRP 系统的原理和设计等）进行一次系统性较强的综合运用，以便更全面深入地领会与应用生产与运作管理的方法和技术。

实验要求：

1. 了解和掌握制造企业的生产系统设计和规划的具体方法；

2. 培养团队协作精神，以团队方式分析问题和解决问题的能力； 3. 了解和掌握根据需求预测、MPS 、MRP 、生产作业计划编制方法；

4. 对生产与运作管理知识和方法与生产实践的结合有更深入的感性认识。

四、 实验内容和原理

实验一 基础数据内容和原理：

系统功能、操作使用介绍; 公司信息、基础代码设置、物料设置; 其他资料设置， 进而建立一套基础数据。

实验二 和生产管理相关的各部门业务处理内容和原理：

利用企业管理教学模拟实习软件处理2002年12月—2003年8月1日以及2003 年8月所发生的业务。

实验三 生产管理流程模拟内容和原理：

4人为一组，每人只有某个部门的权限，负责该部门的业务处理，分角色实验，设计一个完整生产管理流程，从营销部接到一份订单开始，各部门分工协作，把订单处理好，然后加工产品，最后把产品送出厂、财务部门收到货款为止。 实验四 装配流水作业流水线仿真模拟实验内容和原理：

利用Flexsim 对如下一个流水加工生产线进行建模。（不考虑其流程间的工件运输）

M1

Q_out2

M2

Massm

五、

主要仪器设备：福思特企业管理教学模拟实习软件、flexsim 仿真软件

六、 操作方法与实验步骤

实验一

启动服务器，进行客户机配置，进去模拟实习软件。 1、公司信息设置，如图1.1所示。

图1.1公司信息设置

2、代码设置，如图1.2所示。

图1.2代码设置

3、库区代码设置，如图1.3所示。

图1.3库区代码设置

4、部门地区代码，如图1.4所示。

图1.4部门地区代码

5、工厂日历设置，如图1.5所示。

图1.5工厂日历设置

6、工作中心，如图1.6所示。

图1. 6工作中心

7、MRP 基本信息，如图1.7所示。

图1.7 MRP基本信息

8. 物料主文件，如图1.8所示。

图1.8物料主文件

9. 物料批量提前期 ，如图1.9所示。

图1.9物料批量提前期

10、工艺路线，如图1.10所示。

图1.10工艺路线

11、组件清单，如图1.11所示。

图1.11组件清单

12、物料清单，如图1.12所示。

图1.12物料清单

13、库存初始化，如图1.13所示。

图1.13库存初始化

14、人事档案，如图1.14所示。

图1.14人事档案

15、数字签名 16、业务员资料

17、供应商资料，如图1.15所示。

图1.15供应商资料

18、客户资料，如图1.16所示。

图1.16客户资料

19、质量目标率设定，如图1.17所示。

图1.17质量目标率设定

20、计量器具台帐，如图1.18所示。

图1.18计量器具台帐

22、固定资产登记 23、图纸管理

实验二

1、启动服务器，进行客户机配置，进去模拟实习软件。

2、组织相关部门，制订2003年度生产规划，如图2.1所示。

图2.1年度生产规划

3、根据年度生产规划编制月度生产规划，规划每个月份的大致生产量，如图2.2所示。

图2.2月度生产规划

4、营销部制定2003年度营销计划，如图2.3所示。

图2.3年度营销计划

5、营销部编制预测订制单，如图2.4所示。

图2.4预测订制单

6、武汉金田摩托车有限公司要求购买型号为WH125的五羊骑式摩托车3000辆（产品编号为CPWY125001），单价8650.00元，技术标准按厂标准，要求于8月22日交货，如图2.5所示。

图2.5客户订单

7、营销部组织相关部门人员对客户订单进行评审，如图2.6所示。

图2.6订单管理

8、营销部根据客户订单与金田公司在广州签订销售合同，如图2.7所示。

图2.7销售合同录入

9、根据销售合同，金田公司李国华支付订金，财务人员填写已收款录入，并签名生效，如图2.8所示。

图2.8第一笔已收款录入

10、八月四号

(1)根据销售合同，利华公司（支付人：向阳）支付货款4410000.00元，财务人员填写已收款录入，作为最后一批货款（即合同的一期付款），并签名生效，如图2.9所示。

图2.9最后一笔已收款录入

（2）营销部根据订制单向利华公司开出交运单，如图2.10所示。

图2.10交运单录入

（3）仓库根据交运单执行销售出库，如图2.11所示。

图2.11销售出库

（4）生产部编制主生产计划，通过例外报告查看没有完工日期小于当前日期的物料，如图2.12所示。

图2.12主生产计划

（5）生成物料需求计划，进行细能力分析，如图2.13所示。

图2.13物料需求计划

11、采购部接到外购计划、外协加工计划，通过系统自动选择供应商，如图2.14所示。

图2.14外购计划

12、刘光利对武汉金田摩托车有限公司作出以下评估情况，如图2.15所示。

图2.15客户评价

13、业务员刘光利记录白云山贸易有限公司的咨询内容，如图2.16所示。

图2.16客户咨询

14、向客户白云山贸易有限公司报价，如图2.17所示。

图2.17报价单

18、（1）营销部编制预测订制单，录入8月上旬全自动焊接机-XY 设备的使用情况

（2）采购部审核外购计划，确定外购加工计划；开出外协领料单，通知仓库向外协供应商

发出物料，如图2.18所示。

图2.18外购加工计划

（3）进入生产部模块，点击工序任务单；选择车间作业计划“气缸体”，点击确定，确定

生产。进行工序流转卡录入，质检合格。

19、2003年8月15至27日发生的业务

（1）采购部审核外购计划，确定向供应商定购物料，质检员检验，全部合格 （2）送半成品送检单通知品质部检验

（3）品质部对生产部送来的气缸体进行抽检，全部合格。填写半成品入库质检单。 （4）仓库对检验合格的半成品，外购外协物料入库

（5）下达计划，开出计划领料单，仓库物料出库，如图2.19和2.20所示。

图2.19物料出库信息

图2.20物料出库

20、2003年8月28日至29日发生的业务

（1）财务部门根据应付款统计，分别向各个供应商支付部分货款，并做已付应付款记录，支付情况为：向广州港桥机电设备有限公司一次性支付货款3500000.00元，向广州市轮胎制造有限公司一次性支付货款3500000.00元，向广州市通用机械制造有限公司一次性支付货款9000.00元，向广州照明有限公司一次性支付货款400000.00元，向湖北省武汉市晨光专用设备厂一次性支付货款12000.00元；向南海市桂城宏越机械制造厂一次性支付货款2500000.00元，向顺德乐从江辉钢铁贸易有限公司一次性支付货款55000.00元；由相关财务人员签名生效，如图2.21所示。

图2.21应付款统计

实验三：生产管理流程模拟（分角色实验）

1、2003年8月1日，营销部接到一个顾客订单（武汉金田摩托车有限公司要求购买WH125T 的五羊脚踏板摩托车2000辆，要求2003年8月30日交货），请将该订单在企业完成，将产品在8月30日交付给客户，并且财务部收到货款为止。

2、我组一共四人，我为系统管理员，兼市场部、财务部XX 同学负责生产部；XX 同学负责采购部和仓库,XX 负责品质部及其他部门。

3、系统管理员，兼市场部、财务部的操作流程如下： （1）通过管理员，设置自己的帐号，如图3.1所示。

图3.1帐号设置

（2）下客户订单，如图3.2所示。

图3.2客户订单

（3）订单评审，如图3.3所示。

图3.3订单评审

（4）销售合同录入，如图3.4所示。

图3.4销售合同录入

（5）生成定制单，如图3.5所示。

图3.5生成定制单

（6）交运单录入，如图3.6所示。

图3.6交运单录入

（7）客户评估，如图3.7所示。

图3.7客户评估

实验四、装配流水作业流水线仿真模拟实验

1、实验步骤：

（1） 两种工件L_a、L_b，分别以正态分布(10,2)和均匀分布(20，10)s 的时间间隔进

入系统，首先进入队列Q_in

（2） 由操作工人进行检验，每件检验用时2s 。不合格的废弃，离开系统，合格的送

往后续加工工序，合格率为95%； （3） L_a送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1队列中等待；L_b送往机器M2

加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；

（4） L_a在机器M1上加工时间为均匀分布(5,1)s，加工后的工件为L_a2；L_b在机

器M2上的加工时间为正态分布(8,1)s，加工后的工件叫做L_b2； （5） 一个L_a2和一个L_b2在机器Massm 上装配成L_product，需时为正态分布(5,1)s，

然后离开系统。

（6） 如装配机器忙则L_a2在队列Q_out1中等待；L_b2在队列Q_out2中等待；

模型中所需参数：

check 检验工位 检验时间=2.0秒

M1 加工工位 处理时间=均匀分布(5,1)s M2 加工工位 处理时间=正态分布(8,1)s Massm 装配工位 处理时间=正态分布(5,1)s Q_in 原材料暂存区 最大容量=10 Q_m 检验合格品暂存区 最大容量=10 Q_m1 合格品L_a暂存区 最大容量=10000 Q_m2 合格品L_b暂存区 最大容量=10 Q_out1 L_a加工后暂存区 最大容量=10 Q_out2 L_b加工后暂存区 最大容量=10 状态：

空闲 - 实体是空的。

设置 - 实体处于建模人员定义的预置时间内。 处理 - 处于建模人员定义的处理时间内。

阻塞 - 实体已释放临时实体，但是下游实体没有准备好接收。

收集 －合成器已经从输入端口1接收到了第一个临时实体，正在收集余下的临时实体。

2、建立上述流水作业线仿真模型。连续仿真一个月的系统运行情况。 仿真运行时间： 2654278s

模型修改前的实验运行效果图：

图4.1模型（模型修改前）正投影

图4.2模型（模型修改前）透视图

各个工位设备运行情况（利用率）：

表4.1设备运行情况表（模型修改前）

各个工位前队列情况：

表4.2队列的长度情况表（模型修改前）

各个工位物流量：

表4.3工位物流量情况表（模型修改前） 七、 实验结果与分析：

对模型进行改进，改进方法：把各个暂存区改成“成批操作”，把最后两个暂存区合并，添加两个输送机，其他不变。 模型中所需参数：

check 检验工位 检验时间=2.0秒

M1 加工工位 处理时间=均匀分布(5,1)s

M2 加工工位 处理时间=正态分布(8,1)s Massm 装配工位 处理时间=正态分布(5,1)s Q_in 原材料暂存区 最大容量=10，成批操作 Q_m 检验合格品暂存区 最大容量=10，成批操作

Q_m1 合格品L_a暂存区 最大容量=10000，成批操作 Q_m2 合格品L_b暂存区 最大容量=10，成批操作 Q_out L_a和L_b加工后暂存区 最大容量=10，成批操作 M1 合格品L_a传输机

M1 合格品L_b传输机 仿真运行时间：840497s

模型修改后的实验运行效果图：

图4.3模型（模型修改后）正投影

图4.4模型（模型修改后）透视图

调整后的数据： 各个工位设备运行情况（利用率）：

表4.4设备运行情况表（模型修改后）

各个工位物流量： 表4.5队列的长度情况表（模型修改后）

表4.6工位物流量情况表（模型修改后）

初步学习仿真软件和建模的心得体会和建议：

Flexsim 软件仿真平台进行流水线生产仿真的案例，首先是要建模，通过整个的仿真过程以及在这个过程中碰到的问题和对模型的不断修改完善，让我明白了一个好的仿真过程最重要的步骤是建模，参数的设置。对软件的熟练操作也对整个仿真过程有一定的影响。实验中发现网络和电脑的配置对软件的使用有很大的影响。建议是实验室电脑可以提高配置，使软件的使用更加快速。

通过一星期的对生产系统的应用及操作，我基本对生产系统有了一定的了解，要开发

一个完整的生产管理系统，其基础数据应包含：公司信息、代码设置、库区代码设置、部门

地区代码设置、物料主文件、物料批量提前期、物料清单、组件清单、工作中心、工艺路线、操作员设置、数字签名设置、工厂日历设置、MRP 基本信息。同时我也了解了各部门的职能包括了

（1）营销部的职能：客户资料录入及查询、进行客户评估，编制企业报价单、存货查询，接客户定单、定单评审后并录入销售合同、生成定制单，有足够存货或完成生产后录入交运单，完成交货付款后录入已收款。 （2）财务部职能：应收和应付账款

（3）人力资源部职能：人事档案录入、查询及管理，员工奖惩。

（4）生产部职能：编制主生产计划、通过粗能力分析判断是否可行，确认主生产计划，编（5）制物料需求计划，通过细能力分析，选择车间作业计划，领料后编制工序任务单工序（6）流转卡，完成生产后将成品或半成品送检。 （7）技术部职能：产品设计与改进，图纸管理等

（8）设备动力：水电费录入，设备故障与维修管理，固定资产登记表管理等

（9）采购部职能：制定外购计划，制定外协加工、领料计划，交货单与领料单录入等 （10）品质部职能：将采购或生产的物料、成品以及半成品进行质检并填写质检记录表， （11）仓库职能：将检验合格的物料、半成品、成品入库，满足生产部的物料需求。

我们还了解了企业中的物流包括（采购部-品质部-仓库-生产部-品质部-仓库）、 信息流包括（各个部门都在双向的信息流） 最重要的是作为工业工程的学生，我了解了生产管理的步骤、尤其指导了功能强大的ERP 系统改变了传统的生产管理模式，使生产管理变得信息化，规划化

（1）根据预测订制单和订制单，参考年度生产规划与月度生产规划编制主生产计划； （2）进行粗能力分析，生产能力不够时调整主生产计划，并确定主生产计划可行；

（3）根据主生产计划、库存信息和物料清单编制物料需求计划，包括外购计划、外协加工计划和车间作业计划；

（4）根据工艺路线、工作中心进行细能力分析，生产能力不够时调整能力和负荷； （5）按照车间作业计划，编制工序任务单，领取材料，投料生产，记录各道工序完成人员及发生的所有费用；

（6）生产过程制造的半成品、产成品填单送品质部进行质量检验入库；

（7）各车间对已领未用的材料，填写退料单，送品质部检验入库；

（8）各车间将实际发生的材料耗费，工人工时和机器工时统计，交财务部门填写成本计算单，交人力资源部记录工人工时和工资； （9）出具相应的生产进度及产量报表；

我们还知道了几个关键生产管理业务的处理方法和过程： 1）主生产计划:

生产计划的计算过程：

a) 将月度生产规划细化为具体的产品。

b ）确定预测订制单数量和订制单数量。

c ）根据“MRP 基本信息”定义的规则计算实际需求量。

MPS 的输入输出3）根据“MRP 基本信息”定义的规则计算实际需求量。

2) 粗能力平衡：通常，再主生产计划制定后用粗生产能力分析来检查MPS 方案的可行性。对主生产计划所需的关键生产能力作一大致估计。粗生产能力分析有几种制定方法：（1）“能力清单”法。能力清单类似于MPS 中的物料清单（BOM ），但它不是用来确定物

料需求，而是用来确定MPS 产品的能力需求；（2）“资源描述”法。它利用能力清单来确定产品在其整个生产周期中每一阶段对关键资源的需求量；（3）综合因子法。 在本系统中主要是使用“能力清单”法进行粗生产能力分析。

a) 重排法：是MRP 系统的传统做法，它是建立在计划日程全面重排想法之上的。根据这种做法，系统要将整个主生产计划进行分解，求出每一项物料按时间分段的需求数据。 在使用重排法时，主生产计划中所列的每一个最终项目需求都要加以分解，每一个BOM 文件都要被访问到，每一个库存状态记录都要经过重新处理，系统输出大量的报告。因主生产计划是定期重建的，所以每次所有的需求分解都是通过一次批处理作业完成的。在每次批处理作业中每项物料的毛需求量都要重新加以计算，每一项计划下达订单的日程也要重新安排。

由于采用批处理方式，这种作业也就只能按一定时间间隔定期进行。在两次批处理之间发生的所有变化，如主生产计划的变化，产品结构的变化，以及计划因素的变化等等，都要累计起来，等到下一次批处理作业中一起处理；重排计划的时间间隔，常要从经济上考虑其合理性。重排的时间间隔通常为一到两周，又由于全面重排计划的数据处理量很大；所以计划重排结果报告的生成常有时间延迟，这就使得系统反映的状态总是在某种程度上滞后于现实状态。

b) 净变法

净变法(Net Change) 只对主生产计划中因改变而受到影响的那些物料需求进行分解处理。

在实验四中，我们在编制流程的时候出现了瓶颈，其瓶颈的主要原因在于暂存区！ （1） 暂存区的处理模式

（2） 暂存区的容量

在通过分析改进后对流程有了很大的了解，初步通过仿真知道了出现瓶颈的原因，得出了一些结论

(1)尽可能使两个工序使用率之比越接近1越好 (2) 尽可能使两个工序队列的长度之比越接近1越好 (3)要尽量保持较低的机器空闲率和减小等待率

同时明白了作为生产管理人员在生产管理方面的要求！ 那就是全面了解这条流水线！