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

備布局仿真技術研究現(xiàn)狀年代末虛擬技術出現(xiàn)，隨著科技進步，虛擬技術得以普局領域中來。波音公司從 70 年代開始應用虛擬現(xiàn)實技造，被視為虛擬現(xiàn)實技術在工業(yè)生產(chǎn)領域開辟的先河實技術進行布局設計，實現(xiàn)了設備布局、緩沖站和倉題，虛擬仿真的實用意義為技術人員所認知[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備布局或物odel、Flexsim、SIMUL8、eM-Plant 等[25]。Nyeoh 等人量生產(chǎn)的車間設備布局，并使用 Witness 仿真軟件進行目標權重，利用模糊綜合評價法對結果進行分析和評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)線布局進顯提高，說明了改進布局方案的可行性[27]。

圖 1-2 Flexsim 二維布局仿真圖內(nèi)外虛實融合技術應用研究現(xiàn)狀工廠正在朝智能環(huán)境迅速發(fā)展，也使得計算機技術在生產(chǎn)領域獲得。為了實現(xiàn)虛實融合技術的應用，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，通過對各個管理系統(tǒng)接口技術的研究完成 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]。外的軟件技術公司及專家學者在實現(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建的虛擬模型狀態(tài)和加工設備的可視化方案，針對生產(chǎn)進度、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應用于生產(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”的飛機設計與生產(chǎn)，是虛實融合技術在智能制造中

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文合場景，展示設備的狀態(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)量情況和設備故障狀態(tài)的可視化技術，并應用flexsim軟件開發(fā)出相應的實時監(jiān)測系統(tǒng)[51]。

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李英娜,李建勇,李志輝;柔性制造系統(tǒng)魯棒性設備布局研究[J];北方交通大學學報;2001年04期

2 龐國明;;印刷設備布局應當考慮的因素[J];印刷質(zhì)量與標準化;2016年04期

3 何巧婷;周利;侯夢曦;王詩慧;吉旭;;改進的混合整數(shù)線性模型優(yōu)化化工廠多層設備布局[J];計算機與應用化學;2019年04期

4 朱碩;江志剛;張華;張旭剛;;面向再制造工藝單元重構的設備布局模型研究[J];制造技術與機床;2013年12期

5 李波;邱楓;;基于單親遺傳算法的動態(tài)設備布局仿真研究[J];智能系統(tǒng)學報;2007年01期

6 周孝倫;武向軍;郝文宇;叢飛;梁翠娜;;批產(chǎn)航天器設備布局研究[J];航天器工程;2013年04期

7 梁勤歐;周曉艷;;基于免疫遺傳算法的設備布局問題研究[J];武漢理工大學學報(信息與管理工程版);2011年04期

8 楊挺;楊東;馬光輝;吳曉鋒;;多行多區(qū)域車間的設備布局優(yōu)化設計方法[J];工業(yè)工程與管理;2018年05期

9 陳啟忠;;AFC車站系統(tǒng)設備布局調(diào)整工程可行性分析[J];科技經(jīng)濟導刊;2016年21期

10 白小剛;張欣;;服裝企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)設備布局的研究[J];國際紡織導報;2008年06期

相關會議論文 前2條

1 杜彥明;;新工廠及壓鑄設備布局[A];綠色鑄造與持續(xù)發(fā)展——2015(第25屆)重慶市鑄造年會論文集[C];2015年

2 王永志;孫銳;袁曉銘;;大型振動離心機總體布局及土建關鍵技術[A];第八屆全國地震工程學術會議論文集（Ⅱ）[C];2010年

相關重要報紙文章 前1條

1 秋冰 張海濤 劉雙云;從賣產(chǎn)品到賣車間[N];常州日報;2016年

相關博士學位論文 前2條

1 張子輝;多目標協(xié)同進化方法及其在多艙段衛(wèi)星設備布局應用[D];大連理工大學;2017年

2 劉莊成;車間布局與自動導引車系統(tǒng)規(guī)劃協(xié)同設計方法[D];大連理工大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 杜潔瑤;面向虛實融合的葉片車間設備布局及可視化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

2 葛華輝;集成AGV路徑規(guī)劃的數(shù)字化車間設備布局優(yōu)化方法及其應用研究[D];浙江大學;2019年

3 王勝利;動態(tài)環(huán)境下雙行設備布局問題的研究[D];北京郵電大學;2015年

4 邱楓;基于單親遺傳算法的設備布局問題研究[D];天津大學;2007年

5 張瑜;車間多階段動態(tài)設備布局模型及實證研究[D];浙江工業(yè)大學;2010年

6 于孟;帶有附加間距的單行設備布局問題及其求解算法[D];北京郵電大學;2015年

7 宋策;面向車間設備布局的精英蟻群算法研究[D];大連理工大學;2010年

8 朱唯薇;基于混合智能算法的設備布局問題研究[D];天津大學;2008年

9 王大文;動態(tài)連續(xù)設備布局問題的啟發(fā)式算法研究[D];南京信息工程大學;2017年

10 高書冰;帶有并行機的多行設備布局問題及其超啟發(fā)式算法[D];北京郵電大學;2017年

本文編號：2751696