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基于的小麦粉生产过程仿真与优化(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：表1 小麦粉加工实体设备与Flexsim实体库对象对应Table 1 Corresponding entity objects used in Flexsim library of wheat flour processing实体设备 Flexsim仿真实体对象 实体设备
表1 小麦粉加工实体设备与Flexsim实体库对象对应Table 1 Corresponding entity objects used in Flexsim library of wheat flour processing实体设备 Flexsim仿真实体对象 实体设备 Flexsim仿真实体对象小麦（原料） 不同颜色盒子 小麦粉配比 流体混合器小麦运输车辆（上游原料） 发生器 小麦配比 流体混合器车辆等候区 暂存区 传送带 传送带小麦初选入库 流体转换器 小麦粉打包设备 实体转换器原麦仓/毛麦库/净麦罐 流体储存箱 各类管道 流体输送管/分离管清理，入磨 流体处理器 仓库 暂存区杂质、麸皮 吸收器 下游客户 吸收器
2.2 建立Flexsim仿真模型
定义了实体及其参数，确定了小麦粉生产加工的逻辑流程，就可构建小麦粉加工过程Flexsim仿真模型（图4），加工机器按不同类型成直线型摆放。小麦粉加工生产线一般为24 h不停机运行，该仿真模型的运行单位时间为min，为仿真运行结果的准确性和可靠性考虑，模型运行时间设置为1个月，即模型停止时间为31×24×60＝44 640 min。为了尽快得出模型的研究数据，可适当提高模型运行速度，这样并不会改变模型运行结果。
表2 仿真模型管道流速Table 2 Pipeline flow rate in simulation model设备名称v/（kg·min－1） 设备名称v/（kg·min－1）管道5 624.60 管道9/10 66.67管道6 485.80 管道12 75.00管道7 208.20 管道13 150.00管道8 69.60 管道14 25.00
2.3 仿真结果数据收集及分析
Flexsim仿真模型运行结束后进行相关设备的数据收集，储存箱及相关设备的工作状态以百分比的形式呈现，如表3～5所示：小麦配比、小麦清理、小麦研磨、小麦粉配比和小麦粉打包设备的利用率分别为84.5%，74.3%，70.7%，57.2%和95.4%。其中：小麦清理和研磨设备的利用率偏低，主要是因为其阻塞率达24.1%和26.9%，可能是由后续打包设备打包时间较长或设备较少所致。流体储存器中路粉粉仓的满仓率达到54.4%，进出小麦粉仓流速不匹配表明小麦粉加工生产线连续生产同一种类小麦粉（确定小麦粉配比）设置不合理。A级，B级，C级，D级类小麦暂存区利用率分别达99.6%，98.9%，95.4%和72.3%，表明A级，B级，C级类小麦车辆排队等待时间较长，粮仓数量较少。其余设备利用率、空闲率较为合理。
图2 小麦采购类型统计Figure 2 Types of wheat purchasing
图3 小麦车辆到达时间统计Figure 3 Arrival time of wheat vehicles
图4 Flexsim仿真3D模型Figure 4 3D model used in Flexsim simulation
表3 小麦粉加工设备工作状态统计Table 3 Working state of wheat flour processing equipment设备名称 空闲率/% 释放率/% 阻塞率/% 填充率/% 混合率/% 加工率/% 缺乏率/% 收集率/%小麦配比 0 84.5 0 15.3 0.1 0 0 0小麦清理 1.6 0 24.1 0 0 74.3 0 0小麦研磨 2.4 0 26.9 0 0 70.7 0 0小麦粉配比 23.7 19.1 0 0 57.2 0 0.1 0小麦粉打包 4.6 0 0 0 0 0 0 95.4
3 小麦粉生产过程仿真模型优化
3.1 模型优化
为了提高相关设备利用率，合理利用资源，需要对小麦粉生产过程仿真模型进行优化改进，达到提高整体运作效率和节约成本的目的。经过2.3节数据分析结果及多次优化对比，得出如下最终优化方案：①小麦清理与研磨设备阻塞率较高，可能是生产后续流程中小麦打包配比和打包设备不足造成的，为降低其阻塞率，在仿真模型中增加打包设备一台，提高生产线运行效率。②模型运行期间，生产不同配比的小麦粉，即修改小麦粉配比混合器的配比，平均生产2种不同普通级小麦粉，前路粉、中路粉和后部分的比例分别为 3∶6∶1 和 2∶7∶1。 ③为减少暂存区排队等待时间， 经多种粮仓增加方案对比提出，增加A类型小麦粮仓3个、B类型小麦粮仓2个、C类型小麦粮仓1个、D类型小麦粮仓1个的方案，以减少小麦粉加工企业人工成本开销（表6）。
表4 流体存储箱工作状态统计Table 4 Work state of fluid storage box设备名称 空仓率/% 非空率/% 满仓率/%粮仓A 0.0 0.5 99.5粮仓B 0.0 0.3 99.7粮仓C 0.0 0.1 99.9粮仓D 0.0 0.2 99.8净麦仓 2.0 37.8 60.2粉仓（前路粉） 100.0 0.0 0.0粉仓（中路粉） 4.6 41.5 53.9粉仓（后路粉） 100.0 0.0 0.0
3.2 模型结果对比分析
由图5可知：小麦清理、小麦研磨、小麦粉配比的利用率从优化前74.3%，70.7%，57.2%，分别上升为84.9%，82.0%和71.5%，相关设备的有效利用率得到了明显提高，小麦配比和小麦粉打包设备利用率基本与之前持平。分析原因可能与小麦配比设备的限制因素小麦管道流速有关。根据生产工艺要求，小麦管道流速是固定的；小麦粉打包设备利用率达到了95.4%，仿真模型开始时，打包设备处于闲置状态，故设备利
文章来源：《农业工程技术》 网址: http://www.nygczz.cn/qikandaodu/2021/0330/1053.html