制造业是国民经济的主体,伴随着工业技术的不断发展,智能制造已经成为当今时代的发展趋势。数字化生产线技术是智能制造的基础,能够帮助工厂以及各大企业对生产线的设计和运行进行提前的预估,从而有效提高生产线与资源的运行效率,减少库存,缩短产品的上市时间。本文以叶轮加工生产线为研究对象,提出了生产线的数字化设计与仿真方法。以Plant Simulation软件作为主要的数字化仿真平台,通过对生产线数字化设计与优化,促进了生产过程中的数字化与自动化,有效地提高了生产线的生产效率并缩短了研发周期。首先,在论述了本文的研究背景的前提下,介绍了数字化技术的发展和研究现状,以及数字化生产线的含义及特点,并结合数字化生产线的仿真类型及关键技术研究,制定了研究路线。其次,以数字化生产线设计原则为理论基础,结合叶轮加工要求对叶轮加工工艺进行规划,并根据生产线相关需求进行分析制定了整体规划;依据叶轮加工生产线建设要求与实际情况制定了生产线的设施布局规划,由生产线相关数据运用SLP方法得到了生产线布局的初步结果;应用遗传算法对生产线的设施布局进行优化,通过建立模型并利用Matlab编程得到优化的结果;运用Plant Simulation软件对生产线布局进行仿真优化,得到了运用遗传算法对叶轮加工生产线布局优化的结果。最后,运用Robot Studio软件在三维虚拟环境中建立生产线系统,对生产线进行了三维布局;在运动仿真过程中对机器人进行可达性验证与运动轨迹优化,得到了优化路径的三维仿真,提高了机器人运行效率;运用Plant Simulation对叶轮加工生产线生产过程进行模拟仿真,通过对生产线进行产能分析、平衡分析、瓶颈识别等操作,基于遗传算法并结合精益生产对生产线进行平衡优化并制定了优化方案;通过仿真验证其方案,实现了生产线的生产目标并且提高了生产线的平衡率。