发布时间：2023-01-13 03:57:10
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的虚拟制造技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
[摘要]随着现代科学技术的快速发展，机械制造业面临着不同方面的发展要求：最大程度地和计算机技术、信息技术相结合以实现智能化、自动化、高产、高效、低能耗、无污染的目标，本文从几个方面介绍先进制造技术，指明机械制造业的发展方向。
[关键词]先进制造技术机械制造业发展方向
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验，但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前被公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：
1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。
2．从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。
3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。
4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。
5．机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
一、集成化
计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：
1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。
2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。
3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。
4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。
二、智能化
智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。
三、敏捷化
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
四、虚拟化
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
五、绿色制造技术的应用及绿色设计
若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发，诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的，也是较为成功的应用，只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。
（1）节约资源方面：将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。
（2）采用新设计的加工工艺方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，大大降低了汽车尾气的排放。
（3）适用于环境友好的材料方面：世界上著名的汽车生产企业，使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质，采用轻型材料——铝材制造车身，使汽车重量减少40%，能耗也降低了。
（4）部件回收在制造方面：从1990年中期，美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项，每年就可获利数十亿美元。
六、清洁化
上世纪90年代中期,互联网作为一种新型的信息载体出现在世人面前,并在短短几年之内席卷世界。在本身迅速发展的同时,它还迅速与商业结合,宣告了基于互联网的电子商务的诞生。在随后几年之中,大批商业网站迅速兴起,网络化成为一种时尚,电子商务也一时成为学术界和实务界的热门话题。与此同时,电子商务的理论研究也受到了学术界的广泛关注,涌现了大批的研究成果。
2001年互联网泡沫的破裂,打碎了电子商务的虚幻光环。然而电子商务的脚步并未停止,在掠去互联网泡沫的表象之后,电子商务的真正主体——企业电子商务开始浮出水面。随着传统企业对电子商务的日益重视,电子商务对企业竞争战略和行业竞争结构产生了深远的影响。理论界和实务界也开始深入分析和研究这个问题。实际上,虽然电子商务对社会经济生活的影响非常显著,但真正的冲击是通过对基本经济单位——企业的影响来实现的。电子商务对传统信息传递方式和商品交易模式的冲击只是其影响的一个表象,更重要的是,它将引起企业经营环境的重大变迁,深刻影响众多行业的竞争结构,并进而影响企业的竞争战略和实现战略的方式。下面,作者将详细分析电子商务对行业竞争结构各要素的影响和作用机制,以及由此导致的企业战略和行业格局的变化。
一、顾客议价能力显著增强
俗话说,买的没有卖的精。这句话很好地描述了交易中的信息不对称现象。长期以来,企业在交易过程中总是处于信息优势地位。即使在买方市场为主的过剩经济时代,作为卖方的企业依然是交易的主导者。企业这种优势地位的建立是基于这样一个事实:作为购买主力的大多数消费者对产品的基本信息所知非常有限,而且消费者之间几乎隔绝,交流极少。例如,牙膏是非常普通的商品,但一般消费者几乎不可能知道牙膏的成分配方、生产成本、质量标准、有无副作用等方面的情况,而且也不大可能专门与其他消费者讨论一下此类问题。利用这种信息屏障,企业得以维持较高的利润以及市场的相对稳定。提高消费者信息地位的主要途径就是加强消费者之间的联合与相互交流。传统经济条件下虽然有消费者协会等自发组织来实现这一目标,但由于信息成本高昂,这些组织的作用是很有限的。而在电子商务环境下,信息的传递更为方便、廉价和快捷,消费者之间的交流和联合的步伐大大加快。
互联网上数不胜数的虚拟社区中或多或少都会与某些产品或服务相关联,所以,每一个消费者的点滴信息都能参与交流,最终结果就是每个消费者都很容易获得比较全面的产品信息。出于种种利益驱动,社区主持者还经常寻求各种专业力量的协助,使消费者得到的信息更为准确和详尽。因此,许多虚拟社区自然地演变成为自发的或营利性的消费者集团JohnHagelIII,ArthurG.Armstrong,1997)。例如,许多网站和大学的BBS上都有数量众多的讨论区,在相关版面一般都可以快速地免费找到相关商品的信息。即使是电脑、电器等技术含量较高的商品,也会有许多专业化的讲解、质量鉴别方法以及其他消费者的购买经验可供参考。电子商务的普及还带来了一些新型的信息平台。这些平台提供实时的分类商品信息,并进行大规模的信息加工,大大降低了信息搜寻的成本。例如,许多消费网站(如eBay、易趣、雅宝等)都提供广泛的搜索服务,消费者只要输入简单的需求信息,不但可以得到相关商品的几乎所有品牌、生产厂商、质量特点、各地当前零售价等详细信息,还可以看到其他消费者的经验之谈;有的网上销售商甚至提供自动比价功能,能自动搜索其他网站上同一商品的报价,消费者因信息不明而当“冤大头”的可能性大大降低。对于较大额的需求,许多网站还提供反向拍卖和集团购买的形式,代表消费者参与交易,进一步提高了消费者在交易中的地位。由此可见,电子商务虽然没有彻底消除信息不对称现象,但已经使不对称程度大大降低。随着电子商务的开展,购买方作为一支强势力量迅速崛起,企业凭借信息优势获取额外利润的能力将大大削弱。对多数行业而言,以卖方为核心的传统模式将逐渐改变,企业与顾客讨价还价的能力将显著降低,本论文由整理提供最终使行业整体经营环境受到影响,企业为了维持市场地位不得不更加激烈地相互竞争。
二、企业竞争模式多样化
传统经济条件下,企业间的竞争以规模效益的竞争为主。规模优势一旦确立,其他企业就很难再对其形成挑战。根据波特的竞争战略理论,在一个成熟的市场中,各种规模的企业会形成不同的战略集团,每个战略集团都有不同的市场层次定位,使整体行业结构保持相对稳定。处于同一战略集团的竞争者之间,爆发激烈竞争的可能性很大;而处于不同战略集团的企业很少爆发激烈竞争。只有在市场处于高速发展的情况下,才会发生企业之间不管规模大小都参与全方位竞争的局面(MichaelE.Porter,1980)。在传统经济条件下,由于信息传播不通畅,小规模的企业即使在某些方面取得领先于大企业的优势,也无法在短时间内占领市场,发展壮大,而大企业则可以从容地进行赶超。例如,在20世纪六七十年代IBM一直是计算机行业的领导者。虽然其竞争对手经常在产品技术、服务方式、功能设计等方面超过IBM,但由于这些企业规模太小,外部条件所限,它们的创新很难迅速转化为市场竞争优势。最终,这些创新被IBM以技术模仿、人才挖取甚至企业收购的方式获得,反而成为IBM的竞争利器。虽然20世纪80年代IBM在PC机大潮中遭到重创,但其真正原因是领导层的极端保守,实际上当时IBM仍有足够的时间和实力故伎重演,并重新取得优势。电子商务的出现打破了这种竞争模式,行业竞争更多地从“大鱼吃小鱼”变为“快鱼吃慢鱼”,即从单纯的规模效益之争转向速度效益与规模效益并重的竞争模式。
由于信息的迅速传播,市场的反应速度也明显加快,领先的产品与服务创新能迅速被市场接受(JohnM.DeFigueiredo,2001)。再加上一些有利的外部因素,如市场需求不断变化,产品生命周期不断缩短,融资条件日趋便利,以及销售渠道的多样化,一个能对市场需求和变化作出快速反应并创新出质优价廉产品的企业可以迅速扩张,占领市场;而规模较大的企业,如果只会后发制人式的模仿而不会创新,将逐渐被市场淘汰。因此,随着电子商务的引入,企业规模在提升企业竞争力方面的作用明显下降。可见,电子商务为所有企业提供了一个全面竞争的舞台。小企业可以凭借某一方面的突出优势迅速崛起,挑战大企业的地位。由于这种“一招鲜”的获胜机会大增,行业的竞争结构将不再像以前那样稳固,尤其是领先者的地位更难以保持。在这样的竞争环境下,只有致力于不断创新的企业才能长久立于不败之地。
三、流通环节大幅压缩
流通环节是传统经济中至关重要的一环,层层的分销网络是商品和信息的双重载体。电子商务最初就是从流通领域开始的,随着电子商务的普及,流通环节的重要性虽然未变,但本身却面临着巨大的变革。信息的快速传递和覆盖全世界的配送网络不再需要多层的中间分销商,直销或一级渠道将成为主要的分销方式,流通环节的简化趋势不可避免。这对传统的流通企业可以说是一个灭顶之灾。比如,以亚马逊书店为代表的网上书店的兴起,使美国的连锁书店遭到惨重打击,独立式书店更是纷纷关门。其他产品也有类似的现象。流通环节对企业竞争战略选择有重要的意义,控制分销渠道是传统企业最重要的竞争战略之一(MichaelE.Porter,1980)。众所周知,大规模的分销渠道需要花费大量的人力物力和较长的时间才能建立,而这种渠道一旦建成,就成为一项重要的资源。许多大企业正是利用自己的分销网络控制客户群,同时阻止竞争对手的进入。而在电子商务环境下,流通方式发生剧变,建立分销网的时间和成本都大大降低,渠道的垄断性不复存在,这意味着渠道资源大幅度贬值。例如,IBM和康柏等传统计算机厂商花了十几年的时间才建立起世界范围的计算机销售网络,并一直以此来阻挡其他竞争者的进入。然而,电子商务出现后,以Dell为代表的网上定制直销模式迅速崛起,在很短时间内就建立起了相当规模的世界网络。
在这种极具优势的新型模式面前,IBM和康柏苦心经营的传统销售网络在一夜之间就成了食之无味、弃之可惜的鸡肋,个人计算机市场持续多年的格局很快就被打破。地区性和全球性的配送网络是电子商务环境下流通领域的发展趋势,这也意味着企业的竞争将突破地域界限,短兵相接。过去,地理距离曾经是许多弱势企业的一道坚强屏障,一般产品都有明显的地域分布,即所谓的“强龙不压地头蛇”。但随着电子商务的推行和生产要素,如人员、资金和信息的自由流动,企业跨地区甚至跨国经营的能力逐渐增强,地理屏障也不再不可逾越,弱势企业无法再凭借地利偏安一隅。电子商务的这个特点是一种典型的马太效应,优势企业在一定区域内形成“胜者通吃”局面的可能性大增。对多数行业而言,行业的集中程度将迅速提高,甚至形成垄断或寡头垄断的局面,企业之间将呈现强者更强、弱者更弱的两极分化现象。
四、虚拟采购改变供应链管理方式
采购是企业重要的活动之一,也是构成产业价值链的重要一环。对于许多制造业企业来说,稳定的原料供应是企业正常运作的必要条件之一,采购成本构成了产品成本的很大部分。过去,为了保持生产的稳定性,许多企业以价格让步为代价建立了长期的供应商关系。而电子商务的普及,尤其是BtoB模式的广泛应用,为企业间交易提供了一个虚拟的、无边界的平台。企业与供应商之间的关系因此变得更加微妙,供求双方之间的主从关系变得更加清晰。根据双方地位的不同,虚拟采购通常有3种形式。在买方主导的供应关系中,虚拟采购通常采用竞价式采购的方式,从而使买方降低了对长期合作伙伴的依赖程度,增加了企业讨价还价的能力。如通用电气、通用汽车、福特汽车、Cisco等大型企业建立的虚拟采购市场,把供应商范围扩大到了全球,简化了采购流程,降低了采购成本,同时加强了对采购过程的控制,使自身竞争力得以提高。而在卖方主导的供应关系中,一般采用类似于拍卖的形式,卖方藉此能获得最高的收益。如石油制品、芯片等行业就是如此。第三种形式是第三方建立的虚拟市场,如Com-merceOne、Ariba、eSteel等等。这种形式往往存在于有众多买家和众多卖家的供求关系中,供求双方的地位大致平等,定价模式与传统市场类似,主要目的是简化采购流程,降低信息成本。可见,电子商务下的供求关系同样呈现出一种强者更强、弱者更弱的马太效应。虽然供求双方都享受到了信息成本降低带来的好处,但获得的好处并不是对等的。在电子商务方式下,供求关系的主导一方议价能力得到了增强,而从属的一方地位削弱。由于现代经济中大多数的市场都是买方主导,总体而言企业对供应商的议价能力得到了增强。五、电子商务增加了虚拟制造的可行性虚拟制造早在20世纪70年代就已出现,最典型的企业是耐克公司。所谓虚拟制造是指公司本身主要负责产品设计和市场开拓,而几乎所有的生产环节都采用外包的方式来进行。因此,虚拟制造本质上是另一种形式的供应商关系。因为不需要负担巨大规模的生产投资,虚拟制造企业机制灵活,对市场需求反应灵敏,有很强的适应性。但这种运作模式也有致命的弱点,就是要求公司具备超强的信息处理能力,能迅速协调分布于世界各地的市场营销、产品开发与生产活动。在传统的信息环境下,这意味着巨大的管理成本。只有像耐克公司这样的大企业才可能用品牌优势所带来的超额利润作为支撑,但一般的企业是难以承受的。因此,虽然耐克公司的虚拟制造闻名已久,但模仿者寥寥。互联网和电子商务的出现,使信息传递、储存、处理的时间和成本大大降低,从而为虚拟制造的普遍应用开创了良好的前景。这是因为协作成本的降低可以使企业专注于其最为擅长的产业环节,而将弱势环节交给其他企业进行协作,以此来提高经营效率。因此,虚拟制造的开展必然导致产业资源的重新配置和产业价值链的重新整合,产业内的专业化程度更高,产业链的效率也同时会得到提高。很明显,对崇尚大而全、小而全的传统企业来说,虚拟制造对企业制造系统的构造提出了更高的要求,企业必须专注于自身优势,迅速找准自己在产业链中的定位,否则将面临“样样通,样样松”的尴尬境地。超级秘书网
六、行业壁垒的变化
由于信息的迅速传播、流通环节的大幅减少和地域限制的逐渐消失,许多人预言电子商务将使企业进入“无边界竞争”的时代,认为行业的界限将变得更为宽松,甚至消失,企业的市场选择更加自由(ThomasM.Siebel,PatHouse,1999)。从表面上看,企业进入和退出一个市场所受到的限制的确少了很多,行业壁垒似乎显著地降低了。例如,在常规模式下开一个书店,就必须有合适的地段空隙,还需要较大的资金投入和较长的准备时间;而在电子商务方式下,只需要建立一个售书网站,雇几个送书工人就行了。然而正是这种“无边界竞争”,使得多数行业的进入壁垒反而升高。在传统经济下,虽然新的市场进入者大多没有能力在短期内胜过现有竞争对手,但通常都能找准市场空隙分一杯羹。然而,在电子商务环境下,虽然进入限制少了,但先行者优势却扩大了,有优势的企业可以覆盖整个市场,留给其他企业的生存空间很小,新进入者只有超越现有竞争者才能在行业内立足。因此,虽然有优势的进入者可以迅速在市场中占有一席之地,但不能超越现有竞争者的新进入者想分一杯羹却更难了。网络界有一句名言:“只有第一,没有第二”,说明在电子商务环境下,单纯模仿而不创新是没有出路的。还是以书店为例,如果在传统经济条件下,一家新开的书店即使在地段、价格、质量、服务等方面都不占优势,总也会吸引一定量的客户群,可以惨淡经营;但是,如果是在电子商务环境下,这样的网上书店很可能连一个顾客都不会有。因为各个网上书店的报价和服务条件就出现在同一个计算机屏幕上,任何理性的消费者都不可能选择一个各方面都比较差的书店。与进入壁垒不同的是,退出壁垒呈现普遍下降趋势。由于电子商务的应用,企业立足一个市场的初期投入明显减少,企业退出市场的代价也就相对变小,不会难以割舍。进入壁垒和退出壁垒的这种相反变化趋势,最终会导致行业集中度的上升。七、企业的整体外部环境的变化电子商务的普及,不但在行业结构层次上深刻地影响企业战略实施,而且逐渐改变了企业所处的整体外部环境。几年前电子商务对企业来说还是遥远的事情,但今天许多企业已经不可避免的涉足电子商务。由于电子商务能提供个性化和全天候的服务,可以预见在不久的将来,网络媒介会成为顾客的主要购买方式之一,企业为了占领市场不得不紧跟电子商务的步伐。金融系统、物流配送等一系列经济服务部门和政府政务逐渐实现网络化,这些都为企业开展电子商务提供了基础。随着互联网的逐渐普及,没有“触网”的企业将逐渐显示出与外部环境的反差。其他企业,尤其是同行业企业的电子商务化更是给这些企业造成了一种不进则退的局面,促使他们加速电子商务化的进程。从前面的论述中可以看到,电子商务不仅仅只是简单地改变传统的信息传递方式和交易模式,而且将深刻影响企业的市场格局和行业竞争结构。电子商务使市场参与者的力量对比发生了很大的变化,改变了企业的生存环境,创造出一次“重新洗牌的机会。对于企业来说,这既是一次迅速发展的机遇,也是一场事关生死的挑战。因此,如何明确电子商务对传统经济的冲击,把握电子商务的发展方向并进而正确制定企业在新环境下的竞争战略,是所有企业面临的一个重要课题。
参考文献:
[1]JohnHagelIII,Gain:ExpandingMarketsthroughVirtualCommunities[M]Boston:HarvardBusinessSchoolPress,1997.1018
[2]ThomasM.Siebel,PatHouse.CyberRules.CurrentDoubleday,1999.3046.
论文关键词:虚拟现买技术 培训 作用
论文摘要:我国石油行业发展迅速，职工的素质直接影响到石油企业的效益及安全生产状况，因此，企业对职工的技术要求越来越严格。钻井模拟器采用基于虚拟现实的虚拟制造技术，开发过程运用多种先进的计算机技术，并结合了钻井工程的实际工艺，改变了原有的钻井培训方法。作为针对油田具体情况开发的新型培训系统。钻井模拟器有着积极的意义。本文重点分析了该系统的开发过程，详述了虚拟现实技术在油田培训钻井井控人员过程中的作用。
1．引 言
我国石油行业的发展与现场地质情况等密不可分，充满着危机和挑战。对于员工的能力和安全意识要求很高，传统的进场培训有一定的局限性，例如：职业培训效果是否良好主要依赖于教师的水平，培训过程没有明确统一的评价标准，针对性差，没有可重用性等。可见传统的培训技术不但受时间、空间的限制，而且在人力、资源、经费、组织实施等方面都存在很大问题。尤其对于危险作业或不具备实验条件的高级培训，传统的培训方式更是难以实现。传统培训模式的局限性制约了人们所期望的培训质量和培训效率，满足不了现代社会的需求。
钻井模拟器采用虚拟制造技术的概念，开发过程基于现代计算机控制技术、计算机仿真技术、计算机图形技术、计算机网络技术，并结合了钻井工程的实际工艺，改变了原有的钻井培训方法。它为用户提供了起下钻、钻进、井控和钻井事故及复杂情况处理等作业的操作过程模拟，主要用于钻井司钻、钻井技术人员的操作培训和安全培训，并为学员培训考核提供了教师评分系统，解决了传统培训过程中客观上无法解决的技术难题。作为新型的针对油田具体情况开发的培训系统，钻井模拟器有着积极的意义。
2．基于虚拟现实技术的虚拟培训
该设备是以控制为中心的VM设备，主要用于钻井人才的培训。这套虚拟培训设备运用虚拟现实技术 ，真实生动的模拟了钻井工艺流程的细节。学员能够通过对仿真钻机设备的操作，直接观察到钻井平台上的活动以及操作结果，最终达到让培训人员掌握正确操作过程的效果。虚拟培训有以下特征：
2．1 仿真性
在虚拟现实技术支持下，虚拟培训设施与真正的培训设施功能相同，操作方法也一样，学员通过虚拟培训设施训练技能与现实培训基地里同样方便。这是因为虚拟培训环境无论是现实的环境还是构想的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辨真假的程度。
2．2 开放性
虚拟培训环境可以为所有受训者在任何时间、地点提供各种培训的场所。实际上，虚拟培训环境的内涵是广泛的，它不同于传统的培训基地概念，它具备可以进行类似于传统培训项目的环境，但更擅长的是使学员置身于培训项目对象中的逼真环境。凡是受训者可以通过有关器具操作，来学习或训练某种技能的虚拟环境，并都归之于虚拟培训环境。
2．3 超时空性
虚拟培训环境具有超时空的特点，它能够将过去世界、现在世界、未来世界、微观世界、宏观世界、客观世界、主观世界幻想世界等拥有的物体和发生的事件单独呈现或进行有机结合，并可随时随地提供给学员进行培训。
2．4 可操作性
受训者可通过使用专门设备，用人类的自然技能实现对虚拟环境的物体进行操作，就像在现实世界中一样。
2．5 对应性
学员的培训内容与虚拟环境是密切对应的。例如，学员要学习飞行器驾驶技术，那么虚拟环境就是飞行器飞行的模拟环境。对应性将能为受训者设定各种复杂的情况，以提高受训者的应变能力，从而使得他们在实际环境下能得心应手的处理各种情况。另外，虚拟现实技术能按每个学员的基础和能力，对应性的开展个性化的教育培训。
3．钻井模拟器视景仿真系统的分析与设计
计算机图形学是研究现实场景计算机显示的科学，也是利用计算机处理人类所能看见的图景的手段和方法。视景仿真技术是以计算机图形学为理论基础的三维模型动态显示技术，基本原理是：根据观察点及观察方向对场景进行实时计算和实现，并做到对三维复杂环境中物体运动的实时交互控制，产生良好的动画效果。实现三维模型视景的实时动态显示，一方面要求计算机硬件有高速运算能力和很强的三维图形处理功能；另一方面还要求在算法和软件上有所发展，以便在硬件平台上取得更好的实时动态显示效果。视景仿真系统是钻井模拟器的重要组成部分，它提供给用户一个三维的真实感视觉环境。
3．1 钻井模拟器视景仿真系统分析
钻井模拟器在虚拟培训过程中需要模拟井场环境和操作结果，这就需要视景仿真系统根据钻井模拟器司钻控制台的操作过程，实时模拟出井场环境的变化和司钻、井控操作对钻井过程的影响。在现实的司钻和井控过程中，操作错误和地质环境变化都是事故的诱因，在钻井模拟器视景仿真系统中也模拟了事故发生过程和事故排除的情况。实时地显示钻井过程中的数据，计算参数。根据司钻台操作的具体行为，依照物理模型和数学模型来模拟设备运动的过程，使得钻井模拟器视景仿真系统的三维动画过程更贴近现实。
钻井模拟器视景仿真系统需要对井场设备、自然环境、井下情况进行实时的动态模拟，使培训者在培训过程中除了学习操作知识 ，还能更有效、直观的学习到理论知识。硬件设施和三维图形软件的结合实现了虚拟模拟系统 ，培训人员能够通过这套虚拟培训设备完成所有钻井工作人员所需要的专业知识和实际操作技术。
3．2 实时场景系统组成
根据钻井模拟器视景仿真系统的需要，开发过程在Windows xP平台上，建模部分使用3D MAX完成机械部件的模拟，模型的管理由3D Explorer~成，并实现模型数据文件的转换导出。程序对模型的控制由C++Builder6．0实现，整个开发过程基于OpenGL2．0。
钻井模拟器视景仿真系统的实时场景组成包括以下几个部分：三维图形实体模型、钻井模拟器视景仿真系统控制程序、GLSL编写的渲染效果。
在整个组成部分中，最重要的是钻井模拟器视景仿真系统控制程序，在程序中完成了以下工作：场景初始化、工艺动画控制、与主控机通信、参数显示、碰撞处理以及特效渲染。
场景初始化：由于钻井工艺的复杂性和虚拟培训的操作性，每个作业当前场景都有所不同。在一个新的作业开始前，图形程序在接收到控制机发出的作业指令后初始化当前场景，例如：钻井平台上各操作部件当前的数量、状态以及位置。
工艺动画控制：在完成规定工艺作业的过程中，司钻控制台做出的每一个动作都将转换成数字信号传递给主控机，再由主控机发送协议数据给图形程序，图形程序得到参数后，做出具体反映。在图形机上体现出钻台上各种控制系统的运动参数、具体动作、视图选择(包括上视角、井下视角、防喷器视角、多视图显示等)等。
与主控机通信及参数显示：主控机的设计主要由钻井模拟器设计的需求决定，由于这套仪器主要用于虚拟培训 ，教师和学生之间有教与学的关系，主控机能够提供给教师一个教育平台，提供作业调度、控制、评分等功能，与此同时，传递司钻控制台上发来的各项数据，并把与操作有关的数据发给图形机，即钻井模拟器视景仿真系统，两方通信，传递参数并进行数据处理，在屏幕上显示操作过程中需要操作者了解的参数值。
碰撞处理：在三维图形的运动仿真过程中是不允许有“穿墙而过”的状况发生的，因此要对运动物体作碰撞检测的处理。为了遵循模型运动的真实感，钻井模拟器视景仿真系统当然也包括碰撞的检测与处理部分。
渲染特效：实现对火焰 、气泡 、液体喷涌效果的模拟，使用GLSL实现电影级的光照效果，可以分别模拟白天，夜晚，探照灯等光照模式，大大地提高了图形效果和真实感。
3．3 钻井模拟器视景仿真系统设计
一个性能优越、功能完备的系统需要在设计阶段就进行详细的设计规划。这样，在后期的开发过程中才能完成高质量的软件项目。钻井模拟器视景仿真系统的设计遵循面向对象的原则，在系统的稳定性、可扩展性和兼容性等方面都有突出的表现。
3．4 系统特点及设计目标
钻井模拟器视景仿真系统要求有以下特点：
1)可以生成高质量的图形，实现实时的可控动画。
2)图形的生成快速稳定，对图形硬件要求不高。目前，系统配置为NVIDA6800，NVIDA6系列以上显卡都可以实现高质量的图形动画。
3)提供给用户多角度、多视图的工作窗口，方便用户定位观测，在操作过程中既能观察整个场面，又能集中观察工艺作业下重要部件的工作过程。
4)建立模型细致、真实 ，宏观模型和微观模型通过软件和程序分别建模，真实感程度高。
经过分析钻井模拟器视景仿真系统的系统特点后，设定该系统要达到以下目标 ：
可扩展性：对于新模型、新器件、新工艺的增加，方便快捷，可以在短时间内完成对系统的扩展。
兼容性 ：系统可以用于Windows2000／XP平台，兼容于各种图形加速硬件。
敏捷性：图形生成迅速、稳定，一般的图形加速硬件既可满
足要求；系统应达到反应迅速、操作灵敏的功效。
3．5 基于面向对象的系统设计
钻井模拟器图形系统的设计是基于面向对象的，系统规模较大，设计复杂。基于在钻井工艺中涉及到的物体较多，并且各个物体在不同的方面有不同的特性，因此在设计之前，应确定设计类的准则。对本系统而言 ，这里关心的是用物体如何展现工艺流程 ，所有类的设计应该围绕物体的动画功能需要来进行。
在钻井各工艺流程中，大钩、钻杆等物体是系统动画的载体，具有物体自身的方法和属性，因此 ，可以将其封装成类。根据围绕物体的运动功能来设计类的思想 ，将液压大钳和液压大钳的活塞、吊卡的主体和活页设计成不同的类，这样设计不仅可以使动画更加逼真，还能提高系统灵活性。
关键词：虚拟现实技术；展示空间设计；教学设计
伴随着科学技术的飞速发展，人类已经跨入数字时代。虚拟现实作为一种新兴技术，在很多领域得到了非常广泛的应用。而在展示空间设计领域，虚拟现实已经作为一种非常重要的技术手段，渗入整个行业。其可以有效地解决抽象思维与展示空间设计实体间的联系问题。让人身临其境的感受、体会展示空间落成后的效果，让观者充分理解展示空间设计师的意图，达到实效沟通。因此也大大受到展示空间设计师们的青睐，并在展示空间设计领域得到了初步的应用。
1 展示空间设计教学的内容和原则
展示空间设计是指展示空间在施工建造之前，设计者按照施工要求，把使用过程和施工过程中存在的问题或者可能发生的问题，做好全面的设计设想，拟定好解决这些问题的方案，用图纸表现出来。而展示设计教学则是将该设计过程放入课堂教学中，使学生明白如何实现展示空间设计的优化过程。最终落成，充分满足使用者的各种要求。下面就展示设计教学的基本原则、展示设计教学的基本内容做一阐述。
1.1 展示空间设计教学的基本原则
把抽象的问题形象化、具体化，从而让学生更快速的理解教师的设计意图、调动学生的积极性和主动性，使教学更有效，使学生更容易建构新知识。
1.2 展示空间设计教学的基本内容
一个优秀的展示空间设计作品要求满足空间环境的构造设计和展示空间空间环境的组合设计。要达到空间环境的构造设计和组合设计，在展示空间设计教学中，我们更需要做到为学生创设有效的情境，让学生有强烈的临场感、沉浸感，从而让学生在设计作品时不仅在功能、要求上创造良好的空间环境以满足人们生产生活文化等各种活动的需要，而且在内外形势上，创造良好的展示空间形象以满足人们的审美要求，最终达到让课堂教学更有效的目的。
2 信息时代展示设计教学中存在的问题
展示空间设计教学是一门比较新兴的学科，一直以来不断发展和完善，在以往的展示空间设计教育中，教师大都是以尺子、图板、铅笔、工作模型等来展开的，教师通过手绘草图、电脑绘图（二维或三维）或向学生展示展示空间的模型，以向学生传达基本的展示设计构思。这种教学方法虽然快捷，但是过多依赖于二维图形，对于二维形体的推敲就显得捉襟见肘。
3 虚拟现实技术应用于展示空间设计教学中的优势
虚拟现实技术非常有利于以学习者为虚拟学习情境创设一个良好的环境。 教学是一门艺术，它强调学生的独特情感体验，要求教师在课堂上能够引导学生进行自主、积极的学习。可以这样说，情境教学在课堂教学实施过程中起到非常重要的作用。用情境教学法也更便于引出新内容，通过构建展示空间情境，教师用语言描绘展示空间理论和设计理念的同时，师生能共同进入角色，让学生在不知不觉中进入新知识的掌握和学习中。
4 虚拟展示空间设计教学过程的组织
学生完成了以上的知识和技术储备的基础上，我们如何来引导学生实现虚拟展示空间设计呢？从教学方式上，选择的是任务驱动的教学模式，有利于学生克服单向思维，学会多向思维，综合运用知识，不断增强学生的创新能力。任务驱动教学分为以下四个步骤：
第一步：展示计划。在这一部分中，教师创建情景，演示整个展示空间设计的任务。教师通过创建虚拟展示空间设计作品的任务情景，在情景中理解展示空间设计的新问题，教师提出总体设计目标，学生一边体验虚拟情景，一边提取自己知识结构中的相关经验，尝试用已有的知识解决教学情境中的问题。从而激发学生的探究欲和求知欲。
第二步：分析计划。在第一个步骤中，教师演示的展示空间设计总任务一般较繁杂、信息量也较多，学生不能立刻理解并设计出合理方案。这时需要教师带领学生共同分析教学任务书，并让学生用自己已有的经验将总设计任务分解成一个个小任务，并且这些小任务要环环相扣，满足展示空间设计总任务书的要求。
第三阶段：解决疑问。在这个步骤中，主要目的是让教师引导学生，发挥自身本有的主观能动性，主动探究问题，将上一步分解出来的小任务逐个完成。这时学生需要结合自己的初始能力，完成新知识的建构，并建立各个小任务之间的相互联系，然后再去验证，从中获得完成总任务所需的知识、能力。
第四阶段：效果反馈。学习的过程就是一个不断反思、不断提高的过程，在探究性学习获得结果之后，学生应该对自己的学习效果有一个比较客观的评价。比如：我完成了什么内容、完成的效果自己是否满意、哪些地方还需进一步改进和提高、是否有更好的方法实现教学内容等。通过反思，学生不断地对设计作品作出调整和反馈，从而获得新的知识和经验，增强、丰富经验。
总之，在展示空间设计教学的过程中，利用虚拟现实技术进行展示空间设计，不能单单只建立在虚拟场景基础上的模像直观教学，而缺乏语言准确性、生动性、形象性的表述。如果那样虚拟场景也仅仅起到一种陈列作用，学生难以获得确切的感性认知。因而，在展示空间设计教学过程中要根据教学内容、学生素质、教学环境等灵活运用虚拟现实技术构建虚拟场景，同时辅以语言直观教学，就会有更好的教学效果。
参考文献：
[1] 王柯.基于虚拟现实技术的三维漫游系统研究与实现[D].西南交通大学研究生学位论文，2003.
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[3] 刘志菊.浅谈虚拟现实技术及其应用技术[J].山西建筑，2008（3）.
[4] 盛群力，等.教学设计[M].高等教育出版社，2006.
关键词：机械设计，CAD技术，应用，发展趋势
〔正文〕
机械设计是机械类各专业的专业基础课。同时，该课程也是工科类专业的基础必修课。本课程在教学内容方面，着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面，着重设计构思和设计技能的基本训练。在本课程学习中，综合运用先修课程中所学的有关知识和技能，结合各种教学实践环节及课程设计的基本锻炼，为顺利地过渡到学习有关专业课程及进行专业毕业设计打下良好的基础。
机械设计课程设计是机械类专业和近机类专业学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的一个重要的教学实践环节，也是学生第一次较全面、规范地进行设计训练机械设计教学的一个重要实践环节。其主要目的是培养学生的理论联系实际的设计能力，训练学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识；通过对通用机械传动或简单机械的设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力等；在课程设计实践中，对学生进行设计基本技能的训练，培养学生查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理和计算机辅助设计等方面的能力等。
基于以上认识，结合近年我校机械设计课程体系、课程内容以及立体化教学模式的改革和重点课程建设，在学生机械设计课程设计和毕业设计实践中，主要从机械设计课程设计的设计方法和手段的改进等方面进行了大胆的改革与实践，逐步实施了从手工绘图到二维AUTOCAD的应用最终到三维 CAD的过渡，在提高学生的设计能力和综合素质方面得到了较好的效果。
一. 机械设计实践的现状
几个世纪以来，人们用手工绘图来表达自己的设计理念。图纸作为工程师的语言，为工程设计技术人员之间进行有效的交流带来极大方便。然而，随着科学技术的发展，特别是计算机技术的广泛应用，手工绘图已不能满足机械设计的要求。现在，机械设计手段从20世纪70年代的手工绘图转向计算机绘图，大大提高了绘图效率和绘图质量。
目前，CAD技术主要以二维绘图软件AUTOCAD为代表，在机械设计实践中只是教会学生操作和绘制简单的零件图，而用AUTOCAD绘制装配图以及进行有关的工程分析是非常不便的且很难实现。为此，为了能够方便地绘制装配图，在机械设计实践教学和毕业设计中逐步地采用了CAXA电子图版、开目CAD等二维绘图软件作为绘图工具，辅助完成零部件设计。 当前，我国制造业已全面完成甩图板工程，二维CAD技术的普及结束了手工绘图的历史，对减轻人工劳动强度，提高经济效益起到了很明显的作用。随着技术的发展，CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡，有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。企业需要掌握三维CAD技术的专业人才，掌握三维CAD技术已成为工科院校毕业生最基本的要求。因此，在机械设计实践教学中采用三维 CAD技术，已成为我们现在机械设计实践教学改革的重要内容和亟待解决的问题。
二. 三维CAD关键技术
三维CAD造型技术也称建模技术，它是CAD技术的核心。从20世纪60年代至今，三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模，以及当今正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础，只要形成了三维模型，各种二维视图唾手可得。三维CAD技术在产品的三维造型、虚拟装配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革命性得突破，提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身，而是设计出模型的后处理工作。
三维CAD技术主要包括以下内容：三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。科技论文。科技论文。利用这种全过程的三维CAD系统完成设计以后，不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求，而且使各方面的指标（强度、刚度、重量和成本等）都达到最佳状态，这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD符合设计者的思维习惯，可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维 CAD技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题，更重要的是利用三维CAD技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计，所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接，是将来实现无图样生产的关键技术之一，是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD技术的使用，已经逐步同使用计算机进行文字处理一样，成为产品开发、设计人员的一种基本技能。
三、CAD技术的发展趋势
随着计算机性能的提高，网络通讯的普及化、信息处理的智能化，CAD三维技术正向规范化、智能化、集成化的方向发展。
1. 规范化。ス娣痘(标准化)的趋势体现在几个方面：数据模型的规范化(标准化)、数据交换格式的标准化和CAD资源的规范化等。数据模型应采用STEP标准体系。随着STEP标准体系的逐步完善，它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代CAD系统的开发指南。靠以前的一些标准接口已经无法完全满足CAD数据交换的要求。目前，参数化特征模型的传输还是一个世界难题，在STEP标准基础上，相信这一点能有所突破。
2.智能化。ヌ卣髟煨秃筒问设计的采用即是智能化方面的进步。软件不仅仅是提供一些绘制的工具由人们去使用，也不再将占线面数据存储在一起，而忽略其内在联系。特征和参数的引入使得软件似乎成为人类(用户)一个更聪明的助手。科技论文。CAD软件应该更大限度地将工程数据概念集成到数据模型中，例如目前，CAD软件的特征模型主要是解决零件几何造型的问题，而对于后续分析、CAPP和加工的需要还考虑得不够。
3.集成化。ゼ成化是当今CAD技术发展的又一大趋势。CAD技术不是孤立的。首先，它集成了计算机软硬件、数据库、外围设备、图形学、网络及各个应用领域的技术。同时，它又不断和CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺流程规划)、MIS（管理信息系统)、PDM(产品数据管理)以及MRP(制造资源管理)等系统相集成。由于Internet的发展，使得这些设想得以实现。如何构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点。特别是在全球经济一体化的背景下，并行工程、异地设计制造等概念的发展和应用，基于网络、基于WEB的协同设计制造系统大受青睐。现在已有一些标准，如解决异构系统平台的XML和XML-3D，以及解决三维图形、图像在互联网上传输共享的VRML标准相继出台，已经为我们在互联网的构架下，建立协同设计和协同工作的环境打下了基础。
参考文献
[1]徐刚涛主编.机械设计基础. 〔M〕北京:高等教育出版社.2008.
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关键词：先进制造技术；教学内容；考核方式
【中图分类号】G712
制造业是国民经济中重要的支柱产业，制造技术的水平和制造业的实力反映一个国家的生产力水平，决定着国家的经济竞争力和综合国力的强弱。由于传统的以大批量生产为特征的制造技术和制造模式已无法适应现代市场环境的严峻挑战，从而引发了制造技术、制造模式和管理技术的剧烈变革，先进制造技术就是在这样的环境下提出来的新观点。先进制造技术是制造业在不断吸收信息技术及现代化管理技术等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务直至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷的生产，从而提高企业市场竞争力的制造技术的总称。
随着我国制造业的迅猛发展，先进制造技术和现代管理方法在生产中的应用越来越多，我院机械类专业开设了《先进制造技术》课程，目的是拓宽学生专业视野，掌握制造技术最新发展。由于先进制造技术课程涉及的内容多，哲理深奥，覆盖面广等原因，使得学生在学习的过程中理解和掌握比较困难，学生的感性认识欠缺，对学习的兴趣不高，普遍感到枯燥难懂，学习注意力难以持久，因而学习效果不好。怎样使学生在有限的时间内学到更多的知识，培养良好的职业素养和创新能力，对先进制造技术课程进行教学内容和教学手段的改革就显得十分重要。
一、《先进制造技术》课程的特点
1.课程的内容多，覆盖面广
《先进制造技术》课程的内容十分繁杂，覆盖面广，包括柔性制造系统、计算机集成制造系统、快速成型技术、先进生产管理技术、特种加工技术、超精加工技术、纳米加工技术、生物加工技术和绿色制造等先进的制造工艺技术和成组技术、并行工程、精益生产、准时生产、敏捷制造、虚拟制造、可重构制造、网络制造、智能制造等先进的制造模式，以及现代生产管理信息系统、企业供应链管理和产品数据管理等先进的管理技术等。
2.课程内容上既继承又发展，具有动态性
《先进制造技术》课程所讲授的内容中有很多的先进技术是既继承又发展的。如在物料需求计划的基础上，将企业的经营、销售、财务、成本管理纳入，则发展为制造资源计划，而制造资源计划经过扩充和进一步完善则发展成为企业资源计划。同时，随着时间的推移，各种先进制造技术不断吸收各种最新技术成果，并不断发展和创新。故本课程的内容也具有动态性，需要不断地更新。
3.教材内容的滞后性
先进制造技术发展迅速，而教材的内容大多是已经成熟或即将成熟的知识，与相关学科的最新进展相比存在一定的滞后性。因此，授课教师必须及时检索、查阅相关技术的最新研究成果，并补充到教学内容中，使学生能够掌握制造技术的最新知识。
4.教材内容的概述性
由于该课程涉及的内容多、课时少（一般为40课时），对于每一种先进制造技术，本课程都不能进行深入、详细的讲解，而只介绍其基本原理、特点、应用和发展趋势等。
二、教学改革
1.教学内容
作为高等教育的重要组成部分，高等职业教育以造就新型工业化需要的能力强、素质高的高端技能型人才为目标，不仅要培养大量能够胜任现场操作的高技能人才，而且要为潜在的未来能够担当企业推动技术创新和实现科技成果转化的高端技能人才营造训练环境。未来先进制造技术要求从业者既有较强的实践动手能力，又有一定的理论知识和智力技能，必须具有较强的自主学习能力和创新能力，具有对新知识、新技术的快速学习、吸收和创造性的应用能力，能够把高新技术和设计成果迅速转化为实践、产品，促进制造企业的产品创新和技术创新。先进制造技术作为一种动态技术，不断吸收各种最新的技术成果，那么作为介绍先进制造技术的《先进制造技术》课程也应该是一门动态的课程，随着新科技、新理念的不断出现而不断更新、充实和发展。另外，由于先进制造技术涉及产品的整个生命周期，从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、生产管理、售前售后服务到产品的回收等方方面面的内容，因此先进制造技术课程的内容十分庞杂，涉及许多其它学科的知识，如管理科学、电子科学、材料科学、信息科学等，在短时间内全部掌握是不可能的。对于教学内容的安排就显得尤为重要，先进制造技术包含的内容非常广泛，教学课时内不能全部介绍，课堂教学只能选择有限的部分内容讲解。重点介绍现代设计技术、先进成形制造技术、先进制造工艺技术、制造自动化、先进制造的模式与管理技术等核心内容。同时，教师应注意收集各种先进制造技术最新的研究成果，及时补充教学内容，确保教学内容的前瞻性。
2.课堂教学方式
如何增加学生学习的动力，激发学生学习新知识和新技术的兴趣。要转变传统的教师观与学生观，教师不能只单纯地传授知识，为人师表，把学生当作被动受教育的客体。在课堂教学中，从以教师为中心向以教师为主导，学生为主体的转变，从单一的专业教育向综合素质教育和通识教育的转变，从以传授知识为主向全面地培养能力为主的转变，从单一的培养模式向多层次、多方位的立体培养和因材施教的转变，从封闭式教学向开放式教学转变。经过一段时间的学习，确立引导学生自主学、激励学生合作学、培养学生创造学三个学习目标。
（1）教师应引导学生自主学习
知识更新速度的加快，知识总量急剧增加，教育的重点要从传授知识转变为着重培养能力，特别是学习能力和思维能力。教师在教学过程中，要充分发挥学生的主观能动作用，引导和启发学生主动认知、质疑问题，重点掌握研究和解决问题的思路和方法。注意指导学生对所学知识的思考、归纳、总结、应用，从而了解学习过程，认识学习规律，寻找和总结适合自己的、灵活而高效的学习方法，发展学生的自主学习能力，为学生的再学习和继续发展奠定基础。教学中引导学生明确想学什么和应该知道什么，然后让学生选择自己感兴趣的部分内容自主学习，在课余的时候收集相关的新知识和新技术，在课堂中给予学生机会讲解。学生选择学习内容，掌握了学习的主动权，激发了学习兴趣。同时应及时修订和充实教学的内容，扩大课程教学资源，提高课堂教学的柔性。
（2）在课堂上引入案例教学法
通过企业生产实例提出需要解决的问题，然后介绍解决问题的方法，最后总结必要的结论和概念，避免传统的提出概念、解释概念、举例说明这一知识学习的三段论，这样可以让学生从死啃理论教学和书本中走出来。在课堂上中通过给定的问题情景，鼓励学生以小组活动的形式运用已学的知识，模拟解决问题的方法，通过讨论共同找出结论。学习能力弱的同学碰到自己解决不好的问题时，可以由能力较强的小组成员讨论解决，也可以在其他小组同学的帮助下完成。小组讨论既可以让学生互补知识，同时也锻炼了学生团队合作精神。
（3）合理应用多媒体教学课件
那种以教师为中心、课堂为中心、书本为中心的教学模式已经不能适应现代课堂的需要，而多媒体教学课件能较好地将文字、图像、声音、动画和视频信息等众多媒体的信息集于一体，给学生提供一个生动逼真、内容丰富、交互性好的人机界面，使学生的各个感官能够同时接受到大量的教学信息和丰富的知识，能培养学生的想象能力、创新思维和创新意识。虽然计算机辅助教学带来了许多新的变化，但多媒体只不过是学习和教学的-种工具，也不是所有的内容都适合应用多媒体，教师需要适时地讲解难点和提醒学生在演示过程中注意观察重点，并及时加以引导、启发、归纳和总结。
（4）培养创新意识和创新能力
创新能力是21世纪从业者的基本要素。要从授课指导思想、学习环境、课程评估、学习气氛等多种因素考虑，把课堂教育中的不同教学环节、教学方法、课外活动的作用结合起来，激发学生的创新动机和创新精神。教师应注意给学生营造不同智力要求又有挑战性的问题情景，让学生通过自己一系列思维的加工，发展自己的创新思维和能力；给学生以主动探究、自主学习的空间，通过各种途径、形式搜集、整理资料，通过质疑、思考、论证、解决问题，得出结论；采用启发式、讨论式等多种教学类型和组织形式，注意激发学生多方面的思维，使其智力活动多样化、丰富化；给学生以心理安全的教学气氛，鼓励和尊重学生的提出的各种问题和想法，让学生知道他们的观点是有价值的，并从因果关系上展开评价。
3.考核方法
考核方法主要表现在考核内容和考核形式两个方面。在考核内容上尽量涉及先进制造技术的各个方面，知识覆盖面宽，考核内容全面，同时要抓住重点，选择那些广泛应用于我国生产实际的先进制造技术，如数控技术、激光技术等。在考核形式上可以采取上课讨论、平时查阅文献、课后布置作业、实践环节、小论文等多种形式，变考知识为考能力，按照一定比例权重来决定本课程的最终成绩，这样可以改变过去"一张试卷定终身"的局面。同时给学生在学习本课程时很大的自由度，锻炼学生的查阅文献、信息获取，论文写作、实践和操作等方面的能力。另外，可以采用合适的方式让学生对本课程进行评价，一方面对教师的教学方法、教学效果提出一些建设性的意见，以便教师根据反馈意见进行改进；同时可以根据课程评价内容反映学生对本课程的参与程度，将其作为考核学生的一种辅助方式。
三、小结
先进制造技术具有先进性、广泛性、实用性、系统集成性和动态性等特点，是在传统制造技术、信息技术、自动化技术、现代管理技术等相互渗透、融合而形成的。《先进制造技术》这门课程也要随着先进制造技术的发展而与时俱进，从教学内容、教学方法、考核方法等方面进行改革。使课堂教学质量得到变革性的提高，从而培养出具备更强创新能力、综合能力、能适应环境变化的高端技能型型人才。
参考文献：
[1]贾晨辉，马文锁，任小中.先进制造技术课程教学方法研究[J].科技资讯，2009.
笔者所在的国有大型企业研究所，研究范围涵盖了制造业铸锻、机加、化工、装备自动化等12个专业，在其新材料，新工艺、新技术、新装备开发研制及推广应用中，积累了大量科研档案，特别是近年来承担完成了十余项国家“863”计划、国际科技合作专项、国家科技重大专项等。目前已拥有106项专利授权，制定颁布实施的国家、行业、企业标准近百个；年发表科技论文200余篇，在推动企业工艺水平提升、制造技术进步及行业科技发展过程中以每年产生50余项科研项目档案递增，传统的面向文字图纸信息的结构化关系型数据库已不适应多媒体、网络化技术发展，作为数字档案馆信息资源组成部分的电子文件、电子图纸等新型载体的出现，在特性上也与传统档案有着根本改变。基于此，在借鉴企业档案管理先进技术和管理经验基础上，探索建设企业数字档案馆、构建项目管理和档案信息化管理于一体的PLM 项目管理系统，使科研全生命周期中产生的科技档案的管理日趋科学化、规范化。
2技术架构
2.1 构建企业数字档案馆建设平台。制造业档案信息集成已成为势在必行的发展趋势，在科研环境下，产品生命周期管理（Production Lifecycle Management，PLM） 自?Q生之日起就扮演着企业数字档案馆管理平台的角色，成为企业追逐的焦点，而企业数字档案馆是适应信息社会日益增长的对档案信息资源管理、利用需求，运用计算机技术与手段，以电子档案为对象，进行采集、加工、存储、管理，实现网络档案收集、整理、保护及信息共享的管理系统。通过PLM信息化网络平台以期实现企业研发全过程管控与档案信息资源协同共享的无缝集成。
2.2实现以纸介质管理中心向电子数据为中心管理的转变。以PLM为平台建立企业科研项目BOM管理中心，通过计算机网络和数据库技术，以科研项目为核心，应用项目结构与配置管理把与之相关数据及档案信息资源和过程集成统一管理，使档案信息资源在其生命周期内保持一致、完整和安全，建立企业数字档案馆技术数据管理中心，提高档案信息资源的重用度和通用性。
2.3通过工作流管理系统体现其特性
2.3.1扩展性。通过柔性、开放的平台化建设和多层分布体系结构，将数据、业务逻辑与使用者界面分开，并根据技术需求集成相应的应用系统。系统集设计、仿真、管理于一体，在提供较完善的设计管理功能基础上进行二次开发与集成，开放通用规范的API接口。项目资源可方便使用动态权限管理。在设计过程中使用分布式资源数据库架构，实现资源库动态扩充，借助平台API接口，将设计、仿真数据统一管理。
2.3.2有效性。系统自动记录项目档案资料生命周期状态以及所处阶段，并按照系统流程自动保存历史版本和记录并有序地动态变化。可确定档案来源的真实性、合法性，并可追溯。通过系统完整性检查功能设置及规则制定，确保档案资料完整和没有被有意或无意地篡改。
2.3.3安全性。从技术、管理和标准法规等方面，以积极防御和动态保障为原则，以等级保护制度下的风险评估为手段，保障系统安全的持续性。根据权限设置，使非合法授权者不得使用。可随时进行各种数据备份功能和快速系统重建、数据恢复功能。
2.3.4 协同性。使不同阶段不同参与角色在相同平台下进行协作，构造单一研发管理和协同平台，协同笔记簿和线上讨论功能支持项目成员合作建立新的文档，实时获取/交换团队相关的意见、记录、评论、链接和文档，促进知识共享与创新效率。
3创新实践
3.1搭建PLM系统运行环境、基本模型、流程、制度、权限。针对科研项目实施过程中形成的档案资料设置文档大类，规定图档录入方式、图纸变更、下载申请等技术规范，制定PLM图文档管理、录入、系统权限划分、审批流程等相关使用规范。
3.2管理推进
3.2.1图档管理。建立电子数据库，采用树形管理结构，安全、高效进行项目档案资料的存储、创建、浏览、编辑、修改、备份等操作，保证数据存放合理、主次分明、浏览有序、结构清晰，图档数据由原来保存在个人电脑上统一至服务器上集中管理。浏览文件格式为主流二维AutoCAD、三维格式（ugnx、Pro-E等）、工艺仿真分析、虚拟制造、office各版本、txt、各种图片格式、pdf等。
3.2.2版本控制。根据需求自动生成保留版本和临时版本，并对修订版本进行简短修改说明，实现档案资料交换与追踪。
3.2.3借用引用功能。在原有图纸基础上可进行借用、引用操作，保持和原有图纸一致。
3.2.4图文档查询。根据查询条件，对系统管理文档进行快速查询，减少信息定位时间，提高研发效率。
3.2.5清单管理。完成设计后系统可直接从CAD中提取产品BOM清单信息，并可添加CAPP等工艺信息和工艺仿真信息，为以后的信息化项目辅助制造CAM、数字化制造DNC/MES等提供准确的产品原始数据。
3.2.6流程管理。根据工作流程实行电子数据电子化审批。可在各种格式文件中进行红线批注功能并自动归档、永久记录审批过程意见，实现无纸化审阅文件。PDM流程满足多人中任一人审核即可通过的能力。
3.2.7编码管理。对进入系统的各类档案资料，按其属性自动进行编码，保证系统内文档做到一物一码。
3.2.8日志管理。提供对系统的运行状态和所有用户的操作进行细致完善的记录，可以对系统进行实时监控，同时建立安全事故有据可查的证据。
3.2.9权限管理。权限控制分为通过角色直接赋权、对文档属性进行设定、在工作流程中权限设置三种模式。不同人员工作桌面及产品树不同，互相屏蔽，针对不同人员分配权限，并进行工作记录以杜绝非法操作。
3.2.10过程控制。通过过程中产生的文件审批流程控制和生效档案资料的更改、项目完成后权限重置、项目归档流程控制形成整体闭环。
3.2.11使用规范。系统审批流程的使用规范按照项目及图文档检入后的校对、批准审核等相互关联、衔接有序的工作方法，设定项目、图纸、文档、图文档下载申请、图文档打印五类审批流程。
4实施效果及突显特性
4.1实施效果。经过近5年的努力，档案人员协助对该所科研项目及其成果（专利、奖项、论文等）进行了PLM系统的应用实施，将所内图文档分成8大类69个小类以及基本流程8个，建立系统用户和注册用户132人、系统角色36个、各类项目100项、项目资料9706件、业务流程模板12个、运行审批流程107个。并以此形成了以项目为龙头、以纸介质管理中心向电子数据为中心管理的转变，实现了基于业务规则的科研协同和电子数据自动分发，在线查询，推动了档案信息化管理模式创新及信息功能发挥，使科研环境、档案信息资源保障环境发生了改变，档案管理工作转移到基于需求、基于科研过程、基于知识发现与集成形态为利用者档案信息服务的学科化。为档案信息资源的科学保管和开发利用共享平台创造了技术条件，推动了档案安全保障服务体系由注重档案实体静态安全向档案实体动态使用安全与档案信息安全并重的转变。随着科研项目档案管理的有序推进，PLM系统也在不断完善。
4.2突显特性
4.2.1共享与网络化。根据系统权限设置可全程资源共享，支持多途径、多角度检索和利用方式，满足各类查档需求。系统可运行在网络环境下并保证数据的一次存储，支持在网络环境下产品工艺数据的共享和各不同层次人员网络环境下的项目协同。
This paper studies on the subject of production line, as well as the optimization methods, and then uses the simulation software Flexsim to make a model and simulate on sofa production line of the Sheng'Ao company, at last, analyse the simulation result, then found the bottlenecks of this production line. On this basis, optimize upon this bottlenecks, not only the operating rate improved dramatically, but also the final output increased a lot. Through the application of the simulation technology, a lot of problems in the modern enterprise can be solved, it can also solve some problems that simple mathematical methods can't, and on this basis to optimize it so the problems can be adequately highlighted in order to be resolved.
KEYWORDS: simulation technology、production line、Flexsim、optimize
正文目录
第一章 引言 1
第一节 研究背景与现状 1
第二节 选题的意义 2
第二章 生产线概论 3
第一节 生产线的基本理念 3
一、生产线的概念 3
二、流水式生产线的概念 3
第二节 生产瓶颈 4
一、生产线上的约束 4
二、节拍和瓶颈 4
第三节 生产线评价指标 5
一、生产线最终产量 5
二、操作器的利用率 5
第四节 生产线物流系统仿真方法的优势 6
一、传统生产线物流分析方法 6
二、仿真方法的优势 6
第三章 仿真技术的发展和应用 7
第一节 仿真技术的发展历史及其特点 7
一、仿真技术的发展历史 7
二.仿真技术的特点 7
第二节 仿真技术在生产系统中的应用与分类 8
一.仿真技术的应用 8
二.仿真技术的分类 9
第三节 物流相关仿真软件介绍 10
一、AUTOMOD 10
二、ARENA 10
三、EXTEND 11
四、FLEXSIM 11
第四章 生产线仿真建模 13
第一节 生产线仿真的基本过程 13
一 明确仿真目的 13
二 收集数据 14
三 建立系统的物理模型 14
四 建立系统的逻辑模型 14
五 模型确认 14
六 仿真模型运行 14
七 模型运行结果分析 14
第二节 模型介绍 15
一、圣奥沙发流水线简介 15
二、沙发制造部工艺流程图 15
三、模型实体 16
第三节 模型运行及其结果 23
一、仿真模型 23
二、仿真结果 25
第四节 结果分析以及模型改造 31
一、结果分析 31
二、模型改造 32
三、模型改进后的分析 38
第五章 结论与展望 39
参考文献 40
致 谢 42
第一章 引言
第一节 研究背景与现状
近年来，随着国内外市场竞争的激烈，我国加入WTO，企业面临巨大的挑战。物流的现代化越来越受到人们的关注。传统物流是一个流通与制造过程的附属品，其基本任务仅仅是完成商品流通或制造过程中物料的物理位置的转移，以确保流通或生产过程的正常运行，因此，物流的各个功能环节长期以来是相互分散和孤立的。现代流通与生产过程则是更加注重整体的效益。物流作为一个多因素、多目标的复杂系统，追求其整体的优化是一个复杂的系统分析问题。现代物流越来越多的强调物流的系统化合综合化，现代物流和传统物流的本质区别逐渐显现出来。正式由于现代物流的这一特点，尤其需要运用系统分析的方法对其进行分析研究。
生产线即产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。生产线需要接收和处理大量的产品设计、加工、制造资源等信息，合理调度加工零件。传统的经验分析和人工调度不能适应复杂系统和现代管理的要求。过去，一个企业有十几辆、几十辆车负责产成品的运输。车辆的调度完全依靠管理人员、调度人员的已有经验。今后，企业物流逐步走向社会化。企业要降低成本，缩短供货期，对物流提出了更高的要求。不仅仅满足于车辆的调配，更需要合理选择运输路线、合理配载和返程货物搭载等。而且，由于生产的逐渐多样化，服务的客户化，不再有一成不变的计划生产，市场不断变化的生产和供货，需要管理人员动态调整计划。人工的、经验式的管理必须用科学的控制管理方式代替。系统仿真正是适应了物流系统的复杂化、物流目标的多样化的发展需要。 人们在研究一个较为复杂的系统时，通常可以采用两种办法:一种是直接在实际系统上进行研究;另一种就是在系统的模型上进行研究。在实际系统上研究固然有其真实可信的有点，但是很多情况下是不合适甚至不可行的。这主要有以下几方面的原因:
(1)、需要考虑安全性。在研究重要的，涉及人身安全或设备安全的系统时，不允许在实际系统上进行试验，例如宇航系统，核能系统，航空系统等。
(2)、系统具有不可逆性。有很多系统是不可逆的，例如已经发生的灾害，生态系统等。
(3)、投资风险过大。一些重大的工程项目，重大设备系统很复杂，投资巨大，不允许在实际系统上进行破坏性的实验。
(4)、研究时间过长。多数情况下，在实际系统上研究问题往往需要较长的时间。例如研究复杂的生态系统一般需要数十年;研究一个交通运输系统也至少需要数天甚至数月。
(5)、真实的系统尚未建成。如果希望在系统规划设计阶段评价方案的优劣，显然无法在真实系统上进行。
出于以上主要原因，利用模型来研究系统不仅是必要的甚至在某些情况下是唯一可行的方法。
第二节 选题的意义
生产物流系统是企业物流系统的子系统，同时也是制造系统的重要组成部分。生产物流系统的优化不但可以提高企业生产中物流的顺畅程度、提高生产效率，还可以降低物料搬运成本；进而提高企业的成本、质量、交货期等各项系统性能指标。由于生产系统的复杂性、动态性和随机性，数学解析方法无法对整个生产系统的诸多特征进行建模，也就无法准确地进行投产方案的计算和优化。而系统仿真以相似论、计算机科学、概率论、数理统计和时间序列分析等为理论基础，能够真实地仿真随即时间，实时模拟生产系统的动态特性[1]，再现或预测所需的生产系统特征。
而Flexsim是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用Flexsim系列仿真软件，可在计算机内建立研究对象的系统三位模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。
本文以圣奥有限公司沙发生产线为例，通过仿 真软件Flexsim建立生产线仿真模型，进行物流和调度仿真，瓶颈设备和故障分析与生产线能力评估，为生产线规划与布局及生产调度计划制定提供可靠的科学依据。而用仿真软件做生产线优化还可以可以减少成本，三维效果好，最重要的是仿真优化结果明显。第二章 生产线概论
第一节 生产线的基本理念
一、生产线的概念
产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。
生产线的主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例，决定了一条生产线上拥有为完成某几种产品的加工任务所必需的机器设备，机器设备的排列和工作地的布置等。生产线具有较大的灵活性，能适应多品种生产的需要；在不能采用流水生产的条件下，组织生产线是一种比较先进的生产组织形式；在产品品种规格较为复杂，零部件数目较多，每种产品产量不多，机器设备不足的企业里，采用生产线能取得良好的经济效益。
二、流水式生产线的概念
流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度(节拍)完成工艺作业连续的、重复的生产过程。
流水生产方式是把高度的对象专业化生产和劳动对象的平行移动方式有机结合起来的一种先进的生产组织方式。
单品种流水生产线又称不变流水线，指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的复合。
多对象流水生产有两种基本形式。一种是可变流水线，其特点是在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品;在间隔期内，只生产一种产品;在完成规定的批量后，转生产另一种产品。另一种是混合流水线，其特点是:在同一时间内，流水线上混合生产多种产品。按固定的混合产品组组织生产，即将不同的产品按固定的比例和生产顺序编程产品组。一个组一个组地在流水线上进行生产。
第二节 生产瓶颈
一、生产线上的约束
生产线的生产过程是一个按照生产工艺安排的有序过程。因此，可完成生产作业要素受到一定程度上的限制。例如，在安装仪器或者设备外壳前需要装上电动机。进行生产线平衡时，除了考虑优先约束之外还应考虑非生产工艺的约束：
(1)区域约束。它时与生产工位布置有关的限制，分为正区域约束和负区域约束。正区域约束是指某些确定的作业要素应该彼此就近设置;负区域约束是指作业要素之间相互干涉，在位置上不应靠近的限制条件。
(2)位置约束。在大型的生产线上，如汽车的装配线上，由于产品比作业人员可完成的装配作业空间大，不能完成其周边的装配作业，产品装配作业受到空间的限制。
二、节拍和瓶颈
流程的“节拍 ”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。
而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视， 注意生产线平衡的持续改善。
与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。
为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。“生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。
第三节 生产线评价指标
在生产线平衡中，通常可以使用生产线最终产量、工作时间、利用率、空闲率、阻塞率等几个指标来比较和评价生产线平衡的结果，而本文中主要用到生产线最终产量和操作器利用率这两个指标。
一、生产线最终产量
生产线的评价指标之一为该条生产线最终的产量。一般而言，最终产量越多越好，本文中模型改进前后对比的评价指标之一就是生产线的最终产量。不过，现实生活中，企业还是要考虑到生产成本问题。如果生产成本投入很大，相对而言，最终产量增加不多，那么就不一定值得投入更多的生产成本的。
二、操作器的利用率
生产线中机器的利用率也是一个很重要的生产线评价指标，一般利用率较高的生产线比较好。试想，如果一条生产线上的机器大多时间都处于空闲或等待之类的 非处理状态，那就说明这条生产线的利用率不高，存在很大的浪费。本文中模型的第二个评价指标就是机器的利用率，通过模型改造，使得生产线上的各个机器的利用率有大大的提高，充分的使用了其生产能力，没有造成浪费。
第四节 生产线物流系统仿真方法的优势
一、传统生产线物流分析方法
传统对企业的生产流程的优化，主要集中在生产流程、生产节拍和工艺流程方面的优化，且主要由工艺员根据企业现有的规模，建立实体模型，通过改变其中几个瓶颈设备来达到优化的目的。这种优化在很大程度上来说，没有相关理论为指导，多是从生产实际中总结出的一些经验中得出的，常常是局部的优化，可以说只是些修修补补，并不能从根本上解决企业整体存在的问题。针对企业优化问题，目前用的较多的传统生产线物流分析方法是对所研究系统建立起相关数学模型，通过数学工具对系统进行优化。
而对生产线进行分析的数学方法包括有运筹学、系统工程等学科。其内容包含有排队论、目标规划法、模糊综合评判法、层次分析法、关系矩阵法等等。不过类似于这些方法，计算量过大，而且有些时候不一定能得出结果，所以存在一定的弊端。随着生产系统越来越复杂，越来越多采用仿真方法。
二、仿真方法的优势
对于比较复杂的工艺流程，仅用数学方法往往不能发现工艺流程中的瓶颈，因而也无法为系统优化提供依据。因此，需要通过仿真技术的应用，对工艺流程建立仿真模型、设置参数，来实现工艺流程的仿真，从而找到瓶颈，再通过优化方法消除流程中的瓶颈。因为对物流系统的仿真能将制造厂内生产的实际情况逼真的再现出来，并结合虚拟制造、虚拟物流的思想，通过对各种模型设备的工作时间、利用率、空闲率、阻塞率等的分析，找出制约整个系统物流的瓶颈因素，再通过改变相关制约因素来达到系统整体的最优，这不仅有效的解决了传统的数学模型优化不能真实、具体、全面地反映系统运作情况的缺陷，又巧妙的回避了大量不必要的计算，操作起来十分经济方便。
仿真技术综合集成了计算机、网络技术、图形图像技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制的多个高新科技领域的知识，是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行实验研究的一门综合性技术。可有效的解决这种多因素、多目标、多层次的系统优化问题。
第三章 仿真技术的发展和应用
第一节 真技术的发展历史及其特点
一、仿真技术的发展历史
系统仿真是建立在系统理论、控制理论、相似理论、数理统计、信息技术和计算机技术等理论基础之上，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助于专家经验知识、统计数据和系统资料对实验结果进行分析研究，做出决策的一门综合性和实验性的学科。
早在几千年前，我们的先人就懂得了系统仿真的基本原理。中国象棋就是用于仿真古代战争的游戏;军事沙盘用来仿真两军对战的战略;建筑中用木模研究实际建筑物的结构与承载性能等。知道20世纪40年代，冯。诺依曼正式提出了系统仿真的概念，随后1952年美国成立了仿真学会，1963年出版了仿真领域最具权威性的学术刊物《SIMULATION》后，系统仿真之间变成了一门独立的学科。
二、仿真技术的特点
系统仿真技术是模型(物理的、数学的或非数学的)的建立、验证和实验运行技术。现代仿真技术的特点可以归纳为以下几点:
(1)、系统仿真技术是一门通用的支撑性的技术。在决策者们面对一些重大的，棘手的问题时， 能以其他方法无法代替的特殊功能， 为其提供关键性的见解和创新的观点
(2)、系统仿真技术学科的发展具有相对的独立性， 同时又与光、机、电、声， 特别是信息等众多专业技术领域的发展互为促进。因此系统仿真技术具有学科面广、综合性强、应用领域宽、无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地空间的限制等独特优点， 这是其他技术无法比拟的。
(3)、系统仿真技术的发展与应用紧密相关。应用需求倩影、系统带技术、技术促系统、系统服务于应用，这是一个辩证的关系。应用需求是推动系统仿真技术发展的原动力， 系统仿真技术应用效益不但与其技术水平的高低有关， 还与应用领域的发展密切相关。大量实例证明， 系统仿真技术的有效应用必须依托于先进的仿真系统， 只有服务于应用的仿真系统向前发展了， 才能带动系统仿真技术的发展。
(4)、系统仿真技术应用正向全系统、系统全生命周期、系统全方位管理发展， 这些都给予仿真技术的发展。
第二节 仿真技术在生产系统中的应用与分类
一、仿真技术的应用
仿真在生产中的应用，主要依赖于生产力发展水平的提高。对简单的生产过程和系统， 以人工操作为主的生产，仿真显示不出其突出的优点。然而，随着生产自动化水平不断提高， 生产系统越来越复杂。生产节奏越来越快，生产管理者对生产改进的每一决策，都需谨慎考虑。措施不当，往往需付出高昂的代价。而正是由于系统的复杂性、快节奏和柔性，要想预测每一种决策给系统带来的后果。已是人的大脑无法胜任的了。仿真技术正是弥补了这一不足，成为现代生产系统的有用工具，成为生产管理人员的得力助手。仿真在制造业中的应用，主要有以下几方面：
1．生产系统的规划设计
在一个新的生产系统建立时，往往要对该生产系统的方案设计进行评价。除了其它的系统设计与评价方法外，仿真是最常用的一种方法。对新系统建立模型，动态运行此模型，从而找到系统方案存在的问题。多次修改参数与运行，可以寻求一个较优的设计方案。
2．物料的管理
复杂、快节奏的生产系统。物料的管理往往是十分复杂的。不同的物料管理策略，会产生不同的效果。策略得当，可以保证生产系统均衡的生产，保证物料适时、适量的供应。反之，会造成生产物流的失调，或出现积压浪费，或出现供料不足。通过物料管理策略仿真， 可以确定出最恰当的物料管理方案。
3．生产系统的协调
多工序、多设备的复杂生产线。各加工工序生产节奏一般是不协调的。这种不协调会严重影响生产系统整体效率。协调各工序的生产节拍，充分发挥所有生产设备和人力资源的潜力， 力求系统生产的总体高效率，是生产中最常见的难题。仿真可以帮助人们迅速 找到生产的瓶颈，通过采取相应措旖，消除瓶颈，协调生产。
4．生产计划摸拟
企业、公司在制订计划时，为了预测计划下达后的效果，一般都采用定量分析的方法，通过分析来评价计划的合理性。仿真是定量分析方法中应用最广泛的。
5．生产成本分析
仿真可以模拟生产的动态过程。如果将成本作为一个基本变量，生产过程的模拟可以得到生产成本的统计性能。改变参数，多次仿真可以寻求降低成本提高生产率的较优方案。
生产线作为生产系统的重要组成部分，仿真技术在其中的应用同样十分广阔，从原料管理，工具管理，生产设备规划，控制生产吞吐等。
二、仿真技术的分类
系统仿真可以有很多种分类方法。
①．按模型的类型可以分为连续系统仿真、离散事件系统仿真、连续/离散混合系统仿真和定性系统仿真;
②．按仿真的实现方法和手段及模型的种类，可以分为物理仿真和数学仿真;
③．根据人和设备的真实程度，可以分为实况仿真、虚拟仿真和构造仿真等;
连续系统仿真和离散时间系统仿真是根据系统状态变化的不同而进行分类的。连续系统仿真是指系统状态随时间连续变化的系统的方针;离散事件系统仿真则是指系统状态值在一些时间点上发生变化的系统的方针。在系统仿真技术的发展历史中，连续系统仿真较早得到发展和成熟的应用。最为成熟的领域包括自动控制，电力系统，宇航，航空等。离散事件系统仿真是随着管理科学的不断发展和先进制造系统的发展而逐渐被重视和发展起来的。目前，在交通运输管理，诚实规划设计，库存控制，制造物流等领域都开展了离散事件系统仿真的理论和应用研究。
物理仿真是建立系统的物理模型。最早的仿真起源于物理仿真，例如航空飞行用空洞实验研究气流对飞机飞行的影响。数字仿真则是通过建立系统的数学模型进行研究。数学仿真又分为模拟仿真和数字仿真。数字仿真就是建立系统的数字模型。由于数字仿真依赖于计算机，并需要处理大量数据，要求能快速计算，因此数字仿真是随着计算机的发展而形成和不断成熟起来的。随着计算机的发展，数字仿真的研究和应用在系统仿真中占有越来越大的比重。
国外工业发达国家系统仿真技术的应用非常普遍。20世纪90年代初，美国提出了22项国家关键技术，系统仿真技术被列为16项;美国国防部提出了21项国防关键技术，系统仿真技术被列为第6项。美国已经严格规定所有重要的武器研究，必须进行仿真实验后才可投入正式生产和使用。
根据20世纪80年代末的统计，比人企业运用系统工程解决管理和决策问题时，采用系统仿真方法的已经超过80%。英国制造业也普遍采用系统仿真方法解决无聊控制、人力配置、调度评估、投资策略以及均衡生产等问题。根据国外应用统计，运用系统仿真油画系统设计规划可减少投资约30%，在库存控制方面科减少库存约15%。
第三节 物流相关仿真软件介绍
一、AutoMod
AutoMod仿真软件是由美国Brooks Automation公司出品，目前最新版本是11.2。 其研发基地位于犹他州的盐湖城，于上世纪80年代开始研发，目前已成为国际上产品较成熟、应用较广泛的仿真软件之一。 AutoMod的应用覆及汽车、家电、造船、化工、烟草、图书等制造业领域，军事、核工业等国防领域，以及邮政通信、港口、航空、仓储、配送、物料操作等物流及其他服务行业和领域。AutoMod是一款比较成熟的离散事件系统仿真软件，可完成对制造系统、仓储系统、物料处理、企业内部物流、港口、车站、空港、配送中心，以及控制系统等的仿真分析、评价和优化设计等。
二、Arena
Arena是美国System Modeling公司于1993年开始就基于仿真语言SIMAN
及可视化环境CINEMA研制开发的可视化交互级城市商业化仿真软件，为不同需求的用户开发有多种产品类型。
作为通用的可视化仿真环境，Arena的应用范围十分广泛，集合覆盖了可视化仿真的所有领域。在物流领域，Arena的应用涉及从供应商到客户的整个供应链，包括供应商管理、库存管理、制造过程、分销物流、商务过程以及客户服务等。在制造过程仿真应用中，Arena常用来进行四个方面的仿真分析:①生产过程中的工艺过程计划、设备布置等;②生产管理中的生产计划、库存管理(如库存规划、库存控制机制)等;③制造过程的经济性、风险性分析，降低成本或辅助企业投资决策等;④各种先进制造模式如虚拟组织与敏捷供应链管理的可视化仿真等。
三、Extend
Extend系统仿真软件是由美国Imagine That公司开发的通用仿真平台。Extend目前有连续、离散、工业和套装四个版本的商业产品。Extend提供了自成一体的集成环境，为不同层次的用户提供了多种工具，并且Extend的模块可以很容易地搭建并组合在一起，大大方便了建模。Extend在众多行业得到企业、学校和政府的广泛认可。其应用领域包括通讯、制造、服务、卫生、物流和军事等行业。
Extend提供了输入建模、运行仿真模型、数据分析等基本功能。Extend提供了模块化的建模功能，用户可以采用软件提供的基本模块，或者自己建立的模块搭建模型。此外，Extend包含了以个基于消息传递的仿真引擎，提供迅速的模型运行机制和灵活建模机制。Extend采用2D的建模与仿真显示功能，建立的模型和方针运行都显示二维的画面。Extend的方针运行支持及时的参数修改，能够及时看到修改参数后的运行情况。Extend也停工了专门的StatFit数据你和功能，辅助用户进行各种类型的输入数据的处理和分析。
四、Flexsim
Flexsim是一款通用离散仿真软件，被用来对若干不同行业不同系统进行建模和仿真。据粗略估计，大约500个Fortune企业中的一般为Flexsim的客户，包括General Mills， Daimler Chrysler， FedEx等一些著名企业。
Flexsim是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用Flexsim系列仿真软件，可在计算机内建立研究对象的系统三位模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。
Flexsim是新一代离散时间系统仿真的有效工具。面向对象的建模方式使得建模过程更为快捷，只需通过图形的拖动和必要的附加程序就可以快速的建立起系统的模型。软件提供了丰富的物理单元，如处理器、操作员、堆垛机、货架等，大大方便了用户的建模。所建立的物理仿真模 型可以用三维动画方式表现出来。
目前，Flexsim软件已经在物流及生产制造领域里成功的进行了多种系统的建模与仿真分析，如配送中心的拣选仿真、仓储出入库仿真、产品库分拣仿真、生产物流系统仿真、高速公路交通仿真、集装箱码头仿真、机场仿真、城市应急系统仿真等。
以下是运用Flexsim成功解决的一些问题：
• 提高设备的利用率
• 减小等待时间和排队长度
• 有效分配资源
• 消除缺货问题
• 把故障的负面影响减至最低
• 把废弃物的负面影响减至最低
• 研究可替换的投资概念
• 决定零件经过的时间
• 研究降低成本计划
• 建立最优批量和工件排序
• 解决物料发送问题
• 研究设备预置时间和改换工具的影响
• 优化货物和服务的优先次序与分派逻辑
• 在系统全部行为和相关作业中训练操作人员
• 展示新的工具设计和性能
• 管理日常运作决策
Flexsim采用面向对象技术，并具有3D显示功能。建模快捷方便和显示能力强是Flexsim仿真软件的重要特点。该软件提供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真实验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等的功能，也提供了与其他工具软件的方便接口。第四章 生产线仿真建模
第一节 生产线仿真的基本过程
生产线仿真的基本流程如图4-1:
图4-1 生产线仿真基本流程
一、明确仿真目的
建立生产线仿真首先要明确仿真的目的，这样才能避免对仿真过程中不必要细节的纠缠，突出问题的重点。
二、收集数据
数据收集包括收集与系统输入输出有关的数据以及反应系统各部分之间关系的数据:包括各个生产线的相互关系、生产时间、准备时间、加工零件路径关系等。这是保证以后Flexsim生产线模型能真正反映真实生产线模型的必要条件。
三、建立系统的物理模型
由Flexsim 中提供的各类资源来模拟生产线设备及产品。
四、建立系统的逻辑模型
通过connect 属性连接各实体， 以及对各实体参数的设置及编程， 实现一定产品加工顺序及不同品种的生产顺序。
五、模型确认
确认是确定模型是否正确代表实际系统，把模型及其特性与现实的系统及其特性比较的全过程。对模型的确认工作往往是通过对模型的矫正来完成，比较模型和实际系统的特性是一个迭代的过程。这个过程重复进行直到认为模型准确为止。
六、仿真模型运行
仿真运行就是将系统的仿真模型放在计算机上运行。在运行过程中了解模型对各种不同的输入数据以及不同的仿真机制输出响应的情况。
七、模型运行结果分析
对仿真结果分析是确定仿真实验中所获得的数据是否合理和充分，是否满足系统的目标要求，同时将仿真结果整理成报告，确定比较系统不同方案的准则、实验结果、数据的评价标准和问题可能的解，为系统方案的最终决策提供辅助支持。
第二节 模型介绍
一、圣奥沙发流水线简介
本模型以圣奥集团有限公司旗下的沙发流水线为实体模型。圣奥现有各类沙发共33款，其中6款为外购产品，25款为自行研发生产，淘汰2款。主要产品类别有: 厚重、气派沙发系列；高层主管(皮质) 稳重、时尚、简约沙发系列；各阶层(皮质及仿皮)贵宾、休闲沙发系列:访客、会客(布艺及皮质)。
二、沙发制造部工艺流程图
图4-2 沙发制造工艺流程图
该生产线的流程为图4-2所示。主要步骤有来料检验、材料入库、开料、钉架、打带、裁绵、裁剪、车缝、喷胶贴绵、成型安装、包装。而开料、钉架和打带是对板材进行处理的。裁绵和车缝是对皮料进行处理的。而各流程的先后顺序以及组合方式就如图4-2所示。
三、模型实体
表4-1 模型实体介绍
模型元素 系统元素 备注
Flowitem 原料 默认生成原料
Processor
机器 进行不同的参数定义以表征不同机器组中的机器
Queue 暂存区 暂时存放货物的区域
Conveyor 传送带 用来传送被加工对象
Source 原材料库 原材料的始发处
Sink 成品库 原料加工后的最终去向
(一)加工工艺及设备:
开料------根据产品、设计、工艺技术要求画板、用开料锯、带锯将板材锯成所需求规格形状(数量、品质)，机械设备及工具:带锯机、推台锯、横截锯、压刨机。
开绵------根据设计技术、样板要求，用电剪将海绵简称所需求规格的产品部件，机械设备及工具:电剪
裁剪------根据技术设计要求，用裁剪工具将皮料和面料裁成所需规格的产品部件，机械设备及工具:电剪，剪刀
车缝------根据设计技术要求，对各型号的产品进行缝合，机械设备及工具:缝纫机、锁边机、双针机
钉架------根据工艺技术要求，对已开好的料进行拼接，机械设备及工具:马钉枪、直钉枪
贴绵------根据设计技术要求，对已钉好的沙发架加贴海绵、造型
成型------对已贴好绵的沙发进行们皮和组装，对沙发进行初步的成型
安装------根据工艺要求对需要组装的产品进行安装固定以达到工艺要求
包装------根据工艺要求对检验合格的产品进行包装以达到工艺需求。
(二)模型假定:
由于工序较多，所以我将生产线中对板材的操作步骤(开料-钉架-打带)合并为一个过程，简称为板材操作，假定存在一板材处理器，能完成此三个程序。同理，将对皮料进行操作的步骤(剪裁-车缝)合并为一个过程，简称为皮料处理器。由于贴绵过程只有一道，所以就不需要合并。此外，圣奥沙发生产流水线上是一个流程一个人负责的。所以因为我把对板材的处理合并为一个流程，所以设定有1个操作员操作该流程。同理可得，裁绵区1人操作，皮料处理区1人操作。综上，整条沙发生产线所需的操作员共有6人。
表4-2 车间生产线机器与操作人员明细表
机器名称 数量 操作人员数
板材处理器 1 1
裁绵器 1 1
皮料处理器 1 1
喷胶器 1 1
成型安装器 1 1
包装器 1 1
沙发生产线首先从原料仓库取材料。由于生产线流程中有来料检验这一步骤，我假设原材料的产品合格率为99%，即只有1%的产品，由发生器随机发送。而与发生器连接的第一个暂存区是存放合格品的，第二个暂存区是存放不合格品的，进入生产线的原材料是由第一个暂存区发出的，因此就不存在有出现有次品进入生产线的问题。板材处理的总时间为各步骤的总和(即开料时间+钉架时间+打带时间)为702s。裁绵时间为78s，皮料处理时间(即裁剪时间+车缝时间)为367s。当板材和绵料都处理完毕后，以1:1的比例进 行喷胶贴绵操作，该过程处理时间为345s。完成后，与处理完毕的皮料进行成型安装，需要时间380s。最后进行成品包装，需时256s。当上述步骤都完成后，将成品入库。
模型的布局如图4-3:
图4-3 模型布局图
图4-4 模型透视图
(三)运行时间:
假定沙发生产线是一周7天都工作，每天工作时间为24个小时，采用班组轮换制度进行运作。总计一次仿真时间为168小时(7*24=168)，即604800s(168*60*60=604800s)。
(四)参数设置:
1.发生器source的参数设置为服从正态分布，均值为50，方差为2。
2.操作器处理时间服从常数分布。
3.除了装载废品的暂存区最大容量为1000，其他暂存区最大容量均为100。
4.由于有来料检验环节，我假定来自原料仓库的材料合格率为99%，所以在发生器的临时实体流分页中的送往端进行设定。如图4-5:
图4-5 发生器参数设置图
5.设定第一台合成器操作之后实体颜色改为黄色，自定义颜色为(R=255，G=255，B=0)。
6.第一台合成器设置:
图4-6 合成器一设置图
图4-7合成器一参数设置图
7.第二台合成器处理过后颜色设置为白色，即(R=255，G=255，B=255)。
图4-8 合成器二参数设置图
第三节 模型运行及其结果
一、仿真模型
由于本文的模型是以一周为一个模型周期的，因此我们用到Flexsim实验控制器的这个功能，实验控制器的参数设定如图4-9:
图4-9 实验控制器设置图
运行中的模型截图4-10。
图4-10 运行中的模型立体图
仿真结束时间为604813.30s。
图4-11 运行中的模型俯视图
该模型场景运行五次之后，观察的最终产量为860。如图4-12:
图4-12 最终产量图
二、仿真结果
(一)板材处理器:
由于在该生产线仿真模型中，我们假设的原料供应是得到充分保证的。如图4-13所示，板材处理器基本上处于满负荷状态，即一直在进行操作。
图4-13 板材处理器状态图
(二)裁绵器:
从图4-14可以看出裁绵器有大量空闲，空闲率超过50%。
图4-14 裁绵器状态图
(三)皮料处理器:
皮料处理器利用率也不高，大部分时间还是处于空闲状态。
图4-15 皮料处理器状态图
(四)喷胶贴绵器:
喷胶贴绵器的工作效率也不高，处理率只有近50%，大部分时间都是在收集。有前面几个操作器的状态可知，由于板材操作器的工作时间过长，导致裁绵器已经工作完成而它还没有操作完成。此外，喷胶贴绵器又是要由板材操作器和裁绵器都工作完后才能将处理过后的材料进行合成，所以它大部分时间都在等待经板材操作器处理过后的材料。
图4-16 喷胶贴绵器状态图
(五)成型安装器:
成型安装器的状态和上一个喷胶贴绵器状态相差不多，原因也相似。由于皮料处理器工作时间相对不是特别长，且工序只有一道，而喷胶贴绵器以及之前的操作不仅操作时间久，而且工序也有两道，所以成型安装器这里大部分时间都在等待喷胶处理过后的材料。皮料处理过后的材料也得闲置着，等待着进行合并。
图4-17 成型安装器状态图
(六)包装器:
由于成型安装器那里大部分时间都在等待，所以会造成包装器大部分时间都是空闲的，只有等待成型安装器安装完成之后才能进行操作，所以利用率不高，空闲率过高。
图4-18包装器状态图
第四节 结果分析以及模型改造
一、结果分析
由上述状态图可以看出，由于板材操作器的处理时间相对于裁绵器和皮料处理器的时间过长，所以导致同一层次的裁绵器和皮料处理器的空闲时间太大，操作率不高。而且，由于板材操作器的处理时间过长，导致喷胶贴绵器的大部分时间都在等待它操作完成。连锁反应，最后的成型安装器大部分时间久在等喷胶贴绵器操作结束。这样以来，最后的包装器大多时间都是空闲的。只有前一步骤的成型包装器完成了之后它才运作。
因此，这条生产线的生产瓶颈就在板材操作器那里。由于生产时间过长，导致整条生产线的利用率不高。其他操作器空闲率过大，利用率很低，而且合成器的大部分时间都是在等待。因此，本文的模型改造主要对板材操作器进行改造的。
下图就可以看出裁绵器后的暂存区十分拥堵。
图4-19运行中的模型图
二、模型改造
针对上述的结果分析，本文对模型进行以下改造:
(一)由于板材操作器是生产瓶颈，所以在模型中增加一台同类型操作器。此外进行技术革新，使其操作时间简短，改造后每台机器的操作时间为300s。
(二)在皮料处理器之后使用一跳传送带，并设定速度为1m/s。这样就使得皮料处理完成之后不会马上拥堵到暂存区。
模型改造后的立体图如下:
图4-20改造后的模型立体图
改造后的模型运行中的图:
图4-21改造后的模型运行图
模型运行结果中各操作器的状态:
板材操作器1:
图4-22改造后的板材操作器一的状态图
板材操作器2:
图4-23改造后的板材操作器二的状态图
裁棉器:
图4-24改造后的裁绵作器的状态图
皮料处理器:
图4-25改造后的皮料器的状态图
喷胶贴绵器器:
图4-26改造后的合成器一的状态图
成型安装器:
图4-27改造后的合成器二的状态图
包装器:
图4-28改造后的包装器的状态图
最终产量:
图4-29改造后的最终产量图
三、 模型改进后的分析
从上面的状态图中可以发现，各操作器的操作率有明显提高，并且最终产量提高了将近一倍。原先一次仿真结果产量为860。增加一台板材处理器之后仿真后的产量为1586，产量增加了84.4%。这个结果十分理想。因此，在设备和人员方面增加投入，换来产量的飞速增长是很值得的。
改造前后的产量比较:
图4-30改造前的最终产量图
图4-31改造后的最终产量图
第五章 结论与展望
通过对中国圣奥有限公司的沙发制造车间的生产线调查，运用Flexsim软件进行该生产线的模拟仿真，并设置参数，从最终的仿真结果中发现该生产线的不足。如板材处理器的生产瓶颈，经过仔细分析，最终在板材处理该环节上提高其生产能力，即增加一台板材处理器，分担部分原材料，并且进行技术革新，使得单板材处理环节的处理时间有所剪断。改造后的模型运行结果十分理想，不仅各个操作器的忙闲率有所提高，处理率增加了，空闲率降低了，最明显的改进结果就是其最终产量，由原先的860增加到1586，将近增加了一倍，表明使用仿真软件能够用方便的找出瓶颈，并且可以明显的对比改造前后的结果。
实体制造企业的生产线是一个十分复杂的系统，其决 策变量十分多，并且一般不是单一目标的系统，而是个多目标的系统。此外，会有很多不定性因素，所以单纯的数学方法很难对其进行准确分析并且找出不足。因而对生产线的建模和仿真是必不可少的。Flexsim的特点就是三位可视化效果好，操作也比较简便，实体类型丰富，数据选择也比较齐全，对于生产线仿真十分适合。
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．北京：清华大学出版社，2005．
致 谢
本学位论文是在我的导师曹玉华老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。无论是从课题的选择到论文的完成，都包含了曹老师的细心的指导和不懈的支持。完成论文所需的Flexsim软件正是通过曹老师的帮助才得以使用，对于完成论文中实证部分起到了至关重要的作用。在论文的完成过程中，曹老师给予了我很多的指导，并指正了我在论文写作过程的错误；在论文完成后，曹老师又帮助我查找了论文中出现的错误。在这里谨向曹老师致以最真诚的谢意和崇高的敬意。
