車間生產線流水線模擬虛擬模擬系統軟體平臺

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生產系統模擬示例

這也就是說，生產系統模擬側重於對生產線、工藝、物流等的模擬，在虛擬環境中對其進行最佳化。隨著現代產品的複雜性增加，其工藝更加複雜，傳統的流水線形式無法滿足很多特定產品的生產過程，這就需要對產線的佈局、工藝、物流進行設計，以避免出現效率及成本的浪費。

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真包含內容

本文側重於介紹生產系統模擬在產線佈局、工藝過程模擬及生產物流模擬。

產線佈局

產線佈局，即是按照廠房的空間情況，設定產線佈局。產線佈局應該解決生產加工區、快取區、物料堆放區等作業單元，解決裝置與裝置之間的相對位置、通道的橫向面積，同時解決物料搬運流程及運輸方式。

產線佈局就遵循以下原則：

符合工藝過程要求。即充分考慮每首工序的生產效率與時間定額，滿足各工序的生產平衡，充分利用裝置產能。

物流搬運時間短。在滿足工藝的前提下，使得物流運輸路徑方便快捷，儘量避免物料交叉搬運與逆向流動，做到物流運輸時間最短。

保持生產柔性。車間在製品暫存區、原料存放區、快取區等作業單位適中，不宜過多、複雜，以免造成加工混亂和空間的嚴重浪費。

空間利用率高。生產區域及儲存區域的空間設計都應該合理，最大限度的利用空間。

工藝過程模擬

工藝過程模擬，即是按照產品的加工工藝，在虛擬環境下重現產品的加工過程。工藝模擬主要解決工藝過程中的碰撞、干涉、運動路徑、人員操作的宜人性等問題。

工藝過程需要遵循以下原則：

工藝過程無碰撞、干涉。主要透過模擬裝配工藝過程，及時發現裝配過程中存在的干涉、碰撞等問題，提升裝配工藝過程的可操作性。

人機工程。主要考慮在工藝加工過程中，工人的視線範圍不被遮擋，肢體可以達到要求位置，空間大小方便工人操作，承受的負荷及操作時間不易使工人疲勞，同時在危險環境中要有安全防護措施。

裝配路徑最優。主要考慮減少無效的零件移動、無效的人員運作，提升裝配工藝效率。

生產流程模擬

生產流程模擬，即是對物料的流動過程進行模擬，包括原材料、半成品、返修品、合格品、報廢品等的流轉過程進行模擬。主要解決在生產過程中物料的運輸的經濟性，時效性，流動路線最佳化，縮短搬運時間、減少路徑干涉等問題。

生產流程模擬需要遵循以下原則：

最佳化空間利用率。即物料在流動過程中，就避免重複、冗餘路線。降低庫存，減少在製品數量。

生產系統能力平衡。即生產資源與人員等的合理匹配。

最佳化物流中的瓶頸環節與關鍵路徑。

2生產系統模擬過程

生產系統模擬過程可以分為三個部分，模擬規劃、建模、模擬最佳化。在模擬規劃階段，需要明確模擬要解決的問題，蒐集需要的資料；建模階段則包括裝置及流程的建模；模擬最佳化則是對整個生產系統進行調整最佳化。

生產系統模擬過程

生產系統的模擬是個複雜過程，不僅需要掌握模擬軟體的操作技術，還需要對工廠的工藝、生產、流程等有相當的瞭解。生產系統模擬需要收集大量的資料，包括廠區佈局圖、裝置清單與裝置規格說明、生產線產品及零部件清單，零部件三維模型、廠區效果圖、線邊倉對應零部件或半成品數量、產品模型、工藝說明書、工藝佈局圖、工裝夾具、工時定額、物料資訊表，各工位上人員和裝置的動作順序、動作時間、動作路徑資訊等。

佈局模擬的建模主要是廠區、廠房、生產線、物料等物件的3D 建模或模型處理，其要點在於模型的幾何精度、精細度、資料量、紋理貼圖效果等要符合預定要求。

物流模擬的建模則包括不同型別的裝置與生產資源的實現邏輯建模；生產線流程的時序邏輯建模等；

工藝過程建模是在佈局模型基礎上，依據工位操作內容建立人員和裝置的運動模型（運動路徑與速度等）、工位上運動時序模型等。