论文总字数：27110字

目 录

1绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.3.1国外研究现状 2

1.3.2国内研究现状 2

1.4 论文的研究方法、技术路线及创新之处 3

2 理论综合 4

2.1Flexsim仿真软件概述 4

2.1.1 Flexsim基本简介 4

2.1.2 Flexsim的建模环境 5

2.1.3 Flexsim的主要优点 6

2.2预先危险分析（PHA）理论 7

2.2.1 PHA理论概述 7

2.2.2 PHA理论实施步骤 7

2.2.3 PHA理论应用方法 7

3 构建安全仿真评估方法 8

3.1方法构建背景 8

3.2 安全仿真评估方法概述 9

3.2.1安全仿真评估方法的含义 9

3.2.2安全仿真评估方法的特点优势 10

3.3 安全仿真评估方法应用步骤 10

3.4安全仿真评估方法的应用领域 10

4 安全仿真评估方法实例应用 11

4.1 建立Flexsim模型——以牛石烟花公司盆花生产线为例 11

4.1.1案例基本介绍 11

4.1.2建模数据收集 11

4.1.3建立仿真模型 13

4.2 PHA安全评估 16

4.2.1建立预先危险性分析表 16

4.2.2统筹安全设计 18

5 总结与展望 19

5.1总结 19

5.2研究展望 20

参考文献 20

附录1 22

附录2 25

致谢 33

基于Flexsim仿真模型的烟花生产物流PHA安全评估及应用

何婷

,China

Abstract:Fireworks and firecrackers are high-risk products that are flammable and explosive. They have hidden safety hazards during the entire production, storage and transportation. Safety is the foundation and prerequisite for the development of each fireworks manufacturer. Grasping safety and preventing dangers are of the highest priority. Since the materials of fireworks and firecrackers cannot be easily changed, this paper mainly evaluates the safety of fireworks production and transportation. Based on Flexsim simulation software and pre-hazard analysis theory (PHA), a safety simulation evaluation method is constructed. The pot production line to be built in a certain factory is taken as an example to apply a safety simulation evaluation method based on the data and information collected by Flexsim simulation software. And modeling of the production system, so that the entire system can be displayed intuitively. Based on this, the PHA theory is used to analyze and assess the degree of danger of each part, and targeted safety measures are proposed to help the fireworks company improve production logistics. Improve safety and protect the safety of life and property.

Keywords: Flexsim;PHA theory; safety simulation assessment theory; fireworks logistics

1绪论

1.1研究背景

我国是烟花爆竹最早的发源地，同时也是全球最大的烟花爆竹制造与出口国。我国现有生产烟花爆竹企业约8000余家，产值约为900亿元人民币左右，产量约占世界的85％以上。烟花爆竹产业属于劳动密集型产业,为数百万农村人口提供了经济来源和生活保障。而烟花属于易燃易爆危险物品，在其生产、储存、运输、经营、燃放甚至销毁的过程中，稍有不慎就容易引发安全事故，危及员工和广大人民群众的生命财产安全，造成无法挽救的严重后果。近年来，各地烟花事故频发，2000年3月11日，江西省萍乡市上栗县东源乡石岭花炮厂由于工人违章操作，直接导致特大爆竹爆炸事故，死亡33人，其中在校中小学生13人，未在校的未成年人2人，受伤12人；2000年6月30日，广东江门土高级烟花厂发生特大爆炸案，造成38人死亡，受伤人数高达322人，3200平方米的花园式厂房被夷为平地；2010年2月26日，广东揭阳市石桥头村，发生重大爆炸事故，造成19人死亡，50人不同程度受伤。频繁的烟花爆竹事故不仅仅给人民的生命财产造成严重损失，同时也给社会稳定造成不好的影响，因此烟花的安全问题成为了贯穿烟花整个生产过程中最为核心的问题^[1]。烟花的安全包括烟花生产安全、运输安全、存储安全等，因此又称为烟花的生产物流安全，在这其中烟花的运输是最容易也最频繁发生事故的环节，大多数企业将大量的成本花费在烟花的长距离物流上，这本无可厚非，但忽视了烟花原料、半成品和成品的厂内运输问题，看似距离短、货物少的物流问题却大小事故频发。车间生产过程或工艺制作过程中，存在大量的物流活动，如包装、运输、装卸、入库堆垛等每一流程均存在或大或小的安全隐患，稍有不慎就可能造成无法挽回的后果，因此厂内运输物流在企业工作规划中占有重要地位，对企业发展具有重要影响^[2]。

如何在保持生产效率的同时提高系统的安全性不仅仅是烟花企业面临的重大难题，也是众多生产制造型企业发展过程中所要解决的问题。现如今我国具有较多的安全分析方法，均在一定程度上有助于提高系统的安全性，而选择哪一种方法则需要在了解不同的安全分析方法的基础上根据每个企业的实际情况和特点来确定。另一方面，企业在激烈的市场竞争中需要扩大生产，制定效率更高的生产计划，这就使得企业需要应用各种先进的制造技术和计算机技术，其中仿真技术是目前我国市场上相对来说应用最广泛、最简便的软件，通过仿真软件对企业的系统、工程建立模型，在其建立或运行之前就发现可能存在的各种问题，或是利用仿真模型的数据分析来找出系统、工程发展过程中的瓶颈，并对其进行优化。安全评价分析方法和仿真技术在提高系统、工程安全性中均得到了广泛的应用和认可，越来越受到人们的重视，应用范围也日益广泛^[3]。

1.2研究意义

烟花是高危行业，危险系数极高，频发的事故造成了极大损失，但是另一方面，由于烟花爆竹产业对我国拉动经济增长、占领国际消费市场、带动农村居民就业等方面起到了积极作用，因此，当务之急是推动烟花朝着更加安全的方向发展，提高烟花生产物流的安全性。对于集生产制造、运输物流、仓储于一体的烟花企业来说，牵一发而动全身，某一环节的变动改造对整个生产过程都有着不可忽视的影响。企业在设计生产线时，基于真实数据，利用Flexsim仿真软件模拟三维的作业环境，为企业未来工程新建提供思路和参考的方案，大大减少企业实际操作中的风险和损失，帮助企业不断提高烟花生产物流的安全性，提高工作效率，增加收益。

本文选取湖南省浏阳市牛石烟花集团企业即将建造的盆花生产线作为研究对象，通过实例分析，帮助企业针对危险提出相应的安全措施，还可根据企业的实际需要不断调整优化模型，为企业实施工作计划提出有参考价值的方案。对于烟花制造公司具有一定的现实意义，同时论文所做工作可从对以后研究者提供一定的参考依据和理论支持。

1.3研究现状

1.3.1 国外研究现状

国外市场上的烟花产品大多依靠进口，我国生产的烟花占据世界烟花市场90%以上的份额，因此国外学者对烟花的生产和物流运输研究较少，更不用说在烟花生产物流安全性方面的研究。尽管国外对烟花物流安全性的研究较少，但是安全评价方法的研究走在了前列。国外的安全评价起源于20世纪30年代，在20世纪60年代得到很大的发展，最早是应用于美国军工事业，陆续推广到世界各地，在当今安全科学中占有非常重要的地位。安全评价有多种方法，针对不同领域不同对象开展，Okayama Y（1991）^[4]应用系统安全工程分析法，针对大型系统工程开展安全评价，如核电站，并提出了核电站风险报告，Lucia Kováčová等人（2016）^[5]对某一机械技术利用风险评估的安全评价方法进行危害识别，以及分析可能导致的后果，进而上升到制造企业的安全评估层面，强调安全评估的重要性。随着安全评价的不断发展，多种不同的商业化的安全分析理论相继进入市场，Kansson, S. E.等人（1997）^[6]在需求较高的危险品领域利用危险源辨识，事故频率分析等安全方法，分析火灾和爆炸等事故的危险源和发生频率，通过安全评价提出相应的对策。

另一方面，在仿真技术上，国外的研究也比较全面和成熟，多种仿真技术被应用到实际操作中。国外仿真技术可以追溯到上世纪 40 年代末，随着计算机技术的兴起和成熟，仿真技术快速发展，国外对物流仿真的研究已有一定的时日，体系比较完整，因此应用仿真方法进行物流系统分析己经相当普遍。Sivakumar等(2001)^[7]运用Automod仿真软件研究了某半导体制造企业在各种不同的可控变量变化的情况下，系统的运作效率与生产质量的关系，并通过研究确认了新提出的布鲁克斯生产流水线的可行性。Mishra等（2012）^[8]在研究供应链上各合作伙伴相互之间的关系与举措对整条供应链的影响时，切实结合Arena软件进行建模仿真，明确了供应链上各成员在库存管理、转运、多产品生产开发等方面的不同行动所产生的不同影响，并得到了系统性能改善的要素。Flexsim软件研发时间较晚，所采用的编程方式和建模技术有别于先前研发的软件，新方式和技术使得Flexsim建模更加方便简洁，应用也十分广泛，Jan Kosturiak等（1999）^[9]将Flexsim仿真软件应用至大型制造企业流程控制、生产布局及设备配置方面的研究，并结合了一个具体案例总结出一套完整的研究方法和操作步骤，在设计研发复杂的制造系统和生产物流系统方面具有借鉴意义。

1.3.2 国内研究现状

我国是烟花的起源地，烟花生产的历史十分久远，烟花的安全历来都受到人们的重视，在烟花安全方面的研究大都关注在烟花的生产、经营等，而烟花的生产物流这一企业的精益物流并未受到应有的重视，生产物流的安全性评估主要是依靠安全评价方法来展开的，我国安全评价方法的研究起步较晚。20 世纪80 年代初，安全系统引入我国，国外的安全评价体系已较为完善，我国通过引进、学习、吸收国外的安全分析理论，安全检查表法、事故树分析法、故障分析法、预先危险性分析法等是比较常用的几大安全评价方法。李发荣（1999）^[10]介绍了预先危险性分析理论以及在实际操作中的应用，指出该方法在建设工程中能有效达到控制和消除危险性的方法，以实现安全。卜全民等人（2007）^[11]则介绍了事故树分析法，对其进行了深入的研究和探讨，剖析了事故树分析法的分析思路、应用法则、优缺点等方面，而杨虹霞等人（2011）^[12]通过研究，发现了事故树分析法一些不易引起人们重视的问题，在实际应用中这些问题会影响安全评价的正确性。施锦等人（2013）^[13]研究了安全检查表法在预防性维修活动中应用，利用安全检查表法简单全面易操作的特点系统的评估工程的风险，帮助确保工程整体的安全性。预先危险性分析理论和安全检查表法侧重于事前分析，事故树法是在事故发生后进行分析，根据分析对象以及方法特点，选择不同的评价方法。随着安全问题在我国越来越受到重视，安全评价方法的研究会日益走向完善和成熟。

在仿真技术方面的研究，国内相较于国外同样起步较晚，目前在国内市场应用最广的仿真软件是Flexsim软件。Flexsim仿真软件在物流生产线、物流配送、物流选址等方面应用广泛，通过建立仿真模型帮助企业解决一系列问题。汪传雷、李磊等人（2011）^[14]通过收集某企业各面数据，利用FLEXSIM物流仿真软件建立装配流水线仿真模型，通过比较装配流水线优化前后的指标，发现优化后的装配线的诸多优点。梁学栋（2006）^[15]通过研究某钢铁企业生产线的生产现状，提出了对生产线进行物流仿真和管理的系统解决方案，帮助企业优化物流方案、提高生产效率。唐秀英、冷雪梅等人（2011）^[16]以某制造型企业的某一生产线为例，运用Flexsim建立仿真模型，找出该生产线加工过程中的问题，并针对这些问题提出相应的改进方案，探讨了用 Flexsim 进行生产线的建模方法。Xu Linwei（2012）^[17]通过将Flexsim仿真软件和FlexQim优化工具OptQuest相结合，针对典型的产品存储出站的协同操作建立了仿真模型，为解决企业协同作业过程中资源配置问题提供了一种新方法。师玮谦（2014）^[18]通过对J公司的某一生产线的仿真模拟，探讨如何提高生产物流的效率，证明Flexsim仿真模型在生产物流的仿真模拟上具有一定的可行性。Flexsim仿真软件凭借其操作简便、功能齐全的优势在物流生产等方面的研究中具有重要地位。

1.4 论文的研究方法、技术路线及创新之处

（1）研究方法

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