生产模拟

生产模拟（精选10篇）

生产模拟 篇1

1、引言

随机生产模拟于20世纪60年代末出现, 是电力系统规划工作中的重要工具, 用于模拟发电调度, 预测各发电机组在一段时期内的发电量期望值及燃料消耗量, 同时还可计算出该系统的可靠性指标。

随机生产模拟考虑了发电机组停运、负荷波动等不确定性因素, 很好地描述了电力生产中的随机性。在实际计算中, 有多种算法, 各算法有各自的优点与缺点, 本文将就两类常见的方法介绍对比。

2、随机生产模拟的基本原理

2.1 持续负荷曲线

随机生产模拟是以等效持续负荷曲线为核心的, 各类随机生产模拟的方法都以此为基础发展起来的, 该曲线综合考虑了发电机组的随机停运和负荷随机波动, 将两者结合起来从而形成等效持续负荷曲线。

在引入等效持续负荷曲线之前, 先对持续负荷曲线进行介绍。在得到负荷曲线时, 首先形成持续负荷曲线, 如图1所示的持续负荷曲线, 图中横坐标为系统负荷, 纵坐标为负荷的持续时间, T为模拟周期, 模拟周期根据具体的需要而定, 曲线上任意一点 (x, t) 表示系统负荷大于或等于负荷x的持续时间t, 即t=F (x) 。

用周期T除以上式, 得到

式中P可以看作系统负荷大于或等于x的概率。从而系统总负荷为

相类似的, 式 (2) 除以T, 可以得到负荷的平均值 (又称为期望值)

设系统在模拟周期T内投入运行的发电机总容量为Cs, 由图1得, 系统负荷大于发电机总容量的持续时间为

从而得到电力不足概率LOLP为

而相应的, 系统负荷大于发电机总容量时, 图1中的阴影部分的负荷需求, 从而得到电量不足期望值

2.2 递归卷积法

在实际运行中, 发电机组不完全可靠, 存在着随机停运, 因此, 需要考虑发电机组的随机停运状态, 并对原始持续负荷曲线进行修正, 得到考虑随机停运的等效持续负荷曲线。在修正等效持续负荷曲线时, 引入卷积的概念。式 (1) 为原始的持续负荷曲线f (0) , 设第一台发电机首先带负荷, 其容量为C1, 可用率为p1, 强迫停运率为q1=1-p1。

当该机组处于正常运行状态时, 它和其他发电机组所带的负荷由f (0) (x) 来表示。当机组1故障停运时, 系统负荷将由除去机组1剩下的发电机承担, 相当于机组1和其它发电机组共同承担了的xmax+C1负荷, 即曲线f (0) (x) 向右平移了C1, 即图2[1]中f (0) (x-C1) 曲线。

由于机组1可用率为p1, 强迫停运率为q1, 因此考虑其停运时, 等效持续负荷曲线变为:

同理, 可得到第i台发电机的卷积公式:

式中, Ci为第i台机组的额定容量, pi为第i机组的可用率, qi=1-pi, 为故障停运率。假设系统中有n台发电机, 当所有发电机组全部卷积后, 即可得到最终的等效持续负荷曲线f (n) (x) , 此时最大等效负荷为xmax+Cs, 而如图3[1]所示, 相对应的电量不足期望值和电力不足概率分别为:

3、等效电量函数法

上文阐述了随机生产模拟的基本原理。通过运用卷积法得到等效持续负荷曲线, 但为了保证计算精度, 计算过程需要大量的离散点描述持续负荷曲线, 计算量较大。而下文介绍的等效电量函数法在保证精度的基础上, 能够很好地解决计算量的问题。

3.1 等效电量函数法的基本原理

取机组容量的最大公因子Δx, 将横坐标x轴按Δx分段, 故根据2.2所述电量计算的公式, 可得离散化的电量函数:

式中J=+1, 表示不大于x/Δx的整数。E (J) 即为该段负荷对应的电量。若系统最大负荷为xmax, 则对应的离散变量值为:

电力系统负荷的总电量为:

等效电量函数同样是把发电机组停运影响考虑在内的函数, 因此同样需要根据每个机组的可用率来安排其运行。

由2.1已知, 原始持续负荷曲线的概率分布为f (0) (x) , 其对应的电量函数则为E (0) (J) ;故安排完第i-1台发电机组带负荷后得到的等效持续负荷曲线f (i-1) (x) , 所对应的电量函数为E (i-1) (J) 。因此根据 (8) 及 (27) 式, 可得

式中Ki=Ci/Δx。

式 (30) 即为等效电量函数法的卷积计算公式。

同理, 根据 (10) 及 (27) 可得第i台发电机组的发电量为:

式中Ji-1=xi-1/Δx, Ji= (xi-1+Ci) /Δx。

在安排了第i台机组以后, 前i台机组带了区间 (1, Ji) 的负荷, 此时系统尚未满足的负荷电量应为:

式中EDi为前i台机组带负荷后, 系统中尚缺的电量。将式 (30) 代入上式得到:

由 (32) , 可得安排前i-1台机组后尚未满足的系统负荷为

因此 (33) 式中第二项为第i台机组的发电量, 与之前的式 (31) 一致。从而

而系统的电量不足期望值为:

系统的电力不足概率LOLP的计算需要用于2.2中提到的等效持续负荷曲线f (n) (x) 来说明。因为该曲线为单调减小的曲线, 所以LOLP大于其右侧Δx领域内任一点的函数值, 从而也大于该区间内函数f (n) (x) 的平均值, 平均值为:

根据等效电量函数的定义, 上式可以改写为

同理, LOLP小于其左侧Δx领域内任一点的函数值, 从而也小于该区间内, 函数f (n) (x) 的平均值, 故平均值为:

由式 (21) 及 (22) 得到LOLP的上下限:

在很小的区间内, 等效持续负荷曲线可以近似看成线性, 故在用等效电量函数法进行随机生产模拟时, LOLP计算可由下式得到:

4、算例

最后采用IEEEReliabilityTestSystem算例中的数据进行模拟, 机组数为7, 模拟周期为一天 (如表1, 2) 。

等效电量函数法的根据递归卷积法推出的, 将其结果与递归卷积法的对比, 可知, 采用等效电量函数法计算精度上相差不大, 计算得到的各机组发电量都一样, 程序运行时间也较小。因此在进行随机生产模拟时, 采用等效电量函数法比较合适。

5、结语

本文介绍了随机生产模拟的基本原理, 并介绍了两类计算方法, 通过算例比较了它们的优劣。等效电量函数法在计算量和计算精度上都有明显的优势, 因此进行随机生产模拟时, 采用该算法比较合适。

参考文献

[1]王锡凡.电力系统优化规划[M].北京:水利水电出版社, 1990:125-182.

[2]王锡凡, 王秀丽.随机生产模拟及其应用[J].电力系统自动化, 2003, 27 (8) .P10-15.

生产模拟 篇2

实习内容及结果

2.1

作为生产总监，在企业运营前一定要和营销总监沟通，知道本企业的主打产

品，根据市场预测，合理的理性的研发产品、购买生产线、研发产品是否能

够跟得上生产线的投资。

2.2在生产的过程中，生产线很关键，它直接影响着产量，所以在适当的时候购

买或者变卖生产线也是关键

2.3应该和财务总监做好沟通，把下一年的生产预算做清楚，需要多少资金，第几季度可以交货。

2.4必须算清楚原材料和原材料入库，生产部分必须仔细。否则会给财务总监带

来很大的麻烦。

2.5在生产方面必须做出一个长期规划。

2.6获得学习点评

实习心得体会

为期两周的企业沙盘模拟实习很快就结束了，在这次实习中，我担任了F组的生产总监一职，与我们组的其他七位成员共同完成了促进企业发展的任务。

在起始的生产经营中，老师带着我们熟悉业务，让我们学习和理解每个人自身的职责。通过老师的帮助，我们逐渐了解了这次活动的规则，因此大家的情况在这时候也都是一样的。

在第一年的经营里，我们小组在投广告的时候，采取了比较保守的方式，但是由于市场较少，订单也比较少，我们只拿到最少的订单，只能卖出一个产品。导致P1产品库存量比较多。不过，在这一年里，我们开始研发P2产品，并且也购买了一条半自动的生产线，准备在下一年用于P2的生产。除此而外，我们还开发了ISO9000的资格，开始开发区域市场和国内市场，这为我们以后的盈利打下了基础。

在第二年的经营里，由于上一年利润太少，花费太多，导致资金无法弥补企业的日常花费，可用的广告费很少，很不幸，我们又只拿到最少的订单，又是只能卖出一个P1产品。这一年，也是我们最艰难的一年，差一点就破产了。在这一年里，由于P1产品的库存量实在太大了，我们决定在生产线上的P1产品生产出来后，将P1全面停产，所有生产线全部用于P2产品的生产。但是在这一年，我们发现了一个问题，新投资的半自动生产线在第一季度就可以用了，而我们的P2产品要到第三季度才可以有资格生产，若是生产P1产品，会导致P1产品的库存量更大，并且以后转产也需要转产期以及转产费，再有就是之前亏损实在太多，资金周转已经比较困难，此时如果用这条生产线生产P1产品，实在不是明智之举，因此，我们组的这条半自动生产线就闲置了两个季度，我们充分吸取了这个教训，在以后的规划中注意避免了这个问题。

在第三年的经营里，我们的情况开始出现转机，主要归功于我们的营销总监正确分析了市场需求，科学利用了为数不多的广告费，使我们抢到了不少订单，卖出了不少库存商品，并且还获得了区域老大的位置。在这一年里，我们利用应收账款贴现的方式利用资金，开始研发P3产品，并且开发了一条柔性的生产线。除此而外，我们还开始开发国际和亚洲市场，虽然我们卖出的产品增多，销售收入也有所增加，但是我们所花费用也是比较多的。

在第四年的经营里，我们的P1产品全部卖出，由于P1产品价格较低，利润较少，所以，虽然我们有老大的位置，我们也并不打算继续生产P1产品。这一年里，由于产品成本太高，资金供应跟不上，我们无奈之下，只能把我们的大厂房给卖了。由于在之后几年里，P

2，P3产品的需求量增多，并且可用市场也会增多，所以我们利用得到的资金，将一条手工线卖出，购买了全自动的生产线，以满足以后的产品供应量。这一年，我们充分吸取了第二年半自动生产线闲置了两个季度的教训，保证了柔性生产线的及时充分运用。在这几年里，我们通过讨论和对市场需求的分析，发现P4产品的需求量不大，但成本却很高，所以我们决定不开发P4产品了。

在第五年的经营里，由于市场需求的增大，我们的库存商品为数不多，但是由于成本和费用较高，再加上要归还贷款的压力，我们的资金还是比较紧缺的，所以我们只能买掉一条手工线。

在第六年的经营里，由于P3产品的需求量增多，价格也高，所以我们我们渐渐缩减P2产品的生产，增多P3产品的生产，这一年，我们接的订单比较多，销售额达到130M，但是我们也明显感到了生产能力的不足，我们有些订单就是由于生产能力有限而未能接下来。除此而外由于之前亏损的实在是太厉害了，再加上需要换的贷款比较多，我们最终还是没有能够把厂房买回来。

综观这六年的生产经营情况，在这次实习中，我们组没有取得较好的成绩，我们分析了原因，主要还是因为在第一年和第二年抢到的订单数太少，销售收入太低，没有能够迅速占领市场，而此时我们投入的开发新市场和研发新产品的费用太高了，以至于亏损过多，元气大伤，在之后的很长时间里都没有能够恢复。其他的我们倒也没犯多少错误。这次实习中，我认为我们做的比较好的地方时新产品，新市场，以及两个ISO资格都及时开发了，以便迅速抢占市场，获得市场老大的位置。而让我们感到比较遗憾的是最后厂房没有能够收回来，以及卖了一条生产线，这可能会影响我们以后的产量，影响我们以后在市场的地位。但是从各年销售额以及所有者权益来说，我们组的发展还是有起色的，相信如果再给我们几年时间，我们组还是可以发展的不错。

在这次实习中，除了学到了很多课本上没有的知识，学到了知行合一外，我们学到了很多其他东西。首先，公司是一个整体，公司的整体战略关乎一个公司的生存和发展，是指导一个公司经营的方向，所以我们必须立足整体，统筹全局，着眼于整体发展，而不能只顾某一个部门的利益。任何部门在规划时，都要先考虑一下公司的状况是否可以支持你部门的发展。当部门利益与整个公司的利益发生冲突时，部门利益要服从整体利益。有时公司可以扩大规模，但是可能会导致公司资金断流，使公司面临破产的危险，那我们就得重新考虑公司的规划了。还有就是团队协作精神与沟通也很重要。我在沙盘中深深得体会到财务和各部门的紧密联系，广告的预算和现有资金的关系，原料的采购和现有资金的关系等等如果财务部门没有向各个部门提供及获取有效的信息就有可能造成企业的资金出现短缺的问题，从而影响到整个企业经营，所以信息的有效沟通是多么的重要！我们要将个人置身于团队当中，充分发挥团队的作用。除此而外，在公司发展时，我们要有大胆的意识，放手去做，不能过于保守。正如我们小组，在一开始没能抢到订单，亏损过多，就是由于下广告的时候过于保守，不够胆大。最后，本次的沙盘模拟除了让我了解了企业的组织框架和运行流程之外，也让我知道了一个企业经营管理的难度，创业的难度，为我以后的学习和工作提供了经验，打下了基础，无论是对未来的就业还是创业都有很大的指导意义。

生产模拟 篇3

关键词：模拟仿真 多层次多阶段 生产实习 工程实践能力

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1673-9795（2012）09（a）-0069-01

作为实践教学重要的组成部分，生产实习在培养学生的综合素质、创新能力以及对专业知识的感性认识、提高学生分析问题、解决问题的能力等方面有着不可替代的重要作用。生产实习是联系专业基础课程与专业课程的纽带，是激发学生对专业热爱的重要途径之一，对学生将来发展有较大影响。[1～3]

1 多层次多阶段生产实习

“多层次”即充分利用模拟仿真实习系统，在室外综合实验环道上进行实践，结合多媒体实习资料和企业厂区的现场实习。“多阶段”即每个层次内分不同阶段进行生产实习，其中，模拟仿真实习系统包括多流程仿真、仪器设备仿真操作、动画演示系统等阶段的实习。室外综合实验环道包括流程学习、设备了解、现场操作、自动控制系统操作、报告撰写等多个阶段。多媒体实习资料包括企业现场录像、仪器设备结构分析、油气储运所涉及的上下游企业概述等阶段。企业厂区的现场实习包括管道、油库、集输站等多个单位的现场实习。综上所述构成了“多层次多阶段的生产实习”教学模式。这一模式的建立，使得生产实习层次清晰、任务明确，缩短了厂区实习时间，实现了生产实习过程的“三省一提高”，即省时、省力、省钱，提高了实习教学效果。

2 模拟仿真技术及其实际应用

模拟仿真技术是利用信息技术对真实环境的某要素或系统进行模仿，模仿出的要素或系统在外界的干预下能产生和原要素或系统同样的反应。目前，国内外已将模拟仿真技术广泛应用于各个领域，并得到了较好的实际效果[4]。

模拟仿真技术在教学中也得到了较为广泛的应用，且已经逐渐渗透到生产实习教学过程中[5～9]。我院建立了两类模拟仿真实习系统：一类拟仿实习系统利用计算机图形技术模拟实际生产过程，在屏幕上创建一个仿真的生产过程，并设置一些生产中常见的非正常情况和生产故障，使学生在模拟的控制键盘上对生产的全过程或者个别岗位和设备进行控制，达到了操作训练的目的。计算机仿真实习的引入，大大强化了学生动手操作能力，有利于在学时少的情况下增加实践内容，扩大学生知识面，提高解决工程实际问题的能力；另一类模拟仿真实习系统是在油库、输油管道、输气管道、油气集输等方面的仿真模型上进行实习。通过仿真操作与现场实习的紧密结合，起到了良好的实习教学效果。學生不仅可以通过现场参观熟悉实际生产装置的布置和设备的构造，也可以在仿真操作中反复练习工艺操作过程，强化了学生对装置整体操控的意识和能力。

3 模拟仿真技术的优势

通过充分利用模拟仿真技术优化了生产实习模式，降低了实习成本，提高了实习效果，体现了模拟仿真的优势。具体如下：

（1）熟悉流程，掌握工艺。

在模拟仿真界面上，可实现各种工艺流程图的画面切换，让学生快速掌握多种生产工艺，包括生产过程中各种工艺的布局、构成、可实现目的、仪器设备组成等。

（2）放大操作，拆装方便。

不同的生产工艺是由多种生产装置和仪器设备来共同实现的。针对某一具体工艺，可进行放大操作、将具体的生产装置和仪器设备通过计算机界面展现在学生面前，学生可快速了解生产装置的构造及功能组成，可通过鼠作对仪器设备进行拆装操作。

（3）反复练习，加深印象。

利用模拟仿真技术可反复练习工艺过程的转换和仪器设备的操作，强化了学生对装置整体操控的意识和能力，这在生产企业现场是无法实现的。

（4）动画演示，提高兴趣。

模拟仿真技术利用三维立体演示并附带配音，在视觉和听觉上吸引学生注意力，从而极大的提高了学生的学习兴趣。

（5）自动评分，成绩公平。

模拟仿真操作过程可由系统自带的评分功能对每个同学的操作进行打分，通过分析学生的操作时间、操作步骤和功能实现情况进行综合评分。

4 存在问题

模拟仿真技术的应用在“多层次多阶段生产实习”教学模式的建立和实施过程中占有重要的地位，并取得了良好的教学效果，但在该技术的具体实施、操作中还存在一些问题：

（1）模拟仿真毕竟不是生产实际，界面展示对于学生的认知也没有现场操作更加深刻。所以，如何使学生模拟仿真后第一时间到企业进行现场实践是很重要的问题，这对生产实习的组织实施提出了更高的要求。

（2）科技发展日新月异，新工艺、新设备层出不穷，企业发展也在快速变化，现有的模拟仿真技术随着时间的推移也需要更新换代，模拟仿真软件的升级或购买需要大量的教学经费，这对于学校的经费配置提出了较高的要求。

5 结语

模拟仿真技术凭借其新颖性、安全性和可操作性，在“多层次多阶段”生产实习教学模式占有重要地位，这种技术的使用对于培养具有综合实践能力和创新能力的专业人才，有较强的针对性、可操作性和高灵活性，实现了教学模式的多样化，使实习内容更加丰富，能够有力吸引学生的实习兴趣，提高实践教学质量。

参考文献

[1] 蒋文明，刘杨，曹学文，等.关于高校油气储运专业生产实习教学的思考[J].中国科技信息，2012（1）：131-132.

[2] 蒙艳玫，秦钢年，卢福宁，等.构建实验教学体系、创建机械工程实验教学示范中心[J].实验室研究与探索，2009（1）：114-116.

[3] 张礼华，王琪，方喜峰，等.以“卓越工程师”培养为目标的专业生产实习的教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2012（3）：16-18.

[4] 常洪伟.啤酒仿真模拟系统在中职教学中的优势分析[J].辽宁教育行政学院学报，2010，27（8）：147，149.

[5] 马玉鹏，刘春，范岭，等.基于XNA的船舶模拟仿真系统的探讨[J].中国新技术新产品，2012（1）：15.

[6] 李立志.经管类院校模拟仿真实验教学体系构建研究[J].现代教育技术，2011，21（9）：113-118.

[7] 县小平.虚拟现实技术概述与发展趋势[J].福建电脑，2008（3）：40，75.

[8] 巨鹏，景兴淇，王志勇.虚拟设计与虚拟现实概述[J].科技信息，2011（26）：286.

生产模拟 篇4

随着我国经济的飞速发展, 电子生产企业在每年也表现出对高素质生产人才的强烈需求。而在目前条件下, 广大职业院校的专业教学水平与现场要求还有种种差距, 导致校园与生产实践的对接存在种种障碍。

从目前职业教育的现实来看, 用人单位对学生职业技能的要求越来越高。对于一线部门, 除了希望让学生掌握专业知识外, 还希望学生尽可能具职业素养。而目前的课程体系将实践分割到不同的课程当中, 学生在分属于不同课程的实践学习中, 能零散接触到实际生产技能。但由于没有现场工作的整体概念, 学生的学习犹如盲人摸象。即使掌握大量的知识及相关基本技能, 但对实际生产过程一无所知, 当学生在工作中面对实际生产问题时, 会表现出强烈的不适应。而用人单位也往往因此对学校的培训质量产生怀疑。所以对原有的实践环节进行改革, 是大势所趋。改革需要培养学生职业素养与生产技能, 在目前体制下, 往往受到了多种客观条件的制约, 而采用计算机图形模拟技术的可视化模拟生产培训系统可以一定程度突破制约, 提高实践教学效率, 成为现有实践模式的有益补充。

2 技术实现

2.1 利用计算机虚拟技术进行电子生产设备模拟

常见实验室设备能较好的完成实践训练项目。但大多数实验室使用专业实验设备, 即使使用现场设备, 但台位数无法满足要求, 而且运行成本高昂。目前计算机虚拟技术相对成熟, 可以利用计算机及模拟技术组成模拟设备。一定程度上模拟实际设备的运行过程及操作特性。利用虚拟技术, 完成虚拟生产、虚拟质检、虚拟质量分析及生产反馈。这样在虚拟设备上可以模拟实际生产面对的许多问题及突发情况, 培养培训者实际问题分析处理能力。对于电子设备模拟而言, 例如波峰焊机, 虚拟设备应有虚拟显示观察窗, 虚拟设备调控面板, 虚拟参数调节, 以及参数反馈。并且还可以利用计算机图片提供虚拟的成品显示及故障判别, 而计算机上的数据库可以记录所有虚拟生产的产品, 虚拟出一定比例故障元件, 同时记录生产质量情况。可以根据这些数据完成故障分析, 推断硬软件故障。

2.2 利用环境模拟方式

实验室可以比较顺利的培养学生的专业知识与技能, 但难以培养学生的职业素养。在实验室环境下, 设备比较密集, 同一设备至少有两到三名同学一起操作。遇到实际问题同组同学或相邻组同学可以互相请教讨论, 这样有助于相互帮助共同提高, 但没有锻炼出学生独立思考, 独自分析解决问题的能力。而实际工作中, 工位上往往只有一人, 所有问题要独立判断, 所以除了在实验室进行专业知识技能培养外, 也需要进行职业素养锻炼。这种职业素养包含了独立现场分析解决能力, 认真仔细的工作习惯等。

进行职业素养培训, 在真实的工作环境中实习是效率最高的, 但是由于客观条件的限制, 有限的时间、经费都不可能保证每门课程都有合适实习机会。如果能找到一种突破时间经费限制, 较好模拟工作现场的方式, 将极大提高实习效率。我们可以将实践模拟设备按照现场环境布置, 设置实训项目时也尽量依照现场工作工序, 即使模拟设备无法生产真实成品, 但可以模拟出现场工作工序, 现场故障处理方法及解决手段, 进行工作过程分析等训练, 让学生适应一线生产的能力大幅度提高。采用与现场一致的管理模式, 能让学生提前熟悉生产氛围。如有条件还可以模拟多班倒, 设立虚拟管理岗位, 多方位多层次提高学生的综合职业素养。

3 系统构成

3.1 系统基础设备

本模拟生产系统方案主要有两大部分组成。模拟软件部分是集视频播放, 界面模拟, 数据库管理于一体的软件系统, 并可以通过网络与中心服务器连接。视频播放与界面模拟采用flash技术实现。而数据库管理利用SQL记录生产数据, 通过图片数据库模拟显示成品与故障瑕疵。

硬件系统由计算机与外壳构成, 由计算机显示屏构成现实界面, 控制面板可以独立通过串口连接至计算机也可以由软件构成虚拟面板显示。外壳由塑料构成, 内置支架放置计算机, 外形和体积近似模拟实际设备。其中由于对计算性能要求不高, 院校可使用闲置计算机安装模拟软件来降低成本。外壳和支架需重新添置, 如有条件, 外壳可以更换以模拟不同设备。

3.2 系统环境

设备安放设置尽量贴近生产一线以提高拟真度。各个机位之间要有一定空间, 而周围环境布置要具备拟真度, 减少不必要的环境干扰。

3.3 系统网络环境

由于每一台或多台构成模拟生产线, 所有计算机通过网络连接至中心服务器上, 中心服务器可以监察各个生产线的工作状态, 并动态更改不同模拟设备台位的工作状态与故障率。

3.4 系统运行模式

指导教师通过中心服务器设置各个生产线的工作状态。然后学生按照班组进入实训环境, 监控并操作虚拟设备, 观察虚拟成品, 完成质量检测, 并填写故障等单据。连续完成一个班次时间后, 通过对比数据库记录核对各班组查错等情况, 并完成故障分析及故障处理的训练。这样通过虚拟设备的运行既加深了理论知识的理解, 又锻炼技能, 还增加实践经验, 综合提高职业素养。

5 结语

整个系统技术基础成熟, 技术难度低, 总成本低廉。而可以一定程度上取代数百万的实际生产设备供学生完成生产实习, 培养实践技能, 并可以在校内模拟生产实践环境, 取得部分生产实践的知识。而且系统建立在可视化的基础之上, 通过视频, 可视化交互操作等多种手段帮助学生加深理解实际生产过程与生产技术要点。本系统的不足是整个系统仍然建立在虚拟生产的基础上, 与真实生产, 真实环境还是有一定的差距。所以系统不能完全取代现场实习, 只能作为现场实习的有益补充。只有与普通实训, 现场实训有机结合起来, 才能发挥本系统的最大功效。

参考文献

[1]李利花, 李迟生.浅析单片机实验教学仿真系统实现的关键技术, 中国科技信息, 2009, 13.

[2]尹子民, 孙辉, 魏颖辉.情景模拟教学法的初探, 辽宁工业大学学报 (社会科学版) .

[3]唐汝元, 唐春霞, 王红梅.网络仿真实验系统设计与实现, 装备制造技术.

ERP沙盘模拟生产总监总结 篇5

作为生产总监，本人还要结合市场预测及市场需求制定生产计划，做好生产成本控制，有选择地进行设备的投资，保持与企业客户订单相匹配的产能，与财务部门和销售部门做好沟通，保证按时完成客户的订单。

说实话，我们组在刚开始练习的时候并不顺利，小组成员意见太多，并且没有一个清晰的思路，作为生产总监的我，对于本职工作也比较被动，没有什么意见想提。刚开始，公司决定先买小厂房后期再卖换租大厂房，这就大大加大了我们的运营成本。还有就是到了需要维建生产线的时候没有维建，而且是每种生产线都建一条。由于有4种生产线我们第一年就能产p1，而且第一年自动先和柔性线生产周期只要1季，所投放的广告量为6M。对于相同状况的企业，我们企业投放的广告量偏少，但在头一年的生产经营里影响并不大。由于所争取的订单数量只有一个，企业在第一年的生产中按时完成了订单，但有一些库存成品，企业未能获利。

在第二年的生产经营中，我力排众议申请长贷租了个大厂房建4条手工生产线，投资25M。并且开始对P2、P3产品进行了研发，其投资量分别为4M和8M。我组还进行了新市场开拓和产品ISO资格认证投资，具体情况是ISO9000投资1M。实际上我是反对p3研发和产品ISO资格认证投资。因为我的想法是主打p1、p2。5条手工线全力生产p1和p2，半自动生产p1，自动线生产p2，柔性线随时转产生产缺货。本年企业的广告投入量是2M，获得了2个产品订单，由于上年的库存产品再加上产品订单的量较小，还是很轻松的完成了订单。并且还有存货，可见这次的广告投入量还是偏少，导致订单少，产能过剩。因此本期仍没获利。

在第三年的经营中，吸取以往经验，从订单的量和企业的产能上考虑，小组投入了4M的广告量，在本地和区域p1、p2各投1M，拿到了4个订单，这次的广告投入量相对比较合理，企业顺利完成了订单要求。并继续对新产品投币进行研发，新市场开拓和产品ISO资格认证投资也在稳妥进行。因此P3产品在本年研发成功，ISO9000取得资格认证，国内市场也在本年开拓完成。

在第四年的生产当中，虽然进入了国内市场、新产品p3也研发成功，但由于本企业现金的短缺，而且我认为转产p3并不能带给我们更大的效益，而且库存和原料也难以解决。但由于本企业现金的短缺，如果本年不能接到6个单，那我们就可以宣布破产了。但是因为我们产能很足，还有6个p1、6个p2的库存，我们决定拿出6M在本地、区域、国内p1与p2各投1M，争取6个订单。虽然销售目标达到，但因为资金短缺、贷款利息的拖累，本期企业盈利甚微。

第五年的生产经营相比前几年经营状况较好，产能依旧很足，有库存。不过因为第六年要还贷款，我们把先前买的小厂房贴现了28M。照旧的花最少的广告费接最多的单，6个大单。我们这年结束现金到达了93M。虽然还完长贷还剩十几M，但是我们六年第1季上来还能应收账款28M。

第六年，我们平稳的等待模拟的结束，没有大力生产，没有放肆借贷。

这六年运营的很艰辛，中间出现了很多困难，但是每次出现困难，我们都一起面对，比如说生产线的投资、产品的研发、产品的预算、广告费的投入、购买订单的价格等等每次都在失误中总结经验，想办法，然后继续走下去。通过进行这次沙盘模拟，我学到了很多东西。

第一、作为生产总监，在企业运营前一定要和营销总监沟通，知道本企业的主打产品，根据市场预测，合理的理性的研发产品、购买生产线、研发产品是否能够跟得上生产线的投资。在研发产品这方面，我这次深深的体会到了自己的失误。第二、在生产的过程中，生产线很关键，它直接影响着产量，柔性线让的0转产期、短生产周期，高效率给我们接单创造了很大的余地，5条手工线我们更是不停的生产转产着p1、p2.不过总结一下还是自动线性价比最高。第三、应该和财务总监做好沟通，把下一年的生产预算做清楚，需要多少资金，第几季度可以交货。需不需要贷款解决资金流 这一点在这次沙盘模拟中做的还是很好。第四、必须算清楚原材料和原材料入库，生产部分必须仔细。否则会给财务总监带来很大的麻烦，这次沙盘模拟中，原材料入库和原材料，还是出现了几次问题，让p2生产停滞。第五、生产线和厂房的变卖和财务商量。在适当的时候，做到生产线和厂房变卖，既有了资金回收入企业，也不扣掉企业的权益。在这次运营中，第唔年的时候变卖厂房转租，有了资金的回收，也不影响生产，还好没到破产边缘变卖生产线。第六、在生产方面必须做出一个长期规划。

随机生产模拟在电力系统中的应用 篇6

1 随机生产模拟方法简介

1.1 随机生产模拟方法的涵义与功能

电力系统随机生产模拟出现于上世纪60年代末期, 是一种通过优化发电机组的生产情况, 考虑机组的随机故障及电力负荷的随机性, 从而计算出最优运行方式下各电厂的发电量、系统的生产成本及系统的可靠性指标的算法。随机生产模拟是传统的电力系统规划与运行的基本分析工具之一。近年来, 随着新能源并网技术的不断发展以及电力市场的兴起, 电力系统的随机性增强, 涌现出更多的随机生产模拟新算法, 以适应现代电力系统发展要求。随机生产模拟已成为电力系统进行技术经济分析的重要工具。

1.2 随机生产模拟方法的分类与发展

随机生产模拟已有多种比较成熟的方法, 大致可以分为解析法和模拟法两类。解析法主要有标准卷积法及以此为基础而发展起来的多种方法, 如:等效电量函数法 (EEF) 、累积量法、分段直线逼近法 (PLA) 、分块法、正态混合近似法 (MONA) 、快速傅里叶变换法 (FFT) 等。

2 随机生产模拟方法在电力系统规划及可靠性分析中的应用

2.1 在电源规划中的应用

电源规划工作是电力系统所存在的一项极为重要的关键因素, 其自身的目的就是为了对某个时期的负荷需求情况进行预测, 以此来找出一个更好、更经济的电源开发方案。并且还能偶为电源的规划工作提供更为良好的可靠性、成本分析方式。

以我国使用较为广泛的JASP软件作为案例, 这其中主要形容的就是把素以及生产模拟直接应用到经过优化的模型中去, 并且在各项投资决策条件已经完全既定的情况下, 再对电力方案中各项运行成本进行逐年次的优化、计算。而在随机生产模拟中, 所必须要进行考虑的就是在规划期之内所可能出现的例如强迫停运、电力负荷波动等多个方面的影响因素。利用随机生产模拟的方式, 能够切实有效的得到电能生产应当达到的标准产能、生产费用、电源可靠性等, 同时其模拟得到的结果还能够为电源的相关规划决策工作提供极为良好的信息依据。通过以上思路, 我们可以通过等效电量函数的方式来对电能生产过程的实际成本进行全面详细的运算。同时, 还能够使用累积量法的方式来计算出电源规划中涉及到的各项经济性指标以及可靠性指标, 依据计算的结果能够明显发现, 该方式的计算速度极为迅速, 其占用储存的容量也较小。

2.2 在系统可靠性分析中的应用

电力系统自身所具有的可靠性主要就是形容电网在提供电能的过程中, 无论是在任何运行条件之下, 都应当保持良好的供电质量。而在对电力系统可靠性能进行分析的过程中, 主要针对系统的状态性质来作为分析的依据, 并且可以将这一方面划分成为系统充裕性、安全性两个不同方面的内容。对于电力系统安全性分析的研究还处于初始阶段, 研究较少, 本文所述可靠性分析主要是指系统的充裕度分析。充裕性表明系统设施是否能充分满足用户的负荷需求和系统运行的约束条件。

3 随机生产模拟方法在电力系统运行中的应用

3.1 在机组组合中的应用

机组组合问题是指电力系统中, 在受到设备和操作的约束下, 确定发电机组调度安排的问题。在该决策过程中, 要确定机组的启停、燃料类型、每台发电机组的发电量、适时的燃料混合, 以及备用电量。解决机组组合问题的方法有很多, 例如启发式方法、动态规划法、混合整数规划法、分支定界法、拉格朗日松弛法等。

将随机生产模拟应用到机组组合问题中, 其主要作用是根据所拟定的发电机组调度安排方案, 用随机生产模拟的方法计算出各个方案的经济性可靠性指标, 为各个方案的分析考核及优选提供依据。考虑到在实际应用中, 发电机组的故障率并不是常数, 根据这一情况提出基于机组的故障浴盆曲线的失效模型及期望更新费用模型, 通过等效电量函数法, 从发电系统角度分析了变化的机组不可靠度对系统可靠性费用、生产费用及机组更新费用、检修费用的影响, 并以规划期内总费用最小为目标安排机组停运, 以规避该因素的影响。

3.2 在电力市场中的应用

随机生产模拟是电力市场中进行电能成本分析, 电价预测和发电调度管理的有力工具。针对热电联产系统, 对传统随机生产模拟方法做出改进, 提出用热电联合概率密度函数代替传统的持续负荷的概率密度函数, 经卷积得到等效负荷概率密度函数, 从而可对系统进行经济性分析。

4 结论

综上所述, 本篇文章对随机生产模拟的方法进行了描述, 并且归纳了其中所常见的多种方式, 并且概括了近几年来广泛使用的几种模拟改进方式。从文章的内容中, 可以明显的看出, 在当前电力系统市场化持续改革的过程中, 系统自身无论是运行, 还是电能贸易中都存在着极大的不确定性, 并且电网企业、发电企业都分别在这一过程中成为了一个完全独立的经济体系, 以往的传统电力系统运行也逐渐的发生了极大的变化。为了能够最大限度的避免电力系统出现不确定因素, 就必须要将随机生产模拟法应用到电力市场中, 从而对电力市场机制进行改变。

摘要：在电力系统生产运行的过程中, 所涉及到的随机生产模拟是一项极为关键的经济技术分析工具, 该工具能够为电能生产成本计算、系统规划、系统分析等方面起到极其重要的作用。本篇文章主要介绍了随机生产模拟的几种不同方式, 以及基于节点故障模拟等方面的改进, 主要针对蒙特卡罗法在电力系统中的应用进行了全面详细的探讨, 以期为其他电力企业发展的过程中提供参考。

关键词：随机生产模拟,电力系统,规划,运行,蒙特卡罗,风电

参考文献

[1]王晓滨, 郭瑞鹏, 曹一家, 余秀月, 杨桂钟.电力系统可靠性评估的自适应分层重要抽样法[J].电力系统自动化.2011 (03)

[2]姜文, 严正, 杨建林.计及风电场的发输电可靠性评估[J].电力系统保护与控制.2010 (22)

生产模拟 篇7

电力系统中的随机生产模拟方法在上个世纪60年代后期就已经出现, 它是对发电机组的生产进行优化, 并综合考虑发电机组的随机性故障与负荷的随机性, 进而计算出电厂在最优化地运行方式下的发电量、电力企业生产成本以及电力系统可靠性的指标。这种方法是分析传统电力系统中计划与运行的重要工具之一。当前, 随着新型科学技术的快速发展和现代电力市场的日益兴起, 整个电力系统的随机性也不断增强, 为了适应电力系统的发展要求, 更多新型的随机生产模拟算法更是不断涌现。其中, 随机生产模拟方法已经成为现代电力系统分析研究十分重要的工具。

当前, 国内外已经存在许多电力系统随机生产模拟的程序, 其主要运用于分析电力系统的规划与可靠性、电能成本的计算等方面。虽然不同程序的结构与算法不尽相同, 但其基本的功能是大致相似的, 比如在模拟期间为各类发电厂提供发电量、分析电能的成本等。同时, 在制定电力系统运营计划的时候, 随机生产模拟方法还能够起到为处理各种运行问题提供相关数据的作用, 比如依照各个时期的运行指标进一步优化或调整检修发电机组的具体计划, 再比如依照各个时段的运行指标优化同其他电力系统进行电力或电量交换的方案等。

在当代的电力市场中, 随机生产模拟方法必然会在电价的预测与监管、辅助性服务的定价以及评估投资的风险等诸多方面发挥其重要作用, 必然会具有非常广阔的发展前景。

2 随机生产模拟在电力系统可靠性评估中的应用

与传统电力系统采用的可靠性算法相对比, 随机生产模拟方法不仅能够反映出电力系统的电量约束等运营状况, 还可以为企业提供许多与成本相关的信息。所以, 其应该在未来的可靠性评估与辅助性服务的分析中发挥重要作用。

2.1 电力系统的可靠性评估

对电力系统进行可靠性评估通常是通过对电源和负荷的分析与研究实现的, 这种评估不仅与发电厂的容量、系统的发电量以及系统的负荷相关以外, 还会受到许多其他因素的影响, 比如电力系统中水电站的水文状况等。

随机生产模拟方法能够同时关注系统机组随机性故障的特征与水文特征, 我国许多电力系统的水电比重相对较大, 各个水电站在不同月份的来水量存在较大区别, 系统在枯水季受水量限制可能会出现巨大的空闲容量, 而随机生产模拟这一方法能够有效地解决此种问题。

2.2 制定机组的检修计划

定时检修电力系统中的发电机组, 对于系统运行的可靠性有重要影响。制定发电机组的检修计划实际上是带有约束性条件的优化问题。如果检修计划能够满足全部约束性条件, 那此计划就是可行的。而在众多可行性方案当中, 存在最佳目标函数值的就是最优方案。通常, 约束条件可以分成时间性约束、间隔性约束、连续性约束以及周期性约束等。而系统优化的主要目标则应是在满足机组检修要求与约束的情况下, 尽量减小停运对电力系统正常运行的不利影响, 提高电力系统的安全性和经济性。安排检修计划的常用方法包括等风险度法、等备用容量法、等备用率法等, 这些都可以采用随机生产模拟方法来实现。比如等风险度法指的就是在全面考虑电力与电量等约束性条件的前提下, 运用随机生产模拟这一方法计算出检修中各个时段可能存在的风险度, 以寻求能够使各个时段可靠性尽量相等的机组检修计划。

3 随机生产模拟在电源规划和电力系统运营中的应用

3.1 在电源规划中的应用

电源规划在电力系统规划具有重要地位, 其主要目的是按照某个时期的负荷需求进行预测, 在满足电力系统可靠性水平的时候, 寻求最具经济性的电源开发计划。而随机生产模拟方法正是电力系统电源规划进行成本分析与可靠性分析的重要方法之一。当前, 较为常用的电源规划软件有WASP与JASP等, 这两个方法都会把电源规划分解为两个主要组成部分, 即电源的投资与生产的优化决策。

现在以JASP软件举例说明, 该软件主要是把随机生产模拟方法运用到电力系统的生产优化数据模型中, 在既定地投资决策条件下, 对系统的运行成本逐年地进行优化性计算。在运用随机生产模拟方法时需要关注在规划期内的比如发电机组的非计划停运、电力负荷的随机性波动、不确定性的水电厂来水等各种因素。通过应用随机生产模拟方法, 可以获得电力系统方案中各个发电机组的生产费用、期望的生产电能以及电源的可靠性指标, 为决策电源的规划提供精确性的反馈信息。

3.2 在电力系统运营中应用举例

例如, 随机生产模拟在电力系统发电机组组合中的应用:发电机机组的组合主要指的是在电力系统受设备与操作的约束之下, 确定机组的调度与安排等问题。在此决策中, 需要明确各机组的发电量、机组的启停、燃料的种类及系统的备用电量等具体内容。发电机组组合问题的解决方法主要包括分支定界法、动态规划法以及混合整数规划法等等。在发电机组的组合中运用随机生产模拟方法, 其主要功能就是按照既定的机组调度与安排计划, 计算各具体计划的实用性与经济性指标, 以便为各个计划的分析、考核以及优化提供重要依据。

结束语

电力系统中的随机生产模拟方法是通过对发电机组的生产状况进行优化, 关注发电机组中的随机性故障与负荷的随机性, 以便计算出各个电厂在最优的运行状况下的发电量、电力系统的生产成本以及可靠性指标, 它已经广泛地应用在电力系统的生产成本分析、可靠性评估等许多方面。在现代电力市场中, 各个市场主体都想获得更大的经济效益, 故而会更加重视经济和安全的协调。而随机生产模拟方法可以很好地完成电力系统经济性和安全性的评估, 为电力系统的调度以及为发电厂商提供安排电力系统运营方案的重要工具。在不久的将来, 相信随机生产模拟在电力系统中一定会获得更为广泛的应用与发展。

参考文献

[1]李林川, 王锡凡, 王秀丽.基于等效电量函数法的互联电力系统随机生产模拟[J].中国电机工程学报.2010 (3) .[1]李林川, 王锡凡, 王秀丽.基于等效电量函数法的互联电力系统随机生产模拟[J].中国电机工程学报.2010 (3) .

[2]周景宏, 胡兆光, 田建伟等.含能效电厂的电力系统生产模拟[J].电力系统自动化.2010 (18) .[2]周景宏, 胡兆光, 田建伟等.含能效电厂的电力系统生产模拟[J].电力系统自动化.2010 (18) .

[3]王秀丽, 陈皓勇, 甘志.应用随机生产模拟的发电系统可靠性评估方法[J].电力系统自动化.2009 (23) .[3]王秀丽, 陈皓勇, 甘志.应用随机生产模拟的发电系统可靠性评估方法[J].电力系统自动化.2009 (23) .

[4]Caramanis M Fleck W Stremel J et al.Probabilistic ProductionCosting, An Investigation of Alternative Algorithms.Electrical PowerS Energy Systems.2010 (2) .[4]Caramanis M Fleck W Stremel J et al.Probabilistic ProductionCosting, An Investigation of Alternative Algorithms.Electrical PowerS Energy Systems.2010 (2) .

生产模拟 篇8

广东技术师范学院从天津龙洲教仪购入了一套“ME093399型机电一体化实训装置”,学生可通过电气实训或生产实习逐步建立起以工业现场控制为对象的实物模型仿真系统。下面介绍检测单元监控系统设计。

1 ME093399型机电一体化实训装置概述[1]

1.1 工艺流程简介

ME093399型机电一体化实训装置是一条自动化模拟生产线,其示意图如图1所示,由图可知,每一道工艺均由置放工件托盘的传送带连接。工艺过程如下:

送料单元(站点1)完成装配主体准确下落到工件托盘;加盖单元(站点2)完成将上盖装在主体上;穿销单元(站点3)完成将销钉准确装配到上盖与工作主体中,使三者成为整体,成为工件;模拟单元(站点4)完成对工件的加热、涂色和温度控制;检测单元(站点5)完成工件的检测,分别进行销钉材质的检测(金属、塑料)和工件颜色检测(深色、浅色)以确定工件是否合格;分检单元(站点6)完成合格工件与废品工件的分类;叠层立体仓库(站点7)可根据检测单元检测结果(金属、塑料、深色、浅色),完成按类将工件传送到立体叠层仓库中。

1.2 检测单元的任务分析与要求

检测单元的任务是待自动化模拟生产线上的托盘将装配好的成品(经过组装与温度处理的工件)

送入检测单元后,进行完工后测试。确定工件是否齐全,并对销钉的材质(金属、塑料)和工件的颜色(深色、浅色)进行测试。合格者输出合格信号,合格品就发出存贮仓库的原号将同样销钉的工件存放在一起;不合格者输出废品信号,废品就放入废品框。

2 检测单元设计与组态

自动化模拟生产线的每一道工艺均由置放工件托盘的传送带连接,由装于底层的传送电机拖动。该电机为单向运转,由接触器控制,FU1做短路保护,FR1做长期过载保护。止动气缸控制检测单元工作的起停,断电时,止动气缸阻止放行,开始检测工件的各项指标,检测完毕时通电,止动气缸放行。止动气缸由电磁阀控制。

2.1 PLC的外部电路设计[1,2]

(1)自动化模拟生产线有手动/自动2种工作方式,由转换开关S A进行选择。系统正常工作时,

将S A置于“自动”模式,此时按下总起动按钮,起动底层传送电机,生产线从送料单元开始工作,按顺序步进直至将工件传送到立体叠层仓库中,一个工作周期结束。停止工作时,按下总停止按钮,传送电机立即停止;系统检修调试时,将S A置于“手动”模式,此时按下本站点起、停按钮,可起、停底层传送电机,进行调试。为防止检测单元的紧急故障,还增加了急停按钮。

(2)检测单元装有止动气缸限位开关,用于检测气缸的到位/复位;装有电容式、电感式、激光式、色差式等各种传感器,用于进行托盘到位检测、工件检测、上盖检测、材质检测、色差检测、销子检测。

2.2 PLC选型与I/O资源分配

根据以上设计可知,该系统有1 1个输入点,2个输出点,且接触器与电磁阀线圈所加电压一致,均为220V。因此,本设计选择西门子的S7-200系列CPU224型PLC。该型号PLC的主机箱体外部设有RS-485通信接口,可以连接编程器、P L C网络等外围设备,它有14个输入点数,10个输出点数,且最多可以扩展7个模块,完全满足本设计的基本要求。

检测单元的I/O地址如表1所示,PLC的外部接线图如图2所示。

2.3 检测单元控制系统的软件设计

检测单元的工作过程如下:

(1)当托盘带工件进入本站后,进行2 s延时。

(2)延时过程中检测托盘上的工件情况,检测工件的主体,工件是否有上盖,是否贴标签,(贴标签为合格产品,无标签则为废品,将进入废品回收单元);检测是否穿销钉,若穿销钉,分析销钉的材质为金属还是非金属,置相应的标志位,以便在分检和料仓中做判断标志使用。

(3)2s后,检测完毕止动气缸放行,进入下一站,同时进行2s延时。

(4)2 s后止动气缸复位,该站恢复预备工作状态。

根据上述工作过程,设计软件流程如图3所示。

2.4 检测单元的组态设计[3]

组态软件可以从PLC等设备中实时采集数据,发出控制命令并监控系统运行是否正常,它充分利用W i nd o w s强大的图形编辑功能,以动画方式显示设备的运行状态,构成监控画面,并可以生成报表、历史数据库等。为了便于对检测单元工作的监控,本设计采用组态王6.53软件建立的监控界面,其组态过程简述如下:

(1)在组态王工程浏览器树形目录中选择设备子项COM1,设置通信参数如下:波特率为9600,数据位为8,停止位为1,偶校验,串口选择RS-485。

(2)利用组态王“数据库”中的“数据字典”并根据前面确定的I/O地址设置相关变量。

(3)利用“工具箱”内的组件建立组态画面,并通过“动画连接”在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立联系,当变量的值改变时,在画面上以图形对象的动画效果表示出来。

(4)通过“运行系统设置”将运行系统的基准频率设置为100ms。

(5)通过应用程序命令语言,在打开对话框的“运行时”选项卡中输入检测单元的软件设计程序。

监控界面中,由相关按钮执行启动、停止、急停、手动/自动转换等功能。检测分类框中的每一个工件都设置了隐含功能。

3 结论

本设计以PLC和组态软件为平台,利用PLC来完成检测控制系统的控制任务;利用组态软件提供的P L C的I/O驱动程序、开放式的数据库和画面制作工具完成了一个具有动画效果、实时数据处理显示功能的组态界面;由于采用了面向对象的编程方法,控制过程直观易懂,便于学生观察学习。目前,该设计程序和监控画面均可在生产线应用。

摘要：以“ME093399型机电一体化实训装置”为研究对象,通过对生产线工艺流程的了解和对检测控制单元的任务分析与探究,找出了输入输出量并分配了I/O地址,进行了软硬件设计;以PLC和组态软件为平台,完成了一个具有动画效果、实时数据处理显示功能的组态界面;设计程序和监控画面均可在生产线应用。

关键词：自动装配线,检测单元,PLC,MCGS组态软件

参考文献

[1]龙洲教仪.ME093399机电一体化实训系统[Z].天津:龙洲教仪公司,2003

[2]袁任光.可编程序控制器选用手册[M].北京:机械工业出版社,2003

生产模拟 篇9

企业经营沙盘模拟课程是一种理论知识与社会实践相结合的教学方法, 因而沙盘模拟课程已经成为很多高校会计学和管理学等专业本专科生的必修课程, 但其教学效果却参差不齐。究其原因主要在于沙盘教学目前尚无现成的教学模式与体系可供借鉴与参考, 都需教师自己开发, 而这又决定了教授这门课程的教师必须精通企业管理、财务会计、技术经济等专业知识, 这就要求教师要有比较综合的知识素养。而目前高校的教师较为匮乏, 师资队伍建设滞后, 阻碍教师起主导作用。笔者根据多年的实践, 总结出一套固定资产投资决策的方法。

二、生产线的投资决策分析

(一) 沙盘中几种生产线的基本情况对比。

在沙盘中共有手工线、半自动线, 全自动线和柔性线四种生产线可供选择:其各种重要指标进行比较分析如下, 生产效率———手工线:3期生产一个产品;半自动线:2期生产一个产品;全自动线和柔性线均为1期生产一个产品。比较结果:全自动线和柔性线生产效率最高, 而柔性线又无需转产周期, 可随意生产任何产品, 因此, 生产效率应为四种生产线中最高。这也反映了科技在提高生产率中的作用。购置费———手工线5M;半自动线10M;全自动线15M;柔性线20M。也反映了设备的效率、复杂程度、科技含量与价格的正比例关系。折旧费 (或使用费用) ———手工线1M/年;半自动线2M/年;全自动线3M年, 柔性线, 4M/年。以上3项指标比较, 可以看出, 生产效率和价格高度正相关, 生产效率和折旧也正相关, 即生产效率高, 技术水平高的设备, 价格一定高, 且使用成本 (主要是折旧和维修费) 也高, 这就使决策者面临难题。笔者从实践中总结出, 应从固定资产投资指标选择和生产布局中的使用费用两方面加以考虑。

(二) 从未来收益指标分析。

在进行生产线投资时, 一般的思路是选择能够带来更高预期收益的设备。遵循这一思路, 结合沙盘实际, 笔者建议选择以当期长期贷款利率 (10%) 为折现率的净现值法作为生产线投资决策的指标。以P2产品, 6年为经营周期为例进行分析, P2产品结构为P2=R1+R2, R1, R2代表原材料, 每个R1, R2价值1百万, 同时上线生产时需支付1百万的人工费, 即P2产品的生产成本为3百万, P2产品市场售价为7百万左右, 毛利为4百万。

1. 手工线生产。

1个P2产品/台/年, 创造毛利4百万。期初生产线投资P0=5M, 折现率=10%, 经营周期6年, 残值1M。则其未来6年净现值 (NPV) 为:

2. 半自动线。

2个P2产品/台/年, 创造毛利8百万。期初生产线投资P0=10M, 折现率=10%, 经营周期6年, 残值2M。则其未来6年净现值 (NPV) 为:

3. 全自动线。

4个P2产品/台/年, 创造毛利16百万。期初生产线投资P0=15M, 折现率=10%, 经营周期6年, 残值3M。则其未来6年净现值 (NPV) 为:

4. 柔性线。

4个P2产品/台/年, 创造毛利16百万。期初生产线投资P0=20M, 折现率=10%, 经营周期6年, 残值4M。则其未来6年净现值 (NPV) 为:

(三) 从生产线使用费用指标分析。

从生产线使用费用指标看, 材料费、加工费、管理费, 广告费, 厂房租金, 新市场开拓, ISO资格认证, 产品研发, 信息费属于无关成本, 影响不同生产线成本决策的主要是折旧费、设备维护费和利息费, 这是做生产线成本决策的相关成本。因此, 以折旧和利息费为基础建立相关生产线的成本模型。

1. 手工线。

购置费5M, 假定无需贷款, 因此, 其主要使用费用为1M折旧费+1M维修费=2M, 手工线每年生产一个产品, 因此, 每个产品应摊使用费用2M, 多布置一条生产线, 多摊2M费用, 费用与生产线数量成正比增长。建立它的数量-成本模型:C1=2X+5 (每4条生产线占据一个厂房, 以后增加生产线则需购置或租用厂房) 。

2. 半自动线。

购置费10M, 假定无需贷款, 因此, 其主要使用费用为2M折旧+1M维修费=3M, 半自动线每年生产2个产品, 每个产品应摊使用费用3/2M, 多布置一条生产线, 多摊3/2M费用, 费用与数量成正比增长, 每4条生产线占据一个厂房, 即增加生产8个产品则需购置或租用新厂房。建立它的数量-成本模型:C2=3/2X+10。

3. 全自动生产线。

购置费15M, 假定购置时需贷款10M, 而贷款在安装前取得, 利息不随生产数量呈线性变化, 可将其视为固定费用核算。因此, 其主要使用费用为折旧3M+维修费1M=4M, 半自动线每年生产4个产品, 每个产品应摊使用费用1M, 多布置一条生产线, 多摊1M费用, 费用与数量成正比增长, 构成变动成本, 利息构成固定成本, 建立它的数量-成本模型:C3=4X+15。

4.柔性生产线。

购置费20M, 假定购置时需贷款10M, 而贷款在安装前取得, 利息不随生产数量呈线性变化, 可将其视为固定费用核算。因此, 其主要使用费用为折旧4M+维修费1M=5M, 半自动线每年生产4个产品, 每个产品应摊使用费用5/4M, 多布置一条生产线, 多摊5/4M费用, 费用与数量成正比增长, 构成变动成本, 利息构成固定成本, 建立它的数量-成本模型:C4=5/4X+20。

(四) 总体分析。

通过以上两个方面的分析, 可以看到, 从未来收益指标上看, 四种生产线中, 自动线会带来最高的预期收益 (52.92M) , 因此, 自动线是四种生产线中的最优选择。依据不同的使用费用, 分别建立了四种生产线的成本-数量模型, 依据四种模型进行分析, 购置费成为固定费用, 折旧和维修费为变动费用。把四种生产线模型代入坐标中, 会得出如下结论:当手工线在一定的生产量内, 其使用费最低, 但超过此量后, 则凸显出, 自动线使用费和生产效率的相对优势。以上仅是定量分析, 同时应结合实际情况, 进行定性分析, 如柔性线虽然价格贵, 但机动性最好, 不同产品的小批量、多批次, 混合投料, 大大增加了市场上不同产品的选择性和竞争性。

三、结语

通过沙盘模拟教学体系的建立, 为教师进行理论教学和实践教学研究搭建了一个基础平台, 也为师资交流创造了基础环境。ERP盘模拟教学体系的建设, 不仅有利于进行科研课题的研究与开发, 而且还有助于综合性实践教学以及企业案例、行业案例库的建立同时也有助于增强学校综合科研能力, 提升科研水平。总之, ERP模拟教学是适应应用型经管专业人才培养需要的一种教学手段。

参考文献

[1]赵晓铃.透视ERP沙盘模拟实践实训课程[J].中国管理信息化, 2004

[2]王新玲等.ERP沙盘模拟学习指导书[M].北京:电子工业出版社, 2005

[3]樊晓琪等.ERP沙盘实训教程及比赛全攻略[M].上海:立信会计出版社, 2009

生产模拟 篇10

传统色谱分离技术采用固定的色谱塔进行, 先进入一定量物料, 然后采用洗脱剂不断洗脱, 在同一出口在不同时间段就可接到不同的产品组分, 此过程分离效率低, 分离效果差。目前工业上采用的色谱分离技术多为模拟移动床色谱分离技术 (Simulation Moving Bed) , 简称SMB技术。SMB技术最早出现于上世纪六十年代, Broughton的专利中利用阀切换技术改变进样、流动相注入点及分离物收集点的位置来实现逆流操作, 产生相当于吸附剂连续向下移动, 而物料连续向上移动的效果。这种设备的生产能力和分离效率比固定吸附床高, 又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流, 操作连续化, 总柱效高, 流动相消耗量少, 在工业上得到了广泛应用。但SMB分离技术只能够进行二元组分的分离, 应运而生的SSMB (顺序式模拟移动床色谱分离) 技术则有效解决了这一难题。SSMB是一种间歇顺序操作的模拟移动床, 增加了可以供分离中间组分流出的出口, 并采用了间歇进料、间歇出料的不同顺序、不同程序的运行模式, 传统SMB的每一步均被分为3～4个子步骤进行, 实现了三种不同组分的分离, 大大提高了产品纯度, 同时得到高纯度副产物, 有效降低了成本。

功能性低聚糖是指对人、动物、植物等具有特殊生理作用的单糖数在2～10之间的一类寡糖, 主要包括低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、水苏糖、棉子糖、低聚木糖等。其甜度一般只有蔗糖的30%～50%, 具有低热量、抗龋齿、防治糖尿病、改善肠道菌落结构等生理作用, 在功能性食品的配料中十分重要, 正日益受到消费者的青睐。功能性低聚糖的生产一般是以淀粉或蔗糖为原料利用糖苷酶的糖基转移作用进行的。由于糖苷酶对底物专一性要求不高的催化特性, 功能性低聚糖的转化率较低, 产品中除含有目标产品功能性低聚糖外, 随产品种类不同还含有大量的葡萄糖、蔗糖、麦芽低聚糖等副产物。这些副产物的存在, 在很大程度上降低了功能性低聚糖的生理功能。因此, 功能性低聚糖的分离纯化已成为生产厂家亟待解决的研究课题。然而, 由于功能性低聚糖产品成分复杂且往往性质较为接近, 其分离纯化就变得比较困难, 常规分离法如结晶法难以适用。目前虽已有数种功能性低聚糖产品的纯度达到90%以上, 但由于生产成本高而影响其生产和使用。因此, 开发功能性低聚糖的新型低成本分离方法将大有前途。

目前, SMB和SSMB技术已广泛应用于医药、生物、精细化工工业中, 显示出良好的应用优势。在功能性低聚糖的分离纯化中也表现出了良好的应用特性和成本优势, 现就模拟移动床色谱分离技术在几种主要功能性低聚糖生产中的应用进行介绍。

色谱分离技术在低聚异麦芽糖产品分离纯化中的应用

低聚异麦芽糖 (Isomaltose) 是2～8个葡萄糖分子以α-1, 6糖苷键连接起来的寡糖。通常情况下, 低聚异麦芽糖不被酵母所发酵, 系非发酵性低聚糖。低聚异麦芽糖能有效的促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长繁殖, 故又称为“双歧杆菌生长促进因子”, 简称“双歧因子”。经多年临床与实际应用表明, 双歧杆菌有许多保健功能, 而作为双歧杆菌促进因子的低聚异麦芽糖自然就受到了人们的关注。

目前生产低聚异麦芽糖最常用的方法是利用α-D葡萄糖苷酶的糖基转移作用。在生产过程中, 由于转苷酶的转化率较低, 粗产品中含有大量的葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖等非功能性糖, 同时还含有大量聚合度4以上的糖类, 大大影响了产品的功能性。目前使用较为广泛的低聚异麦芽糖500产品, 功能性三糖 (异麦芽糖+异麦芽三糖+潘糖) 含量仅在35%～38%, 经过发酵精制后的900产品中功能性三糖的含量也只有45%～49%, 且发酵过程中葡萄糖全部被微生物消耗, 不能得到有效利用, 提高了产品成本。

传统的模拟移动床应用于低聚异麦芽糖的分离, 由于只能实现两种组分的分离, 使得最终产物中还含有很多的葡萄糖以及四糖以上的聚合糖类, 因此采用顺序式模拟移动床用于低聚异麦芽糖产品的分离纯化, 取得了良好效果。

(1) 树脂选型

采用强酸性聚苯乙烯大孔树脂对低聚异麦芽糖进行分离, 首先用不同金属阳离子对树脂进行改型后, 按照普通树脂的一般承受温度60℃, 料液浓度浓缩至50%, 流速1.5BV, 测定三种树脂的分离效果。结果表明, 相对于钙型树脂和钾型树脂, 钠型树脂具有最好的分离效果, 单柱分离低聚异麦芽糖中功能性三糖含量显著高于其他两种树脂 (见表1) 。

(2) 分离参数优化

选用钠型树脂作为分离用树脂, 树脂装填内径为140mm, 装填高度为360mm, 在此条件下对其他分离参数 (进料浓度、分离温度、分离pH等) 进行优化, 各参数对分离结果的影响如下:

由图1可以看出, 低聚异麦芽糖色谱分离的各最优参数分别为柱温70℃, pH值5.8, 进料浓度60%。在此工艺条件下, 进行放大生产, 最终确定采用顺序式模拟移动床分离低聚异麦芽糖的最佳参数为:采用钠离子改型的强酸性聚苯乙烯的大孔树脂, 分离条件为料液浓度58%～63%, 柱温65～75℃, 分离pH为5.5～6.0, 切换时间为15～25min, 所得到的低聚异麦芽糖产品中功能性三糖的含量可占总重量的80%以上, 葡萄糖含量和四糖以上聚合糖类含量显著降低, 大大提高了产品纯度, 增加了产品的功能性。此外, 分离过程中收集到的高纯度葡萄糖可以直接用于工业化生产, 四糖以上的聚合糖类则可以返回至低聚异麦芽糖前期生产工艺重新进行酶解, 提高低聚异麦芽糖得率的同时, 也大大降低了成本。图2为采用顺序式模拟移动床分离到的低聚异麦芽糖组分检测结果。

色谱分离技术在低聚果糖产品分离纯化中的应用

低聚果糖又称蔗果低聚糖, 是由1～3个果糖基通过β (2—1) 糖苷键与蔗糖中的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物。低聚果糖甜味柔和清爽, 热量值低, 且具有良好的生理活性, 得到了广泛认可与应用。

采用酶法生产低聚果糖, 产品中除含有蔗果三糖、四糖、五糖等功能性成分以外, 还含有较高含量的单糖 (葡萄糖、果糖) 和双糖 (蔗糖) , 产品的一次转化率仅能够满足50型产品的指标要求。在目前所采用的分离方法中, 色谱分离是最有效的方法, 同时具有较好的成本优势。

采用上述方法对低聚果糖色谱分离条件进行优化, 得到低聚果糖色谱分离的最佳条件为:采用钠型分离树脂, 柱温50～70℃、分离pH值5.5～6.5, 进料浓度浓度55%～70%, 所得产品中低聚果糖纯度在95%以上, 其中蔗果三糖含量超过55%, 葡萄糖含量在1%以下, 大大增强了产品的功效性。图3为SSMB技术分离纯化得到的低聚果糖HPLC检测图。

色谱分离技术在低聚半乳糖产品分离纯化中的应用

低聚半乳糖 (Galactooligosaccharides, GOS) 是一种具有天然属性的功能性低聚糖, 其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1～7个半乳糖基, 即Gal- (Gal) n-Glc/Gal (n为0-6) 。在自然界中, 动物的乳汁中存在微量的GOS, 而人母乳中含量较多, 婴儿体内的双歧杆菌菌群的建立很大程度上依赖母乳中的GOS成分, 因此, 低聚半乳糖是功能性低聚糖中令人瞩目的一种, 具有很多的生理活性。商业GOS一般采用乳糖为原料生产, 产品中含有大量葡萄糖、半乳糖和乳糖, 而目的产品低聚半乳糖的含量则较低。由于产品中含有较多的乳糖, 会引起人群的乳糖不耐症反应, 葡萄糖的存在则使产品不能够作为糖尿病患者的食品, 大大限制了其适用范围, 因此市场上急需一种高纯度低聚半乳糖来突破这一瓶颈, 也成为各生产厂家的努力方向。

同样采用顺序式模拟移动床色谱分离技术纯化低聚半乳糖, 并采用上述方法和步骤对各项工艺参数进行优化, 得到低聚半乳糖分离纯化最佳工艺条件为:采用钠型改型树脂进行分离, 进料浓度50～65%, 柱温55～75℃、pH5.0～6.5, 切换时间12～30min, 在此条件下, 反应液被分为单糖、双糖及低聚半乳糖三种组分, 其中低聚半乳糖有效组分最高可达95%以上, 葡萄糖和乳糖含量大大降低, 提高了产品功能性的同时, 也扩大了产品应用范围。此外, 分离出来的二糖组分为高纯度乳糖, 可以作为原料乳糖循环使用, 提高了产品产率。采用该技术分离纯化后的低聚半乳糖HPLC组分检测结果如图4所示。

色谱分离技术在其他功能糖和糖醇产品分离纯化中的应用

除了上述3种功能性低聚糖之外, 色谱分离技术在其他功能糖生产和功能糖醇领域也得到了广泛应用。在低聚木糖、海藻糖以及麦芽糖醇、木糖醇的分离纯化中, 都取得了良好的应用效果。