單 航，周 睿，沈 毅，耿 建，張寶坤，丁 吉，周凡利

（1.蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司，江蘇 蘇州 215000；2.湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長(zhǎng)沙卷煙廠，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

0 引言

在傳統(tǒng)工廠規(guī)劃中，物流規(guī)劃一般是由設(shè)計(jì)院協(xié)同業(yè)主依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，但物流規(guī)劃方案是否科學(xué)合理尚缺乏有效驗(yàn)證方式，導(dǎo)致設(shè)計(jì)階段的一些隱性問題難以暴露，如節(jié)拍瓶頸障礙、物流路徑不通暢等［1］。工廠承擔(dān)著供應(yīng)鏈中的核心制造環(huán)節(jié)，在面對(duì)復(fù)雜多變的市場(chǎng)需求時(shí)，工廠的響應(yīng)往往會(huì)稍顯滯后，且響應(yīng)后的資源調(diào)度如果考慮不周，將會(huì)導(dǎo)致人力、設(shè)備等資源浪費(fèi)，使流程更加繁瑣，而仿真技術(shù)便是支撐這些設(shè)計(jì)與決策的有力工具［2］。

國內(nèi)煙草行業(yè)對(duì)于物流規(guī)劃均采用相關(guān)仿真軟件進(jìn)行分析與論證，例如劉劍敏等［3］在自動(dòng)化高架庫智能物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用AutoMod 仿真軟件對(duì)制絲各環(huán)節(jié)工藝模式進(jìn)行整合，形成了一套與生產(chǎn)無縫對(duì)接的自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)預(yù)留了信息接口，提高了系統(tǒng)的可塑性；楊姣等［4］針對(duì)煙草物流配送中心場(chǎng)地限制和分揀效率低下等問題，運(yùn)用Plant Simulation 仿真軟件建立煙草柔性分揀系統(tǒng)模型，通過仿真分析得到分揀效率受到限制的瓶頸工位，利用添加緩存區(qū)和增加碼垛工位的方法對(duì)分揀系統(tǒng)進(jìn)行初步優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，該優(yōu)化方法顯著提高了分揀效率，縮短了配送時(shí)間，能夠很好地滿足煙草物流配送中心的分揀要求；歐陽世波等［5］以降低成品卷煙物流調(diào)度成本為目標(biāo)，綜合考慮實(shí)際運(yùn)輸調(diào)度中的各項(xiàng)因素影響，建立物流調(diào)度規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，并通過食肉植物智能優(yōu)化算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)求解，得到的車輛路徑規(guī)劃方案可有效減少企業(yè)物流成本以及物流活動(dòng)中的碳排放量。

綜上所述，在煙草行業(yè)，物流規(guī)劃層面的仿真可以切實(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到的問題。由于物流仿真軟件具有專業(yè)性強(qiáng)、仿真規(guī)模有限等特點(diǎn)，更多的是針對(duì)單點(diǎn)場(chǎng)景進(jìn)行仿真分析，很難涉及全工廠多領(lǐng)域的仿真［6］。然而在數(shù)字化工廠的建設(shè)中，生產(chǎn)物流仿真不僅涉及物流規(guī)劃等邏輯層面的影響，而且過程涉及物流、信息、能源、控制等多個(gè)領(lǐng)域，單純依靠物流仿真軟件很難實(shí)現(xiàn)工廠層面多要素之間的協(xié)調(diào)與決策［7］，因此亟需探索出一條能夠進(jìn)行多領(lǐng)域多要素統(tǒng)一建模、快速仿真的技術(shù)路線。

Modelica 是一種面向?qū)ο?、基于方程的開放型計(jì)算機(jī)語言［8］，可以跨越不同領(lǐng)域方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜物理系統(tǒng)的建模，包括機(jī)械、電子、電力、液壓、熱能、控制及面向過程的子系統(tǒng)模型，直接支持基于框圖、函數(shù)、面向?qū)ο蠛徒M件的建模，基于端口與廣義基爾霍夫網(wǎng)絡(luò)機(jī)制支持多領(lǐng)域統(tǒng)一建模［9］，并且以庫的形式支持鍵合圖和Petri 網(wǎng)表示。Modelica 語言的仿真能力在復(fù)雜物理系統(tǒng)建模領(lǐng)域得到了充分驗(yàn)證［10］。本文旨在采用Modelica 語言構(gòu)建一套煙廠卷包車間設(shè)備生產(chǎn)物流仿真模型，以現(xiàn)有車間數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)對(duì)模型進(jìn)行校驗(yàn)，并為實(shí)際生產(chǎn)規(guī)劃提供一些指導(dǎo)建議。該仿真模型的適用性若能在生產(chǎn)物流行業(yè)等偏邏輯層面得到驗(yàn)證，未來可通過Modelica 語言構(gòu)建一套工廠級(jí)多要素的仿真平臺(tái)。

1 卷包車間生產(chǎn)與物流

1.1 卷包車間生產(chǎn)流程

在卷煙工廠中，卷包車間承擔(dān)著從煙絲到煙支，再到煙包與煙條，最終形成件煙匯流至成品立庫的整個(gè)工藝流程。煙絲在制絲車間生產(chǎn)處理之后通過皮帶輸送至成品煙絲庫，通過工藝平衡經(jīng)由風(fēng)力送絲系統(tǒng)輸送至卷包機(jī)組，以完成煙支的卷制以及煙包、煙條的成型工作［11］。成型后的煙條通過條煙輸送線輸送至裝封箱機(jī)中進(jìn)行裝箱，然后通過分揀、碼垛后進(jìn)入成品立庫暫存。

1.2 卷包車間物流流程

卷包車間整體生產(chǎn)系統(tǒng)屬于離散系統(tǒng)，不同設(shè)備需要不同物料進(jìn)行煙支煙包的加工。各種物料主要通過輔料立庫進(jìn)行配盤暫存，然后根據(jù)機(jī)臺(tái)需要由輸送機(jī)、穿梭車以及自動(dòng)導(dǎo)向車（Automated Guided Vehicle，AGV）將輔料托盤運(yùn)送至設(shè)備站臺(tái)。部分工廠的AGV 還承擔(dān)著廢料桶與廢煙桶的回收任務(wù)。對(duì)于半成品的轉(zhuǎn)移，不同設(shè)備之間一般采用輸送鏈板、管道等方式進(jìn)行輸送，以滿足車間生產(chǎn)的自動(dòng)運(yùn)輸需求。

2 卷包車間物流模型

2.1 系統(tǒng)仿真軟件

目前主流仿真軟件來自于美國、德國、法國等。離散事件系統(tǒng)仿真軟件中，美國的FLEXSIM［12］、德國的Plant Simulation［13］、法國達(dá)索DELMIA［14］、俄羅斯的Anylogic［15］等占據(jù)龍頭地位，以其強(qiáng)大的功能成為工廠規(guī)劃、物流分析等場(chǎng)景的重要仿真工具，但缺少適應(yīng)煙草行業(yè)的模型庫。主流物流仿真軟件在煙草行業(yè)的應(yīng)用存在一定局限性：其一是不具備多種類型物料混合仿真能力，目前煙草行業(yè)涉及的物料以流體、散狀流體、離散物料為主，物流仿真軟件僅能實(shí)現(xiàn)部分流體與離散物料的仿真建模；其二是通用軟件功能與實(shí)際生產(chǎn)仿真需求不匹配，目前工廠僅需通用軟件30%左右的功能便能完成相關(guān)建模工作，多余功能在投資上造成了浪費(fèi)；其三是傳統(tǒng)物流仿真軟件缺少對(duì)其他領(lǐng)域（如能源、設(shè)備等）機(jī)理的建模能力，功能局限在對(duì)廠房物流的規(guī)劃方面，僅適用于單一的物流場(chǎng)景仿真。若想構(gòu)建一套工廠級(jí)多要素的仿真平臺(tái)，僅依靠主流物流仿真軟件無法實(shí)現(xiàn)，因此本文選擇基于Modelica 語言開發(fā)的MWORKS 軟件構(gòu)建數(shù)字工廠。

2.2 模型庫建設(shè)整體流程

利用MWORKS.Sysplorer 軟件對(duì)卷包生產(chǎn)物流系統(tǒng)組件進(jìn)行開發(fā)。模型庫建設(shè)流程如圖1 所示。自頂向下地將卷包生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)分解至元件級(jí)，根據(jù)分解結(jié)果設(shè)計(jì)模型庫架構(gòu)，然后通過自底向上的元件集成形成部件、子系統(tǒng)乃至系統(tǒng)模型。

Fig.1 Model library construction process圖1 模型庫建設(shè)流程

2.3 卷包車間生產(chǎn)物流系統(tǒng)分解

卷包生產(chǎn)物流系統(tǒng)包括喂絲機(jī)、風(fēng)力送絲系統(tǒng)、卷接機(jī)、裝/卸盤機(jī)、包裝機(jī)、條煙輸送系統(tǒng)、封裝箱機(jī)、輔料高架庫、AGV 配送系統(tǒng)、FLC 濾棒交換站、濾棒成型機(jī)、人工喂絲、人工喂濾棒等設(shè)備，根據(jù)各設(shè)備進(jìn)行自頂向下的系統(tǒng)分解［16］。參考傳統(tǒng)物流仿真軟件建模方式，對(duì)設(shè)備各組件邏輯特征進(jìn)行抽象處理，形成一部分通用的底層模型組件。例如卷接機(jī)的VE 料斗、濾棒料斗，裝卸盤機(jī)等設(shè)備均是用于緩存物料的，因此可將其統(tǒng)一抽象為緩存器通用底層模型組件；輸送線、皮帶、管道等輸送設(shè)備抽象為傳送器的通用底層模型組件；煙支、煙包、煙條的生產(chǎn)過程抽象為合成器的通用底層模型組件。此外，觸發(fā)器、消除器、分解器等用于表示生產(chǎn)過程中的不同業(yè)務(wù)邏輯［17］，模型庫通用組件如表1所示。

Table 1 List of common components表1 通用組件列表

卷包車間生產(chǎn)物流系統(tǒng)分解具體如圖2所示。

Fig.2 Decomposition of the production logistics system in the rolling and packaging workshop圖2 卷包車間生產(chǎn)物流系統(tǒng)分解

2.4 系統(tǒng)集成

通過自底向上的方式對(duì)設(shè)備模型乃至系統(tǒng)模型進(jìn)行集成。首先基于基礎(chǔ)組件，按照設(shè)備的運(yùn)行邏輯分機(jī)型設(shè)備進(jìn)行仿真模型構(gòu)建，并根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)邏輯對(duì)設(shè)備模型參數(shù)進(jìn)行定義，不同參數(shù)可以表達(dá)同工序但不同機(jī)型的生產(chǎn)邏輯，形成可復(fù)用的設(shè)備組件模型；然后根據(jù)設(shè)備的邏輯關(guān)系集成產(chǎn)線模型；最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置圖完成整個(gè)車間的系統(tǒng)模型集成。目前根據(jù)卷包車間的實(shí)際設(shè)備完成了設(shè)備模型的邏輯建模，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、輔料消耗設(shè)置、故障率設(shè)置、托盤配盤信息設(shè)置、AGV 控制邏輯等功能。車間設(shè)備模型如表2所示。

Table 2 Workshop equipment model表2 車間設(shè)備模型

3 卷包車間生產(chǎn)物流仿真分析

3.1 仿真場(chǎng)景

某卷煙廠由于規(guī)格調(diào)整，對(duì)現(xiàn)有工廠區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化布局，劃定一塊區(qū)域作為新規(guī)格的生產(chǎn)專線，并配套相應(yīng)的物流配送系統(tǒng)，現(xiàn)通過仿真對(duì)配送系統(tǒng)的設(shè)備選型與托盤配比進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2 仿真模型設(shè)計(jì)

3.2.1 車間系統(tǒng)集成流程

以工藝流程與設(shè)備布局為基準(zhǔn)，對(duì)照改造產(chǎn)線生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)，利用卷包車間生產(chǎn)物流模型庫中的已有模型，通過拖拽的方式根據(jù)產(chǎn)線的物理拓?fù)鋵?duì)設(shè)備模型組件進(jìn)行連接，形成改造產(chǎn)線的系統(tǒng)仿真模型。本次仿真分析所需的產(chǎn)線模型如圖3所示。

Fig.3 Production line model圖3 產(chǎn)線模型

3.2.2 系統(tǒng)模型假設(shè)

為聚焦關(guān)鍵問題，本文針對(duì)系統(tǒng)模型作出如下假設(shè)：①生產(chǎn)安排按照滿勤進(jìn)行，生產(chǎn)設(shè)備不會(huì)由于人為原因或維保導(dǎo)致停機(jī)；②設(shè)備按照設(shè)定的故障率產(chǎn)生故障；③仿真開始時(shí)托盤上各類輔料為出庫時(shí)堆滿狀態(tài)；④輔料庫中各類輔料無限大，不會(huì)出現(xiàn)輔料缺少的情況；⑤AGV 不會(huì)出現(xiàn)故障，且運(yùn)行過程中不會(huì)發(fā)生碰撞。

3.2.3 系統(tǒng)模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，以1天3個(gè)班組18.5 h的形式對(duì)產(chǎn)線模型進(jìn)行仿真，統(tǒng)計(jì)包裝機(jī)每小時(shí)生產(chǎn)的條煙數(shù)量。為減少誤差，試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行10 次后取平均值，結(jié)果如表3所示?？梢钥闯觯瑔螚l產(chǎn)線平均每小時(shí)可生產(chǎn)1 978.15 條香煙。根據(jù)實(shí)地調(diào)研可知，該卷煙廠單條中速機(jī)產(chǎn)線每小時(shí)可生產(chǎn)39～40 件香煙，每件香煙50 條，即每小時(shí)可生產(chǎn)1 950～2 000 條香煙，仿真數(shù)據(jù)在生產(chǎn)范圍內(nèi)，由此可判斷所建立模型具有較高的置信度。

Table 3 Simulated output per unit production line per hour表3 單產(chǎn)線每小時(shí)仿真產(chǎn)量

3.3 仿真分析

3.3.1 配盤分析

在卷煙生產(chǎn)中，新產(chǎn)線機(jī)臺(tái)輔料托盤分為單一品種配盤和多品種配盤兩種。單品種托盤可以減少人工配盤工序，但物流運(yùn)輸成本高，現(xiàn)場(chǎng)線邊站點(diǎn)占地面積大［18］，因此部分托盤采用多品種配盤。然而多品種配盤中的物料消耗速率不同，多次配送后容易造成某些物料的堆積［19］。為驗(yàn)證不同物料方案生產(chǎn)的影響，通過仿真的方式對(duì)多品種配盤方案進(jìn)行分析，為后續(xù)生產(chǎn)中的配盤方案調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。多品種配盤包括內(nèi)襯紙、內(nèi)框紙、小包拉帶、小透、條透、條包拉帶6 種輔料，采用數(shù)組的形式表示不同輔料的配盤信息，如｛21，9，3，12，2，1｝表示托盤中包括21 卷內(nèi)襯紙、9 垛內(nèi)框紙、3 卷小包拉帶等。設(shè)置AGV 數(shù)量為2臺(tái)，每個(gè)AGV 規(guī)格相同，機(jī)組故障率為實(shí)際生產(chǎn)中的調(diào)研擬合參數(shù)，配盤方案分別為方案1｛21，10，4，10，2，1｝、方案2｛21，9，3，12，2，1｝、方案3｛18，9，3，12，3，2｝，仿真時(shí)長(zhǎng)為3 個(gè)班組共18.5 h。為減少仿真過程中隨機(jī)產(chǎn)生的誤差，每個(gè)工況下重復(fù)進(jìn)行10 次試驗(yàn)，仿真結(jié)果如圖4、圖5 所示。由圖4 可以看出，在完成一天的生產(chǎn)后，內(nèi)襯紙、內(nèi)框紙、條透的消耗量很大，而小包拉帶、條包拉帶、條透的消耗量較小，其中條包拉帶僅消耗了1 個(gè)，因此在配盤過程中應(yīng)考慮增加內(nèi)襯紙、內(nèi)框紙、條透的比例，減小小包拉帶、條包拉帶、條透的比例。3 種配盤整體來看均滿足這一要求。

Fig.4 Simulation results of disk allocation scheme圖4 配盤方案仿真結(jié)果

Fig.5 Remaining amount of mixed tray accessories for three schemes圖5 3種方案混合托盤輔料剩余量

由圖5 可以看出，內(nèi)襯紙、內(nèi)框紙、小透消耗較快，生產(chǎn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)線集中呼料，3 種輔料要留足相應(yīng)的數(shù)量，保證在AGV 無法及時(shí)送達(dá)的情況下有充足的輔料進(jìn)行生產(chǎn)。方案3 在呼叫2 次AGV 后內(nèi)襯紙的數(shù)量?jī)H為1，若出現(xiàn)AGV 繁忙的情況大概率會(huì)造成待料停機(jī)，因此方案3 無法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。在呼叫2 次AGV 后，方案1 中小包拉帶、條透、條包拉帶的剩余量分別為3、1、2，而方案2 中3 種輔料的剩余量分別為1、0、1，由于3 種輔料的消耗速度小于到料速度，方案1 中的3 種輔料會(huì)積攢很多，造成現(xiàn)場(chǎng)堆砌凌亂，若不能及時(shí)清理出站臺(tái)位置，將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)待料停機(jī)，因此方案1 無法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。方案2 既能滿足產(chǎn)線集中呼料時(shí)內(nèi)襯紙、內(nèi)框紙、小透的供應(yīng)，亦能避免生產(chǎn)過程中小包拉帶、條透、條包拉的堆積，設(shè)計(jì)合理，滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。

3.3.2 AGV數(shù)量分析

為探討AGV數(shù)量變化對(duì)生產(chǎn)效率的影響［20］，確定新產(chǎn)線AGV 布置數(shù)量，分別使用1臺(tái)、2臺(tái)、3臺(tái)、4臺(tái)和5臺(tái)AGV進(jìn)行仿真，AGV規(guī)格一致，產(chǎn)線參數(shù)一致。為更貼近實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景，設(shè)備模型具備故障模擬功能，機(jī)組故障率根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合，在仿真過程中根據(jù)擬合的故障率隨機(jī)產(chǎn)生故障。模擬1 天3 個(gè)班次的生產(chǎn)情況，每個(gè)工況重復(fù)10 次試驗(yàn)，取仿真結(jié)果的平均值，結(jié)果圖6、圖7、表4所示。

Table 4 AGV call count表4 AGV呼叫次數(shù)

Fig.6 Relationship between the number of AGVs，waiting time and yield圖6 AGV數(shù)量與待料時(shí)間、產(chǎn)量的關(guān)系

Fig.7 Relationship between the number of AGVs and the average AGV usage圖7 AGV數(shù)量與AGV平均使用率的關(guān)系

可以看出，隨著AGV 數(shù)量的增加，AGV 平均使用率降低，設(shè)備待料時(shí)間縮短，條煙產(chǎn)量有一定程度的提高。當(dāng)AGV 數(shù)量為1 臺(tái)時(shí)，產(chǎn)線待料時(shí)間較長(zhǎng)，小車在一定時(shí)間范圍內(nèi)處于飽和狀態(tài)，這說明在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)集中呼料時(shí)，AGV 的運(yùn)輸能力與生產(chǎn)能力不平衡，若AGV 出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)線生產(chǎn)的癱瘓；當(dāng)AGV 數(shù)量為2 時(shí)，小車能較好地滿足呼料需求，待料時(shí)間大幅度縮短，此時(shí)產(chǎn)線的生產(chǎn)能力得到釋放，輔料消耗變快，設(shè)備呼叫AGV 的次數(shù)也隨之增加，因此產(chǎn)品產(chǎn)量有所提高；當(dāng)AGV 數(shù)量大于3 時(shí)，產(chǎn)線沒有待料時(shí)間，由于設(shè)備存在隨機(jī)故障率，條煙產(chǎn)量存在一定波動(dòng)，但波動(dòng)在一定范圍內(nèi)，說明AGV 的運(yùn)輸能力已遠(yuǎn)超產(chǎn)線生產(chǎn)能力，AGV 數(shù)量再增加對(duì)生產(chǎn)能力影響不大，影響生產(chǎn)能力的為設(shè)備故障率。

綜上所述，AGV 數(shù)量與生產(chǎn)能力存在一定正相關(guān)性，當(dāng)AGV 數(shù)量達(dá)到某一閾值時(shí)，產(chǎn)線的生產(chǎn)能力不再受物流輸送能力的影響。在本文場(chǎng)景下的車間規(guī)劃設(shè)計(jì)中，根據(jù)產(chǎn)線實(shí)際布置，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)成本和計(jì)劃外的故障，選擇3 輛AGV 作為輔料運(yùn)輸工具為最優(yōu)方案，既能滿足生產(chǎn)需求，又能應(yīng)對(duì)AGV 突發(fā)故障，還能節(jié)省費(fèi)用。

3.3.3 AGV速度分析

在得到AGV 數(shù)量與生產(chǎn)能力的關(guān)系后，為進(jìn)一步探討AGV 平均速度對(duì)生產(chǎn)能力的影響［21］，設(shè)置AGV 數(shù)量為3臺(tái)，分別設(shè)置其平均速度為0.5 m/s、1.0 m/s、1.5 m/s、2.0 m/s、2.5 m/s，產(chǎn)線參數(shù)不變，機(jī)組故障率為實(shí)際生產(chǎn)擬合，模擬1 天3 個(gè)班次的生產(chǎn)情況。每個(gè)工況進(jìn)行10 次重復(fù)試驗(yàn)，取仿真結(jié)果的平均值，結(jié)果如圖8、圖9、表5所示。

Table 5 AGV call count表5 AGV呼叫次數(shù)

Fig.8 Relationship between AGV speed，waiting time and yield圖8 AGV速度與待料時(shí)間、產(chǎn)量的關(guān)系

可以看出，隨著AGV 速度的提高，AGV 使用率降低，設(shè)備待料時(shí)間縮短，條煙產(chǎn)量有一定程度的提高，但逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)AGV 速度為0.5 m/s 時(shí)，待料時(shí)間較長(zhǎng)，小車在一定時(shí)間范圍內(nèi)處于飽和狀態(tài)，AGV 利用率最高，說明在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)集中呼料時(shí)，AGV 的運(yùn)輸能力與生產(chǎn)能力不平衡，導(dǎo)致產(chǎn)線的生產(chǎn)能力無法充分釋放，產(chǎn)量相對(duì)較低；當(dāng)AGV 速度為1 m/s 時(shí)，待料時(shí)間大幅度減少，產(chǎn)線生產(chǎn)能力得到大幅度釋放，設(shè)備呼叫AGV 的次數(shù)增加，產(chǎn)量也有所提高；當(dāng)AGV 速度超過1.5 m/s 時(shí)，條煙生產(chǎn)數(shù)量在一定范圍內(nèi)變化，但總體不變，說明AGV 的運(yùn)輸能力在速度為1 m/s 時(shí)已經(jīng)能夠匹配生產(chǎn)能力，而AGV 速度達(dá)到1.5 m/s 時(shí)，運(yùn)輸能力已遠(yuǎn)超產(chǎn)線生產(chǎn)能力，在AGV 數(shù)量不變的情況下，再提高AGV 速度對(duì)生產(chǎn)能力影響不大。

綜上所述，AGV 速度與生產(chǎn)能力存在一定正相關(guān)性。當(dāng)AGV 速度達(dá)到某一閾值時(shí)，產(chǎn)線的生產(chǎn)能力不再被物流的輸送能力影響。在盡可能避免AGV 過快對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員、設(shè)備造成威脅的情況下，其速度設(shè)置為1 m/s 是最優(yōu)方案，此時(shí)既能滿足生產(chǎn)需求、保證人機(jī)安全，又能節(jié)省費(fèi)用。

4 結(jié)語

針對(duì)主流物流仿真軟件在煙草行業(yè)應(yīng)用中存在的局限性，本文采用Modelica 語言，根據(jù)卷包車間生產(chǎn)設(shè)備和物流設(shè)備實(shí)際運(yùn)行邏輯和仿真需求自行構(gòu)建相應(yīng)的組件模型以及通用模型，然后使用該模型對(duì)某卷煙廠卷包車間規(guī)劃階段的生產(chǎn)物流新產(chǎn)線進(jìn)行系統(tǒng)集成仿真，探究了AGV 數(shù)量、AGV 速度以及配盤方案對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的影響，確定了前期規(guī)劃階段中待確認(rèn)的部分重要參數(shù)。本文研究是Modelica 語言在煙草行業(yè)生產(chǎn)物流方向的首次應(yīng)用，通過特定場(chǎng)景仿真模型的搭建和分析探索了Modelica 語言在生產(chǎn)物流領(lǐng)域前期規(guī)劃階段應(yīng)用的可行性。然而在建模仿真過程中簡(jiǎn)化了一些參數(shù)，如AGV 的檢測(cè)碰撞、人在生產(chǎn)過程中的影響等，后續(xù)可針對(duì)該部分內(nèi)容對(duì)模型進(jìn)行深化，構(gòu)建完整車間的物流生產(chǎn)模型；同時(shí)還可依靠Modelica 語言的優(yōu)勢(shì)，在該模型的基礎(chǔ)上增加與能源相關(guān)的功能，初步實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的工廠級(jí)數(shù)字模型，為未來煙草行業(yè)工廠層面多領(lǐng)域建模仿真探索出一條新的道路。