1．目的及意义

（1）研究目的及意义

面对全球经济的快速发展以及中国劳动力成本逐步攀升，企业为了降低成本、有效利用、配置资源，合理的构建生产流程，提升自己的生产效率和企业竞争力已是必由之路。根据旧的生产模式系形成的生产流程系统，在资源的配置和加工工艺方面，难以保证生产流程的可靠性、高效性、节约性和最优化。实际的装配线经常会发生生产线停滞的现象，造成原因多是某一工位在制品过多、物料补充不足等。当生产系统复杂到一定程度的时候，信息发生了累积，对生产系统进行合理的优化，就成了提升生产系统效率的必然途径。仿真技术的运用能为制造企业带来诸如提高资源利用率、减少在制品、缩短制造周期、增大系统产能等一系列好处。

对光机组件装配车间进行建模与仿真的目的就是实现装配车间系统的优化，辅助决策，降低成本，提高效益。对光机组件精密装配车间进行建模仿真，能够有效地解决调度和物料补充子系统的配合，以及诸如装配时间不确定、子系统交互不顺畅等问题。由于光机组件产品装配周期长、装配工艺复杂、装配精度要求高等特点，建模与仿真技术成为发现装配系统瓶颈问题的有效办法。通过仿真模型导出数据，可以及时的发现装配环节的瓶颈工序，使装配活动流畅、高效的运行，提高装配效率。同时利用现有资源，多场景模拟装配流程，并对导出数据加以分析，提供对应资源，优化工艺流程，从而提高整个装配系统的平衡率和装配能力，使其达到“一个流”的生产目标。

对光机组件装配车间进行建模与仿真具有深远的意义，具体如下：①有利于光机组件制造企业合理配置资源，提高资源的利用率，减少生产过程中不必要的损失，降低生产成本，缩短生产周期，提高光机组件产品质量；②光机组件装配流程的建模与仿真研究使光机组件装配线具有较高的整体效率，将大大提高光机组件产品的转配效率和生产产能，为光机组件产品在领域内的推广和公司的进一步发展奠定了良好的基础；③对本案例充分的理论研究，利用Arena仿真软件解决该问题，为行业解决此类问题提供了科学性的思路和方法，对行业新建项目的规划设计具有一定的指导意义；④仿真与建模的方法在工厂中的具体应用能有效推动整个生产流程体系向智能化方向发展，使其达到一定条件下资源利用的最大化，从而促进领域的发展。

（2）国内外研究现状

仿真技术从20世纪40年代发展至今，有了极大的提高和飞跃，其在多个领域都得到了广泛的应用。基于国外计算机技术的发展，上世纪80年代，一些应用于离散系统仿真的软件和算法不断涌现出来，国外的专家学者将这些方法运用到实际的生产生活中去，用以解决离散系统出现的问题。基于此，港口物流仿真模型、石油公司物流模型、传统仓库布局和物流模型、复杂系统建模技术被开发出来，广泛应用于各个行业，并引领仿真建模技术的发展。如弗吉尼亚大学系统与信息工程系Mohammed Atia等人撰写的《Process flow simulation for the fabrication of commercial nuclearfuel assembly subcomponents》一文中，利用Arena软件对商用核燃料装配组件制造流程进行仿真研究，提出了仿真建模步骤以及基本的用例数据分析。

相对于制造业先进的国家，仿真技术在中国的应用尚处于早期阶段，具体表现为中国仿真技术应用的两极分化明显，广大的中小型企业在仿真技术应用水平上与大型企业有很大差距。对离散事件进行计算机仿真与建模在20世纪90年代广泛传入我国，虽然时间不长，但在国内专家学者的共同努力下，离散事件的仿真技术取得了快速的发展和广泛的应用。在对离散事件仿真建模进行广泛的理论阐释的基础上，提出了诸如运用Petri网对离散事件进行仿真建模的方法、数据驱动的仿真技术等方法。如南昌大学硕士研究生邱伊健《汽车后桥混流装配线建模与仿真研究》一文中，基于装配线的装配的工艺流程，建立起装配线Petri网模型，再利用Flexsim建立仿真软件模型，运行模型得出结果，输出相关的仿真数据和图表。华中科技大学王楠、李世其、王峻峰等人在《数据驱动的汽车总装线建模与仿真技术研究》一文中，提出利用数据库访问技术或者特定的仿真软件读取数据模型的相关数据、生产总装线的生产仿真模型，并驱动仿真模型的运行。利用数据驱动建模的方式与传统的手工建模相比，大大提高了建模效率。武汉理工大学秦艳超硕士《基于离散事件仿真的汽车备件仓储系统建模及优化研究》一文中，在建立离散事件仿真模型的基础上，将整数规划的数学模型与禁忌搜索算法相结合，寻找资源配置的最优方案。

目前，专家学者在制造业对离散事件仿真与建模的研究集中体现在装配线平衡方法的研究与应用、车间物流系统建模与仿真研究、生产线改善研究等方面。而在整体制造流程方面的研究则较少，诸如整个装配车间的装配流程的研究，这涉及到宏观上把控每道工序的装配，以及与其他子系统的配合。由于新技术的难易程度以及可操作性，手工建模的方式仍是离散事件仿真建模的主要方式。

综合来看，越来越多的人选择使用仿真建模技术来对离散事件或者离散系统进行研究。随着计算机技术和仿真技术的发展，国内外装配线的规划设计都使用仿真技术进行研究。商业软件的涌现加速了离散事件仿真技术的发展，具有代表性和应用较多的仿真软件主要有eM-plant、Flexsim、Arena、Quest等，国内外对于这些软件的应用都已经比较成熟，能够满足本课题的要求。