机械加工设备布局方法及其仿真技术研究浅析

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1、机械加工设备布局方法及其仿真技术研究浅析　　摘要：机械加工设备布局是制造系统的重要组成部分，其对设备利用率、产品生产以及加工效率等有着重要的影响。基于以上，本文简要分析了机械加工设备的布局设计，并对其布局方法、布局流程以及仿真技术进行了探讨。　　关键词：机械加工设备；布局方案；仿真技术　　前言：对于机械加工设备布局来说，主要有两种布局设计方式，一种是手工设计方式，这种方式依靠经验和手工推演计算，科学性有待商榷，一出现低效率和片面性问题，另外一种则是利用计算机辅助进行设计，通过企业的CAD/ERP/CAM等信息数据接口提取数据和分析数据，从而对机械加工时设备进行布局和仿真。通过仿

2、真结果来评估机械加工设备和生产能力，从而为机械加工设备的布局以及加工生产调度计划制定提供依据。基于以上，本文简要分析了机械加工设备布局方法及其仿真技术。　　1机械加工设备布局设计　　1.1设计步骤分析　　机械设备布局规划设计的步骤主要有四个阶段：①初步设计阶段：指的是对车间布局面积、零件年产量、工艺数据等相关企业信息进行收集，制定生产工艺的总体过程和纲领；②详细设计阶段：主要指的是对初步设计中的问题进行分析，完成机械设备布局的设计流程[1]；③建模仿真阶段：指的是对机械设备、布局、工艺等数据进行模型的建立和仿真过程；④5优化评价阶段：指的是对机械设备布局结果和仿真分析进行科学的

3、鉴定和评价。　　1.2建模过程　　用编码对机械设备的长、宽、高、位置坐标、加工能力以及所属车间等一般属性进行表示，用特殊符号对必须紧邻、必须远离等机械设备之间的约束关系进行标示。综合考虑影响机械设备布局的参数，选择合适的机械设备车间物流类型和布置类型，例如工艺布置类型、成组布置类型、产品布置类型等。　　1.3多目标优化　　对影响企业生产和工艺规程的零件年产量、批量等参数进行研究。不同零件工艺想进成都以及不同工艺对应机械设备的加工时间都有着一定的差异性，通过数学建模的算法来计算出不同条件下对应的机械设备布局。布局优化目标是提升机械设备的利用效率、减少零件搬运距离、降低等待时间。　

4、　在优化的过程中，如何保证系统满足加工规则的基础上实现目标要求的满足是关键，计算机辅助机械设备布局可以通过仿真的方式来实现对机械设备生产线反馈信息优化，从而对机械设备布局进行调整和核对，使其满足系统目标函数。　　1.4机械设备加工规则　　在机械设备仿真过程中要满足一定的加工规则：①一个机械设备在同一时间只能够加工一个零件；②在选择加工顺序的过程中，要根据工艺路线选择对应设备来确定加工顺序，或者按照设备编号进行加工[2]；③5零件工序和时间提前输入设定，在允许范围内可以对机械加工设备的加工能力进行调整；④预先确定零件进入加工生产线的时间。　　2方案设计与实现　　2.1机械加工设备

5、布局流程　　用模型来表达复杂的加工过程，去除不必要的细节，对实际生产模型实现简化，之后建立仿真模型，进行仿真过程，输出仿真结果。　　首先，对数据库中初始化机械加工设备布局位置值进行访问和获取，以此为基础对车间已有生产线的初始化布局进行绘制。采用物理距离最短、加工时间最少的优化目标制定布局的类型和作业计划，即对加工过程中操作状态进行规范化和标准化。　　生产车间机械加工设备的布置形式可以分为两种，一种是线性布置方式，一种是网状布置方式。一般来说，机械设备布局主要采用线性布置方式，线性布局方案有很多种，例如蛇形模型布局方案、直线模型布局方案等。从本质上来讲，布局优化过程是复杂的组合优

6、化过程。　　2.2离散事件仿真技术　　在计算机辅助机械设备进行布局的过程中，不仅需要设计布局，还需要对布局进行仿真和检验，机械设备布局仿真能够对结果进行预测和分析，等够为实际的加工生产过程提供重要的参考标准，例如生产时间、设备利用率、瓶颈工序等都可以通过仿真来获取。5　　在仿真的过程中，需要对实际的机械加工设备加工生产过程进行模拟，这就要建立机械设备、车间、工艺以及人员的数据表。对于机械加工来说，其生产线属于典型的离散事件，这就需要采用离散事件仿真的方法来对整个机械加工设备布局进行模拟仿真，离散事件仿真技术能够让生产线的加工任务在机械加工设备上流动加工。可以采用模拟时钟进行仿真

7、，当机械加工设备完成一道工序之后，模拟时钟就会向前推进一个单位，加工任务的完成相当于一个事件，建立仿真程序，输入仿真参数和数据，对仿真程序进行初始化，定时器T=0，当有加工任务存在时，定时器T计时开始，之后进行加工仿真[3]。　　2.3仿真方案技术实现　　在相关平台中建立数据表，用关键字将数据表联系起来，采用ADOi数进行数据交互，仿真有着动态性的特点，需要及时刷新来显示具体的仿真效果，采用GDI来绘制图形。　　面向对象建立CJob、CTask等仿真类，其中CTask与工艺表对应，CWork