论文部分内容阅读
[摘要] 合理的机械加工设备布局可以有效的提供生产效率，保证了车间内部的设备、产品的物流畅通，从而降低了生产成本，减少了车间内部的不必要劳动，甚至在一定程度上提高了机械加工生产的安全性，因此，建立良好的设备布局具有现实意义。本文主要阐述了设备布局的概念，并分析了设备布局的原则和方法，最后分析了设备布局的仿真技术应用。
[关键字] 机械加工设备；布局方法；仿真技术
一、机械加工设备布局的概述
机械加工设备布局的通常概念就是把一些物体按照其功能、用途的不同合理的安放在一个空间内，其涉及到参数涉及、人工智能、图形学、信息处理、仿真技术等方面的内容。在机械加工行业来说，机械加工设备的布局就是将制造系统重新组织成有序的加工单元，形成加工人员、机床设备、产品运输的一体化工作形式，机械加工设备布局的加工，可以增加加工系统地灵活性，提高加工系统的生产效率。此外机械加工设备布局决定了车间的物流方向和速度，其布局状况限制了车间的功能潜力，这也是机械加工设备布局受到人们重视的原因之一。
二、机械加工设备布局设计的原则
为了达到车间设备布局的目标，在机械加工设备布局设计中应当遵从以下的原则：①设备布局要减少车间内不必要的作业，提供生产的效率，同时降低车间生产的成本，最重要的是通过设备布局缩短车间生产的周期，减少设备占地的面积；②在设备布局设计中应当以流动的观点作为出发点，并且在规划设计中始终秉承这一原则，保证生产系统中人流、物流、信息流的合理化；③重视人的因素，在设备不居中使用人机工程理论，综合考虑环境条件、空间大小、通道配置、色彩温度等因素，为工人工作创造良好的环境；④设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代，并行设计的过程，要先进行总体方案布置设计，再进行详细布置，而详细布置设计方案又要反馈到总体布置方案中，对总体方案进行修正。
三、机械加工设备布局的方法
3.1 系统布置设计
在设备布局设计中最为典型的系统设计思路是SLP法，这是一种以作业单位物流和非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，最为显著的是这种设计方法采用了表达能力极强的图例符号和工作表格，并把整个的设备布局设计方案用设计程序清晰的表达出来，这种设计方法在设备设计中广泛应用。在机械加工车间的设计过程中，要突出平面布置设计，把车间平面中的各种要素形成一种合理的布置方案，从而产生了加工车间的设计流程。
3.2 计算机辅助设施规划
随着规模的不断扩大，同时机械加工设备不断复杂化，在设备布局中需要考虑的因素也越来越多，同时生产的系统规模对设备布局造成了极大的困难，而多重技术与经济问题的交织使得依托于设计者经验的广泛整合与积淀进行布局设计更加不可行。随着计算机技术的不断普及，其强大的计算和设计功能逐渐被应用到机械加工设备的布局设计中，计算机的辅助设计可以加速布局设计的过程，同时凭借着人机交互和计算机绘图功能，可以形成直观的设计图谱演示，增强了设计规划的视觉观感。计算机的辅助设施布局主要有两种：一是面向新建系统的布局程序，通常使用的有CORELAP程序和ALDEP程序，这种辅助设备布局程序的优点是包括了车间布置中的重要特征，采用优先评价方法进行设计。此外这类设备布局程序应用的计分技术要求以客观的数量表示主观的选择，从而在一定程度上存在着一定的风险性。二是面向改进型的系统布局程序，主要有两种程序，即CARFT和COFAD程序，前者是在原有的布局设置基础上在进行改进，争取获得一个以降低系统物料搬运成本的布置方案，而后者则是在前者基础上的一种改进程序，重点考虑了搬运设备及成本评价。两种计算机辅助设备布局的面向点不同，面向新建型系统布局程序是由物流！非物流信息出发，从无到有，生成新的布置方案。面向改进型系统布置程序是对己有布置的改进，寻找一种更好的布置方案。上述设备布局方法对缩短生产周期，减少在制品和增加生产能力方面显得力不从心。当其与计算机仿真技术相结合时，就可以在布局设计在中大显身手，这即为计算机辅助设备布置设计的价值所在。
四、机械加工设备的仿真技术
机械加工系统属于较为复杂的系统，其中存在的影响因素较多，因此其模型中的数字变量较多，很难采用一种精确的数学公式进行详细的求解，对于这类问题要采用计算机仿真技术进行加工系统设备布局的实验和评价，同时也是一种最为经济有效的方法。
4.1 机械加工设备布局仿真建模
计算机仿真建模的规则是每个设备应当同时只能加工一个产品，产品的加工顺序可以根据工艺路线进行选择，或者按照设备的编号可以实现加工顺序的调整，所有的产品工序、加工时间都是事先输入确定的。近些年来，计算机仿真技术不断发展，建模技术也逐步朝着图形建模的方向发展，建模者在图形交互方式下直接在屏幕上描述系统的各部分组成和布局以及设备类型、数量等，该方法直观、迅速和简单。此外CAD技术在建模中的应用越来越广泛，可以从CAD系统中设计的制造参数中提取建模数据，从而转化为仿真模型，直观的展示了加工设备布局模型，这种建模方法可以节省建模时间。
4.2 机械加工设备布局仿真建模的优点
仿真建模的优点有：①面向对象的方法使建模与仿真过程变得极为自然、直观。仿真用户可把仿真系统的各种事件都看成对象。并根据这些对象的类属关系和本身的特性直接构造仿真模型。②面向对象的方法所强调的是系统的总体结构，而不是系统涉及的过程，通过数
据抽象、封装等技术，在用户面前的系统是由对象作为基本成员的，这使仿真系统自然模块化。③利用面向对象方法的继承性，使仿真系统十分容易扩充，同时，利用对象类层次结构的合理设计，可以达到最高的代码重用率。
五、总结
总而言之，机械加工车间的设备布局实际是一种制造资源的优化，通过时间上的衔接，减少车间的工作量，同时也降低了机械加工中的设备损坏，节省了加工费用，良好的设备布局可以加快生产流程。以上是本人的粗浅之见，但是由于本人的知识水平及文字组织能力有限，因此文中如有不到之处还望不吝赐教。
[参考文献]
[1] 刘弟新.机械加工设备布局方法及其仿真技术研究[D].大连理工大学硕士论文，
2006年6月.
[2] 曾祥华.机械加工布局方法的研究[J].仪器仪表学报，2012，8（3）.
[关键字] 机械加工设备；布局方法；仿真技术
一、机械加工设备布局的概述
机械加工设备布局的通常概念就是把一些物体按照其功能、用途的不同合理的安放在一个空间内，其涉及到参数涉及、人工智能、图形学、信息处理、仿真技术等方面的内容。在机械加工行业来说，机械加工设备的布局就是将制造系统重新组织成有序的加工单元，形成加工人员、机床设备、产品运输的一体化工作形式，机械加工设备布局的加工，可以增加加工系统地灵活性，提高加工系统的生产效率。此外机械加工设备布局决定了车间的物流方向和速度，其布局状况限制了车间的功能潜力，这也是机械加工设备布局受到人们重视的原因之一。
二、机械加工设备布局设计的原则
为了达到车间设备布局的目标，在机械加工设备布局设计中应当遵从以下的原则：①设备布局要减少车间内不必要的作业，提供生产的效率，同时降低车间生产的成本，最重要的是通过设备布局缩短车间生产的周期，减少设备占地的面积；②在设备布局设计中应当以流动的观点作为出发点，并且在规划设计中始终秉承这一原则，保证生产系统中人流、物流、信息流的合理化；③重视人的因素，在设备不居中使用人机工程理论，综合考虑环境条件、空间大小、通道配置、色彩温度等因素，为工人工作创造良好的环境；④设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代，并行设计的过程，要先进行总体方案布置设计，再进行详细布置，而详细布置设计方案又要反馈到总体布置方案中，对总体方案进行修正。
三、机械加工设备布局的方法
3.1 系统布置设计
在设备布局设计中最为典型的系统设计思路是SLP法，这是一种以作业单位物流和非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，最为显著的是这种设计方法采用了表达能力极强的图例符号和工作表格，并把整个的设备布局设计方案用设计程序清晰的表达出来，这种设计方法在设备设计中广泛应用。在机械加工车间的设计过程中，要突出平面布置设计，把车间平面中的各种要素形成一种合理的布置方案，从而产生了加工车间的设计流程。
3.2 计算机辅助设施规划
随着规模的不断扩大，同时机械加工设备不断复杂化，在设备布局中需要考虑的因素也越来越多，同时生产的系统规模对设备布局造成了极大的困难，而多重技术与经济问题的交织使得依托于设计者经验的广泛整合与积淀进行布局设计更加不可行。随着计算机技术的不断普及，其强大的计算和设计功能逐渐被应用到机械加工设备的布局设计中，计算机的辅助设计可以加速布局设计的过程，同时凭借着人机交互和计算机绘图功能，可以形成直观的设计图谱演示，增强了设计规划的视觉观感。计算机的辅助设施布局主要有两种：一是面向新建系统的布局程序，通常使用的有CORELAP程序和ALDEP程序，这种辅助设备布局程序的优点是包括了车间布置中的重要特征，采用优先评价方法进行设计。此外这类设备布局程序应用的计分技术要求以客观的数量表示主观的选择，从而在一定程度上存在着一定的风险性。二是面向改进型的系统布局程序，主要有两种程序，即CARFT和COFAD程序，前者是在原有的布局设置基础上在进行改进，争取获得一个以降低系统物料搬运成本的布置方案，而后者则是在前者基础上的一种改进程序，重点考虑了搬运设备及成本评价。两种计算机辅助设备布局的面向点不同，面向新建型系统布局程序是由物流！非物流信息出发，从无到有，生成新的布置方案。面向改进型系统布置程序是对己有布置的改进，寻找一种更好的布置方案。上述设备布局方法对缩短生产周期，减少在制品和增加生产能力方面显得力不从心。当其与计算机仿真技术相结合时，就可以在布局设计在中大显身手，这即为计算机辅助设备布置设计的价值所在。
四、机械加工设备的仿真技术
机械加工系统属于较为复杂的系统，其中存在的影响因素较多，因此其模型中的数字变量较多，很难采用一种精确的数学公式进行详细的求解，对于这类问题要采用计算机仿真技术进行加工系统设备布局的实验和评价，同时也是一种最为经济有效的方法。
4.1 机械加工设备布局仿真建模
计算机仿真建模的规则是每个设备应当同时只能加工一个产品，产品的加工顺序可以根据工艺路线进行选择，或者按照设备的编号可以实现加工顺序的调整，所有的产品工序、加工时间都是事先输入确定的。近些年来，计算机仿真技术不断发展，建模技术也逐步朝着图形建模的方向发展，建模者在图形交互方式下直接在屏幕上描述系统的各部分组成和布局以及设备类型、数量等，该方法直观、迅速和简单。此外CAD技术在建模中的应用越来越广泛，可以从CAD系统中设计的制造参数中提取建模数据，从而转化为仿真模型，直观的展示了加工设备布局模型，这种建模方法可以节省建模时间。
4.2 机械加工设备布局仿真建模的优点
仿真建模的优点有：①面向对象的方法使建模与仿真过程变得极为自然、直观。仿真用户可把仿真系统的各种事件都看成对象。并根据这些对象的类属关系和本身的特性直接构造仿真模型。②面向对象的方法所强调的是系统的总体结构，而不是系统涉及的过程，通过数
据抽象、封装等技术，在用户面前的系统是由对象作为基本成员的，这使仿真系统自然模块化。③利用面向对象方法的继承性，使仿真系统十分容易扩充，同时，利用对象类层次结构的合理设计，可以达到最高的代码重用率。
五、总结
总而言之，机械加工车间的设备布局实际是一种制造资源的优化，通过时间上的衔接，减少车间的工作量，同时也降低了机械加工中的设备损坏，节省了加工费用，良好的设备布局可以加快生产流程。以上是本人的粗浅之见，但是由于本人的知识水平及文字组织能力有限，因此文中如有不到之处还望不吝赐教。
[参考文献]
[1] 刘弟新.机械加工设备布局方法及其仿真技术研究[D].大连理工大学硕士论文，
2006年6月.
[2] 曾祥华.机械加工布局方法的研究[J].仪器仪表学报，2012，8（3）.