ARTISTIC GLASS WORKS
Angela Brown 正在审视Artistic Glass公司的唯一产品——染色玻璃板的生产流程。产品需求的不断增长使得Brown明白，必须开发新的生产工艺出来以提高Artistic的生产效率。
染色玻璃板是由一系列被染色的，并富有肌理的小玻璃片组成。这些小玻璃片经铅条或铜棂条分隔并固定后构成漂亮的图案 。 这些染色玻璃板通常被用于镶嵌在居家装修中的门或窗，这些需要美观和个性化的地方上。
Brown 几年前出于兴趣创建了Artistic Glass公司。 最近因为产品供不应求，她就雇佣了两个学徒。目前,Artistic Glass公司只给当地建筑承包商和那些需要个性化改装设计的家庭提供服务。Brown不再大量做装配工作，而把主要精力放在染色玻璃设计和销售上。
生产染色玻璃板需要5个基本步骤（表1）。首先，玻璃片按照指定的图案切割并摆放。接下来, 切割铅条并和之前的图案匹配。第三步,在模具中安放玻璃片和铅条,并利用铅条固定每片玻璃. ，把每个节点都一一焊接起来。这一步需要大量劳动，并对技术要求也高。装配好后,将整个玻璃板放置于一个“hot room”进行热处理，通过反复加热和冷却来增强它的强度和韧性。最后，将成品玻璃板清理干净后，打包交货。
两个工人按照Brown之前使用的生产流程进行生产。每个工人以6个板为小批量按照次序进行前3个步的操作。为使两个人能同时工作，建立了两个用于玻璃切割和装配的工作站。而清理和打包采用一个略微不同的处理方式。即如果一批玻璃板在完成前三步流程中任意一步的同时，另一批次也已经完成热处理，并准备包装，工人会暂时放下这一批次的工作，先进行清理打包，使之能尽快交货。完成后，该工人才回去，将之前的操作继续下去。
Angela 知道，随着业务增长，现有的生产流程需要改变。然而，她并不确定这些改变将会对Artistic Glass公司产品的生产供应能力带来怎样的影响。
表 1: 染色玻璃板操作流程时间
工艺 工艺耗时 (小时)
平均值 标准差
1. Cut glass(玻璃切割) 2.2 0.5
2. Cut came(切割铅檩条) 1.0 0.3
3. Assemble panel(装配板) 4.5 1.5
4. Temper(热处理) 8.0 —
5. Clean & package(清理和包装) 0.2 0.05
ARTISTIC GLASS WORKS学生仿真实验
在运行Artistic Glass Works 仿真前，请思考以下几个问题：
1. 假设顾客的需求大致等于两个工人的生产率，现有的生产流程设计合理吗？
2. 你预计基础流程设计会如何根据顾客需求的增加而改变？产品供应能力可能会受到什么影响？
打开 Basic simulation (glass.mox).
总述：
为了看到整个模型，在从Model菜单中选择“Reduce to Fit”。正如案例中描述的，整个过程由5个流程组成，所有流程都是按顺序进行的。 5个流程中的4个是通过一个或多个的labeled Station按键来描述的 (i.e., 模块), 一个Queue模块在上游，一个Release Resource 模块在下游。对于在那些不只1个工作站可利用的流程 (i.e., 玻璃切割和装配), 1个 Merge 模块被放置在两个工作站模块之后。运行一批产品的在各个流程中的加工时间是由 “D” 输入决定的.
Queue 模块允许一批板在上游的任一工序等待，使得工人有可以利用的时间。Resource 模块使工人完成一批板的生产流程后，可以被自由指派到别的批次生产中去。因为热处理工作不需要员工，只需要时间，所以不需要工人Resource 模块.
除了5个主要的流程外，还有几个模块在玻璃切割流程的上游。这些模块提供玻璃原料，设定批次规模，跟踪每批生产的总时间，限制同时进行前3个流程的批次数量。在铅条切割流程前，有1个Resource模块来提供这些原材料。最后，包装流程下游的模块关闭一次完整的生产流程，并跟踪总输出，包括总流程时间和在产品库存。
3个隐藏的区域控制并监视着仿真过程： Controls; Data & Calculations; Graphical Output。
在 Controls 区域中， 有一个传送图标，以及3个滑动控制:
• Resource Pool 建立可用工人的数量 (默认是2个);
• 传送图标以后会用到;
• 一个 滑动控制 设置了一个批次的规模(默认 6 块板; 范围从 1 到 26);
• 另一个 滑动控制可以减少所有的流程的耗时（默认是0%；范围从0至50%）;
• 第三个滑动控制 限制了各个流程耗时的离散性，模拟了生产不同板的情形。（默认是1，每个流程的标准差如表1所示，范围从0至1）。
Data 和 Calculations 区域包含了所有表1中的描述性的统计数据，以及设置运行参数和跟踪运行情况的模块。最后，两个图形窗口会在仿真开始时自动在Graphical Output 区域出现。另一个是描述产量（左纵轴）和在产品库存（右纵轴）的关系。图形可以通过点击“Auto Scale XY”图标来重新度量。
A. 仿真基本流程
理想情况下，模型应该运行很长一段时间，通过一连串的随机数来准确地评估生产情况。然而，由于计算机技术条件的限制，这个模型被设置成运行大约一个小时（250个8小时工作日或者2000小时）。所有的数据和计算结果会在完成10批处理后让模型进入短暂的稳态。Run菜单，选择运行仿真。
1. 一年中，两个工人能够生产多少染色玻璃板?
2. 两个工人的平均使用率是多少？ (为了查看他们的使用率，双击工人Resource Pool 按键,点击 “Results” 栏, 会记录着使用率的数值) 为什么不是100%？
3. 平均来说，一个玻璃板完成所有流程的总共处理时间是多少 (总处理时间)?
4. 在产品库存的平均值是多少？
5. 你为什么会想去改变现有的批次规模（6块板）? 你预计系统的生产效率在批次规模变化的情况下会如何改变?
为了探索批次规模对运行情况的影响(注意：各个流程的标准离差会随着批次规模的变化而自动地调整):
• 在 Controls 区域中把 “Batch size” 滑条 从6增加到12
• 运行模型
• 记录平均的总处理时间和在产品库存量
• 再在Controls 区域中将“Batch size” 滑条从12减小至3
• 重新运行模型
• 统的生产情况随着批次规模的变动有怎样的变化(i.e.,总处理时间和在产品库存量)?
B. 装配线
Brown 正考虑使用一个装配线作为一个针对现在小量批次生产的备选方案。为了完成这个方案， Artistic Glass公司的劳动力需要大量增加。最初，Angela计划让2个工人进行玻璃切割，1个进行棂条切割，4个装配，1个进行清理和包装。
为了将处理类型从批次改变至装配线:
1. 棂条切割:
• 删除下游的Release Resource 模块
• 在Controls区域中复制Conveyor 模块(点击Conveyor按键,从编辑菜单中选择复制), 将复制的模块移至Cut Came 工作站下游,并将Cut Came 工作站的输出和Conveyor 模块的输入进行连接
• 删除上游的Queue模块
• 删除Came Supply模块和Match 模块间的连接
• 将Match 模块移动至Conveyor 模块的右侧
• 链接Conveyor模块的输出和Match模块的绿色 “b”的输入接口
• 链接Came Supply 模块的输出和Cut Came 工作站的输入
2. 玻璃切割:
• 删除上游的 Gate 模块, “limit” 标签, 以及 Queue 模块
• 重新连接“Timer” 模块的输出和每个Glass Cutting 玻璃切割模块的输入 (i.e., 两个端口)
• 删除下游的Release Resource 模块
• 在Controls 区域中复制Conveyor 模块,移动它至Merge模块的下游并连接Merge模块的输出和Conveyor 模块的输入.
• 连接Conveyor 模块的输出和Match模块的绿色的 “a”输入端口
3. 装配:
• 删除上游的Queue 模块
• 通过复制增加两个装配工作站Assembly station模块
• 连接两个新的装配工作站Assembly station 模块的输出和留在的下游Merge模块的输入.
• 连接“assemblet”标签至每个新的装配工作站Assembly station 模块的“D” 端口
• 连接Match 模块 的输出和每个装配工作站 Assemble station 模块的输入 (i.e., 4个端口)
• 删除下游的Release Resource 模块和“limit”标签
• 在Controls 区域复制Conveyor 模块 ,并移动至Merge 模块的下游并连接Merge 模块 的输出和Conveyor 模块输入
• 连接Conveyor 模块的输出和Temper 模块的输入
4. 热处理:
• 删除Tempering 模块输出端的连接线
• 在Controls 区域复制Conveyor 模块 ,移动至Temper 模块 的下游并连接Temper 模块的输出和Conveyor 模块的输入
5. 清洗和包装:
• 删除上游的Queue 模块
• 连接上游的Conveyor 模块的输出和Clean & Package 模块的输入
• 删除下游的Release Resource 模块
• 连接Clean & Package 模块的输出和Count 模块的输入.
• 在Controls 区域删除工人的资源池Resource Pool
• 最后,在Controls区域将批次规模 “Batch size” 滑条从3减小至1
• 现在把这个修改过的模型保存为glass_assembly.mox, 并运行模型
1. 装配线每年能够生产多少染色玻璃板?
2. 平均来说,一块染色玻璃板通过整条装配线需要多少时间 (throughput time)?最大值和最小值分别是多少?
3. 平均在产品库存量是多少?
4. 你预计当工人熟练掌握他们的任务后，系统的运行情况会怎样改变?
C. 改进流程
Angela 相信随着工人们熟悉各自负责的工序后处理时间会下降。
为了探究更快的个人操作带来的影响
• 在Controls区域中将 “Improvement”滑条从0 增加至25% (i.e., 减少每个工作站的运营处理时间至原来的3/4)
• 运行模型
1. 现在装配线每年能生产多少染色玻璃板?
2. 平均来说,一块染色玻璃板通过整条装配线需要多少时间 (throughput time)? 最大值和最小值分别是多少?
3. 平均在产品库存量是多少?
最终, Artistic Glass公司现在按计划出版了最受欢迎设计的目录。这样简化了潜在客户的决策。 Brown 认为这会在很大程度上减少装配线需要生产的染色玻璃板的种类。
为了评估减少变异性对装配线的影响:
• 在Controls区域将 “Product variability”产品类型变异性滑条从1 减小至 0.33 (i.e.,减少每个流程的标准差至原来的1/3)
• 运行模型
4. 现在装配线每年能生产多少染色玻璃板?
5. 平均来说,一块染色玻璃板通过整条装配线需要多少时间 (throughput time)? 最大值和最小值分别是多少?
6. 当顾客需求增长时,你会考虑其他的改变么?
7. 总的来说,你对生产流程的决策和系统运行情况之间的联系有什么看法?
8. 作为 Angela Brown, 你对流程设计的最终推荐是什
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发表于 2014-4-23 18:55:49
