發(fā)布時間：2020-07-12 08:31

【摘要】：“中國制造2025”五項重大工程提出旨在重點領(lǐng)域建設(shè)智能工廠和數(shù)字化車間,促進(jìn)虛擬世界與現(xiàn)實世界的交互與共融。隨著智能制造戰(zhàn)略的推進(jìn),生產(chǎn)設(shè)備的自動化、智能化、專業(yè)化程度日益提高,車間設(shè)備的布局規(guī)劃和管理水平成為企業(yè)快速響應(yīng)市場和產(chǎn)品競爭力的重要影響因素。船用汽輪機(jī)作為重大裝備,其制造車間的智能化轉(zhuǎn)型和設(shè)備的智能化管理需求日益凸顯。目前多數(shù)企業(yè)仍采用固定低效的方式進(jìn)行設(shè)備布局,缺乏數(shù)字化、透明化的設(shè)備管理方式,存在著布局柔性差、設(shè)備利用率低、質(zhì)量問題難以追溯等問題,有必要應(yīng)用智能化方法優(yōu)化布局設(shè)計、革新設(shè)備管理方法。本文以某汽輪機(jī)廠葉片車間的關(guān)鍵設(shè)備為研究對象,為實現(xiàn)葉片車間的智能化轉(zhuǎn)型開展了以下研究:首先,分析國內(nèi)外設(shè)備布局方法、設(shè)備布局仿真技術(shù)、虛實融合技術(shù)應(yīng)用和設(shè)備可視化管理等方面研究現(xiàn)狀,研究葉片車間的設(shè)備布局方法及可視化管理方法,梳理現(xiàn)有問題并進(jìn)行需求分析,比較設(shè)備布局的智能算法,分析虛實融合技術(shù)在智能車間的應(yīng)用優(yōu)勢,設(shè)計面向虛實融合的葉片車間設(shè)備布局及可視化的總體框架。其次,通過對葉片車間設(shè)備布局的現(xiàn)狀和需求分析,抽象問題,確定優(yōu)化目標(biāo),建立適用于柔性布局的多目標(biāo)動態(tài)布局模型,設(shè)計改進(jìn)的遺傳算法,利用MATLAB進(jìn)行仿真驗證。再次,基于智能算法提供的優(yōu)化布局方案,應(yīng)用3D Experience進(jìn)行三維布局和仿真,驗證算法的可行性,同時為面向虛實融合的設(shè)備可視化管理提供環(huán)境基礎(chǔ);結(jié)合虛實融合技術(shù)在智能車間的應(yīng)用和實現(xiàn)方法,給出葉片車間的可視化管理方案。最后,基于Visual Studio 2013開發(fā)平臺,應(yīng)用C#語言、Microsoft SQL Sever2014和MATLAB等開發(fā)工具,設(shè)計并開發(fā)面向虛實融合的葉片車間設(shè)備管理系統(tǒng),以某汽輪機(jī)廠的葉片車間關(guān)鍵設(shè)備為例進(jìn)行了應(yīng)用驗證。綜上,通過對面向虛實融合的車間設(shè)備布局和可視化管理的研究,實現(xiàn)適用于智能車間變批量生產(chǎn)需求的柔性設(shè)備布局和虛實映射的數(shù)據(jù)可視化,對提升設(shè)備管理水平、實現(xiàn)智能車間轉(zhuǎn)型具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH186
【圖文】：

備布局仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀年代末虛擬技術(shù)出現(xiàn)，隨著科技進(jìn)步，虛擬技術(shù)得以普局領(lǐng)域中來。波音公司從 70 年代開始應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技造，被視為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域開辟的先河實技術(shù)進(jìn)行布局設(shè)計，實現(xiàn)了設(shè)備布局、緩沖站和倉題，虛擬仿真的實用意義為技術(shù)人員所認(rèn)知[24]；隨著加入了工廠規(guī)劃模塊，如 CATIA 的 Plant Layout，三維也有一些專用的系統(tǒng)仿真軟件提供車間設(shè)備布局或物odel、Flexsim、SIMUL8、eM-Plant 等[25]。Nyeoh 等人量生產(chǎn)的車間設(shè)備布局，并使用 Witness 仿真軟件進(jìn)行目標(biāo)權(quán)重，利用模糊綜合評價法對結(jié)果進(jìn)行分析和評AR Hazimah 用 Pro Model 仿真軟件模擬生產(chǎn)線布局現(xiàn)出現(xiàn)的問題，針對發(fā)現(xiàn)的問題對現(xiàn)有的生產(chǎn)線布局進(jìn)顯提高，說明了改進(jìn)布局方案的可行性[27]。

圖 1-2 Flexsim 二維布局仿真圖內(nèi)外虛實融合技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀工廠正在朝智能環(huán)境迅速發(fā)展，也使得計算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域獲得。為了實現(xiàn)虛實融合技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集與各系統(tǒng)信息集成的研威林通過對底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口的研究及開發(fā)，針對于車間內(nèi)的了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集[33]。孫雪嬌等人實現(xiàn)了基于信息融合平臺的智慧設(shè)，通過對各個管理系統(tǒng)接口技術(shù)的研究完成 MES 系統(tǒng)與外圍系統(tǒng)的形成“數(shù)字虛擬”環(huán)境與“物理實態(tài)”環(huán)境的一一映射[34]。外的軟件技術(shù)公司及專家學(xué)者在實現(xiàn)物理世界與信息世界的交互與了許多研究成果。Senkuvien]等人提出了一種能通過構(gòu)建的虛擬模型狀態(tài)和加工設(shè)備的可視化方案，針對生產(chǎn)進(jìn)度、加工過程、資源調(diào)，取得了良好的效果[35]；AS Zoolfakar 等人在分析典型制造工程過程仿真技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過程中，配合車間實時數(shù)據(jù)對生產(chǎn)進(jìn)度控[36]；美國的洛克馬丁公司采用基于三維模型的數(shù)字化協(xié)同制造和實現(xiàn)“無紙化”的飛機(jī)設(shè)計與生產(chǎn)，是虛實融合技術(shù)在智能制造中

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文合場景，展示設(shè)備的狀態(tài)趨勢變化和故障報警信息[50]；尹超、張飛等對于多品種小批量生產(chǎn)方式的制造車間，探究出一種實時反映車間加工情況、完工質(zhì)量情況和設(shè)備故障狀態(tài)的可視化技術(shù)，并應(yīng)用flexsim軟件開發(fā)出相應(yīng)的實時監(jiān)測系統(tǒng)[51]。

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本文編號：2751696