數(shù)字化制造技術在發(fā)動機裝配線的實戰(zhàn)應用

1、線的實戰(zhàn)應用摘要：介紹了數(shù)字化制造技術在一款汽車發(fā)動機裝配線布局設計及裝 配工藝設計階段的實戰(zhàn)應用。在發(fā)動機裝配線設計的同步工程階段，依據(jù) 真模型，詳細闡明系統(tǒng)構建的流程和輸入?yún)?shù)的計算方法，對裝配線設計 的合理性及裝配工藝的可行性進行仿真驗證和優(yōu)化，仿真結果達到預期的 DELMIA線;仿真0 引言 滿足功能設計的前提下，采用合理的物流方式、設備布局和制造工藝，從 數(shù)字化制造技術的應用能夠降低規(guī)劃的風險，在整個制造系統(tǒng)建造之 驗，及時發(fā)現(xiàn)不合理因素，對其進行改進，這樣可以大大避免因前期設計 不合理而造成的巨大浪費。如此，企業(yè)不僅可以提高制造系統(tǒng)設計建造的 如前文所述，汽車發(fā)動機裝配線是復雜程度

2、較高的制造系統(tǒng)，在同步 工程階段，根據(jù)廠房空間布局和節(jié)拍等要求，初步確定本文所涉及的裝配 其節(jié)拍匹配，小的差速環(huán)線在一定程度上起到緩存器的作用。整條線的輸 (1)手動工位：主要由工人和手動工具來完成該步操作;(2)半自動工位：主要由工人配合專用設備來完成該步操作;(3)自動工位：完全由設備自動完成該步操作。為了能夠在同步工程階段對整個系統(tǒng)的設計運行進行模擬，從而驗證 是否能夠滿足規(guī)劃的產(chǎn)能，計算機仿真模型需要盡可能地包含系統(tǒng)實際運 行時的物理情況，如設備故障、人員操作失誤、廢品率、不合格產(chǎn)品返修 計算機仿真模型是一條虛擬的發(fā)動機裝配線，是對真實裝配線上的物 理設備和其間相互關系的映射，包括虛擬

3、設備、虛擬人、虛擬傳送帶、虛 (1)能夠完整準確地反映制造系統(tǒng)的實際運行規(guī)律，對發(fā)動機裝配 過程進行仿真;(2)仿真過程和結果能以一種直觀的方式反饋，能夠不斷推動裝配 設計優(yōu)化，驗證裝配線的目標產(chǎn)能;(3)提前對關鍵的裝配工藝進行裝配可行性和人機工程仿真分析。 發(fā)動機裝配線仿真模型構建及仿真 在產(chǎn)品設計過程中實施和論證最佳的制造流程，并能進行裝配工藝過程仿 發(fā)動機裝配線仿真模型構建首先，根據(jù)物理模型構建抽象的計算機仿真模型，如前所述，發(fā)動機 實際裝配線布局，構建出包含主線、子線、分裝線、緩沖區(qū)、返修區(qū)等對 (1)傳送帶 Conveyor：能夠完全和物理傳送帶對應的仿真模型，主 (2)設備 Ma

4、chine：和物理設備相對應的仿真模型，主要設置所在 工位的生產(chǎn)節(jié)拍和所需組件數(shù)量，只有在滿足組件數(shù)量的前提下，設備才 備空閑)、 buy (設備運行中)、 block (設備擁堵)等，便于統(tǒng)計輸出設 (3)組件單元 Part：對應實際零部件，是 Machine 等Element 的加 (4)資源庫 Source：主要用于生成 Part 組件，可以理解為倉庫。(5)緩沖單元 Buffer：等同于物理緩沖區(qū)，暫時存放加工過程中的 (6)決策點 DecPoint：一個抽象的點，能夠在此點完成組件的上線 發(fā)動機裝配線仿真模型參數(shù)仿真模型構建完成以后，需要輸入運行參數(shù)，包括每個工位的設計節(jié) MTBF由

5、此，根據(jù)理論公式計算得到設備/工位整體MTTR：為了從多角度驗證裝配線布局及工位設計的合理性和運行穩(wěn)定性，提 供更加準確的預測，本文將人工操作的穩(wěn)定性因素單獨計算，同時考慮爬 緩沖區(qū)容量和托盤數(shù)量 品返修率本文的產(chǎn)品返修率根據(jù)歷史同類產(chǎn)品的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，如表 數(shù)。綜合返修率算法與單個工位添加返修率相比，能夠提高仿真結果的可 真周期 發(fā)動機裝配線仿真分析結合上節(jié)的仿真模型和輸入?yún)?shù)，對多組參數(shù)進行組合仿真，從而驗 證和優(yōu)化了發(fā)動機裝配線規(guī)劃方案的關鍵參數(shù)，如工位節(jié)拍、關鍵工位數(shù) 效率 在穩(wěn)定運行階段，經(jīng)過 16 個月周期的多輪仿真，全局效率保持在90% 工位利用率 定運行階段，主線各工位利用率、空閑時間比率、故障時間比率等在柱狀 .3 發(fā)動機托盤數(shù)量敏感度分析結合初始發(fā)動機托盤數(shù)量進行系統(tǒng)全局效率分析，在滿足效率的前提 下，可以適當調(diào)整托盤數(shù)量和主線返修時間周期，以節(jié)省相關費用。如圖 本文以某一款發(fā)動機為例構