随着智能机器人对人类生产生活模式的改变,数字化技术的应用越来越深入,而起在工艺规划中的应用核心问题则是生产制造系统的规划,包括布局规划、物流规划以及某些关键生产线的装配模拟等。下面请随笔者一起了解数字化技术在工艺规划研究中的应用情况。
数字化技术的应用
数字化技术在工艺规划研究中的应用
客观地讲,生产制造系统的规划的基础是制造系统的建模,目标是获得优化的制造系统性能指标,准确地满足市场或客户的需求,并且尽可能降低生产成本。同传统的制造系统设计与控制方法不同的是,在虚拟的计算机平台下,仿真技术在工艺规划与控制问题的解决过程中得到了广泛的应用,它是传统数学方法的有力的补充,能够在计算机中尽量真实形象的模拟制造系统的运行情况,并对其运行的性能进行分析与评价。
目前,制造系统的工艺规划设计和运行管理面临着许多问题,如由于系统本身的复杂性难以评估设计风险、系统适应性差、系统运行过程中生产调度困难等,尤其是在大型复杂的生产系统中,这些问题更为突出。据一份报道统计,国外已运行的复杂制造系统,特别是柔性制造系统(FMS)约有80%都没有完全达到设计要求,其中60%都是由于初期规划不合理或失误造成的。
工艺规划设计依赖于对制造系统的合理布局,而数字化技术作为一种系统建模和实验分析方法,它能把生产资源、产品工艺数据、库存等信息动态地结合起来,表达形式易于理解。特别是面向对象的仿真建模方法,是通过对象描述制造系统功能、结构、信息和控制等方面的特征,其建模框架和控制结构都不同于传统的仿真建模方法。近些年来,在我国制造业领域得到了初步的运用,该方法主要可以解决以下问题:
(1)在制造单元分析方面,通过建立和运行实体仿真模型,能够验证设备布局、数量、系统物流的合理性,验证关键资源的配置情况,核算关键资源的利用率(设备、人),估测系统生产能力和生产周期,预测设备故障对生产系统的影响,为制造单元方案确定提供依据。
(2)在生产系统改造和重组方面:通过建立生产系统的业务流程模型并进行仿真分析,把各部分之间的关系和各种决策对系统造成的影响量化,为业务流程再造(BPR)方案的可行性验证提供必要的手段和依据。
(3)在生产系统仿真模型建立后,生产管理人员可以把对生产系统的策略调整(比如质量管理策略、设备维修策略、人员调配策略、工艺路线调整、价格管理策略、供应链库存管理策略)作为输入,通过运行模型预先掌握决策和调整可能造成的结果,做到科学决策和管理。
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