GBT XXXXX.2-XXXX 机械产品制造过程数字化仿真 第2部分：生产线规划和布局仿真要求(征求意见稿)Word下载.docx

GBT XXXXX.2-XXXX 机械产品制造过程数字化仿真 第2部分：生产线规划和布局仿真要求(征求意见稿)Word下载.docx

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4仿真目标 2

5总体原则 2

6基本流程 2

7仿真规划 3

8三维建模 4

9产线布局 5

10仿真分析 6

11评估与优化 8

12仿真输出与管理要求 9

附录A（资料性附录）清单 10

附录B（资料性附录）生产线规划和布局仿真创建示例 11

II

前 言

GB/TXXXXX—XXXX《机械产品制造过程数字化仿真》分为5个部分：

——第1部分：

通用要求；

——第2部分：

生产线规划和布局仿真要求；

——第3部分：

装配车间物流仿真要求；

——第4部分：

数控加工过程仿真要求；

——第5部分：

工艺规划仿真要求。

本部分为GB/TXXXXX—XXXX《机械产品制造过程数字化仿真》的第2部分。

本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本部分由全国技术产品文件标准化技术委员会（SAC/TC146）提出并归口。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。

本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本部分主要起草单位：

中车株洲电力机车有限公司、中机生产力促进中心等。

本部分主要起草人：

。

本部分为首次发布。

1范围

GB/TXXXX的本部分规定了机械产品制造生产线规划与布局仿真的分类、仿真目标、总体原则、基本流程、一般要求和详细要求。

本部分适用于机械产品制造过程中生产线规划与布局仿真有关的应用、开发、服务和研究。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T24734.1-2009 技术产品文件数字化产品定义数据通则第1部分：

术语与定义GB/T26099.1-2010 机械产品三维建模通用规则第1部分：

通用要求

GB/T26099.2-2010 机械产品三维建模通用规则第2部分：

零件建模GB/TXXXXX.1-XXXX 机械产品制造过程数字化仿真第1部分通用要求

GB/TXXXXX.3-XXXX 机械产品制造过程数字化仿真第3部分装配车间物流仿真要求

3术语和定义

GB/T24734.1-2009、GB/T26099.1-2010、GB/T26099.2-2010、GB/TXXXX.1第1部分界定的以及

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

生产线规划 production line planning

生产线规划是在生产线的设计或改造阶段，根据所有产品的工艺路线合理规划并确定生产线中工位、设备、物料缓存、仓储等设施的种类、数量或容量，以符合生产线的生产纲领。

3.2

生产线布局 productionlinelayout

生产线布局是指在满足给定的空间或性能约束条件下，将工位、设备、物料缓存、仓储等各类设施合理、优化地布局在特定空间内，从而有效、经济、安全地达到预期目标。

3.3

生产线建模与仿真 productionlinemodelingandsimulation

建立系统模型对生产线进行抽象和描述，并借助于计算机仿真技术模拟实际生产线的运行过程，进而在不同工作环境中，对生产线运行的方案和策略进行验证、分析和评价，以提高生产线在实际运行阶段的可靠性和稳定性。

12

4仿真目标

根据新建或改建的生产线规划与布局方案，建立厂房、外景、加工设备、生产物料、工艺装备、辅助设施、生产人员等的三维数字化模型，从产品层、设备层、生产线层对生产的各个环节进行可视化仿真模拟，对生产线运行的方案和策略进行验证、分析和评价，提前发现工艺规划、空间布局、生产节拍、物流路径等潜在的问题，并通过反复迭代和逐步调整达到合理的预期效果，全面、真实展示优化后的生产线布局和生产仿真效果。

5总体原则

生产线规划和布局仿真应遵循如下原则：

a）生产线规划和布局仿真应符合GB/TXXXXX.1-XXXX的规定；

b）生产线设计时应人、机、料、法、环、测有机结合，满足先进性、经济性、可靠性、安全性、柔性等原则，实现生产线设备布局合理，物流运输高效、管理模式先进，满足未来的发展需求；

c）高效布置分工任务，合理简化三维模型，分步实现建模任务、迭代优化仿真参数，验证空间布局、工艺规划、物流路径、生产节拍等的合理性，逐步调整达到合理的预期效果；

d）仿真规划总体原则：

根据生产纲领和工艺规划方案，搜集相关资料，确定仿真目标、仿真内容、仿真平台、仿真方法等；

e）三维建模总体原则：

合理简化模型、精确定义自由度、灵活运用贴图、分类进行存储和管理。

f）产线布局总体原则：

首先应布局生产线外景、厂房建筑物、参考标识物等对象，然后再布局生产线内部生产设备、生产物料、工艺装备等对象；

g）仿真分析总体原则：

根据工艺流程和物料配送设想，从设备布局位置合理性、零（组）件的加工顺序、物料的配送路径、节拍分析、生产人员操作的姿态、工装/工具的可达性、操作空间的开敞性、视点的合理性等项点进行仿真验证，并对不同的仿真数据进行定量和定性分析。

6基本流程

生产线规划与布局仿真基本流程如图1所示，包括仿真规划、三维建模、产线布局、仿真分析等四个阶段（示例参见附录A），各阶段工作任务如下:

a）仿真规划阶段：

根据生产纲领和工艺规划方案，完成生产线规划文件、现场实物数据、模型纹理贴图、设备控制逻辑信息等资料的搜集工作，编制合理的生产线规划与布局仿真方案；

b）三维建模：

根据生产线规划与布局仿真方案，完成厂房、生产设备、产品物料、工艺装备、辅助设施、生产人员等的三维数字建模工作，并对三维模型轻量化和渲染；

c）产线布局：

根据生产线工艺规划图纸和实际尺寸，将生产设备、产品物料、工艺装备、辅助设施、生产人员等三维模型布局到生产线对应位置；

d）仿真分析：

以定性或定量的评价指标，对产线布局、工艺路线、产能规划、物流路径等的合理性进行验证和分析，并通过动态、迭代方式对产能规划和产线布局进行优化。

布局仿真软件

三维建模软件

工艺管理平台

厂房布局

设备布局

…...

物料布局

仿真规划阶段

生产线规划与布局仿真基本流程

三维建模阶段 产线布局阶段

仿真分析阶段

生产纲领

规划文件现场拍照

纹理贴图

仿真方案编制

厂房模型

设备模型

人物模型

三维数字建模

模型轻量化处理

模型渲染处理

不合格

模型检验

合格

库

工艺资源库

任务模型

仿真资源库

生产线布

局数据

动态仿真数据

文本文档

否

是否合理

是

输出仿真结果

布局仿真优化

产能规划仿真

仿真参数设置

生产线布局

仿真环境搭建

数据搜集

图1 生产线规划与布局仿真基本流程

7仿真规划

7.1资料搜集要求

7.1.1资料搜集应包括前期厂房和生产线的规划文件、现场数据采集、实物纹理贴图、已有三维数模等。

7.1.2规划文件应包括仿真中所需的总体建设方案、工艺布局图、物流方案及以及工艺说明书等。

7.1.3现场数据采集应结合实物关键特征，详细要求如下:

a）现场采集对象应包括外景、厂房、设备、产品、物料、工艺装备等；

b）重点测量实物模型的长、宽、高和局部关键尺寸以及模型重量特征特征；

c）采集实物照片，应根据模型特征取2～5个正视图与一个轴测图，重点突出的局部、标识、商标等应单独取材。

7.2资料管理要求

7.2.1采集信息应分类管理，厂房、设备、产品、物料、工装等应分开建立《模型资料清单》，模型应严格按照一定规则进行编号，保证物体与编号一一对应。

模型清单详细要求如下（具体形式可参考附录A）：

a）模型分类；

b）模型名称；

c）模型编号；

d）主要尺寸，如长、宽、高、厚度；

e）外观图片；

f）纹理图片；

g）材质信息；

h）重量信息；

7.2.2采集的数据应存储至仿真资源库集中管理。

7.3仿真方案编制要求

分析生产纲领、工艺路线、生产节拍、设施布局、产能配置等要素，确定仿真目标、仿真内容、仿真平台、仿真方法等，形成合理的仿真方案。

8三维建模

8.1建模对象要求

8.1.1三维建模主要包括生产设备、生产物料、工艺装备、外景、厂房建筑物、辅助设施、生产人员等对象，各对象的详细内容包括：

a）生产设备：

加工设备、物流转运设备、检测设备等；

b）生产物料：

成品、半成品、零部件、辅料等；

c）工艺装备：

刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具、装配工装及吊具吊带等；

d）外景与建筑：

道路、绿化树木、景观带、厂房结构框架、支柱、地板、墙壁、玻璃等；

e）其它对象：

作业人员、动力管线、标识线、物流通道、消防通道、工位看板、电子屏等。

8.2模型构建要求

8.2.1三维数字建模时应综合考虑模型特征、模型轻量化、模型效果、模型简化、纹理贴图等因素，各因素的具体要求如下：

a）模型特征要求：

三维模型的主要特征尺寸符合实物；

装配体三维模型的层次结构、运动副关系应满足运动仿真的要求；

b）模型简化要求：

在保证模型特征要求基础上，可适当删除或简化模型的不可见结构、工艺倒角、复杂曲面等表达，以提高建模的效率；

c）模型轻量化要求：

三维实体模型应经过模型轻量化技术转化为三维面片模型，在满足模型外观要求基础上轻量化模型的面片数越少越好；

d）模型效果要求：

模型表达精细度、外观渲染效果、多边形数据量、纹理数据量应满足仿真逼真度和仿真实时性要求；

e）纹理贴图要求：

采用纹理贴图技术增加模型的仿真逼真度，纹理贴图的像素大小应合理，保证显示清晰，像素应为2的自然数次方，对物体的重要特征、产品标识等，应单独贴图。

8.3模型检查要求

8.3.1三维模型检查要求包括：

a）模型层次结构与运动副合理性；

b）模型主要尺寸的准确；

c）模型颜色与纹理一致与实物的一致性；

d）模型多边形数据量大小适宜；

e）整体外观效果佳；

f）专有类模型颜色应按照相关标准执行。

8.4模型管理