夏龍鋒

摘要：設(shè)備布局設(shè)計是機械加工中必須重視的關(guān)鍵問題，通過選擇科學的布局方法，可以對實際生產(chǎn)帶來積極影響，合理的設(shè)備布局對于確保車間物流暢通、方便設(shè)備操作及提高場地面積使用率等都起著至關(guān)重要的作用。因此，無論是建立新車間，還是改造原有車間，設(shè)備布局設(shè)計都是必需的。我國目前機械加工行業(yè)正面臨著一場新的機遇與挑戰(zhàn)，要求我國機械加工行業(yè)要抓住這一機遇，對原有的生產(chǎn)方式進行改進，提高生產(chǎn)效率，以滿足需求。

關(guān)鍵詞：機械加工；設(shè)備布局；仿真技術(shù)

前言：

伴隨當前我國經(jīng)濟建設(shè)的蓬勃發(fā)展，機械加工行業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。對設(shè)備布局進行合理的設(shè)計是機械加工工作能否得到有效進行的關(guān)鍵所在，進行科學合理的設(shè)備布局，能夠提高機械加工工作的效率，有效節(jié)約生產(chǎn)成本。而目前仿真技術(shù)的快速發(fā)展，給設(shè)備布局優(yōu)化提供了新思路。本文將結(jié)合仿真技術(shù)探討設(shè)備布局方法。

1.機械加工設(shè)備布局概述

1.1 機械加工設(shè)備布局現(xiàn)狀

制造系統(tǒng)中設(shè)施布局的創(chuàng)立及發(fā)展脈絡(luò)貫穿于工業(yè)工程發(fā)展實踐中，是機械加工業(yè)之中不可忽略的重要環(huán)節(jié)，然而設(shè)備布局在國內(nèi)仍然未得到完全的發(fā)展。從商業(yè)應(yīng)用來看，至今尚沒有成熟的用于制造企業(yè)設(shè)施布局的商品化軟件，各高校和團體研究多集中于規(guī)則物體的布局問題，要實現(xiàn)任意形狀的布局問題，至今尚無成功的通用布局方法。

在我國目前大多數(shù)機械加工行業(yè)中，都沒有對生產(chǎn)設(shè)備進行科學合理的布局規(guī)劃，就算有部分企業(yè)對其生產(chǎn)線上的設(shè)備進行了布局設(shè)計，但由于其設(shè)計理念較為陳舊，仍在使用傳統(tǒng)的設(shè)計。

1.2 機械加工布局的概念

機械加工布局設(shè)計，即將多個相關(guān)的機械設(shè)備按照一定的生產(chǎn)規(guī)律，對其放置位置進行合理的規(guī)定，為生產(chǎn)活動等提供便利。更加具體一點說，就是將生產(chǎn)線的加工設(shè)備、處理設(shè)備、檢測設(shè)備、運輸設(shè)備與企業(yè)倉庫等各部門在空間位置上進行安排設(shè)計。布局設(shè)計看似容易，其實涵蓋了相當多的專業(yè)知識，涉及到如人機工程學、人工智能、信息處理與系統(tǒng)仿真與優(yōu)化等多項專業(yè)技術(shù)。

設(shè)備布局設(shè)計就是要綜合考慮各種相關(guān)因素，對生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)進行分析、規(guī)劃、設(shè)計，使系統(tǒng)資源得到合理配置。布局設(shè)計總的目標是使人力、物力、財力和人流、物流、信息流得到最合理、最經(jīng)濟、最有效的配置和安排，即要確保規(guī)劃的布局系統(tǒng)能以最小的投入獲取最大的效益。

1.3 設(shè)備布局的影響因素及設(shè)計方法

影響機械加工設(shè)備布局的因素有很多，結(jié)合相關(guān)研究經(jīng)驗，在車間加工設(shè)備中就包括了零件設(shè)計、零件工藝流程、車間生產(chǎn)組織、生產(chǎn)物流等因素，這些主要因素都會影響到機械加工設(shè)備的布局。

繆瑟的法在設(shè)施規(guī)劃中是典型的系統(tǒng)設(shè)計思路，提供了一種以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析為主線的規(guī)劃設(shè)計方法，采用一套表達力極強的圖例符號和簡明工作表格，通過一套條理清晰的設(shè)計程序進行工廠布置設(shè)計。這種方法被設(shè)備設(shè)計人員和生產(chǎn)管理人員廣泛采用。

2.機械加工布局設(shè)置仿真技術(shù)分析

2.1 機械加工布局設(shè)置仿真技術(shù)意義

計算機仿真技術(shù)在當前制造系統(tǒng)研究中發(fā)揮著重要作用，它同時也是對系統(tǒng)進行分析、實驗、評價的最佳手段。結(jié)合機械加工行業(yè)的實踐經(jīng)驗來看，機械加工的生產(chǎn)類型及組織形式?jīng)Q定了機械加工設(shè)備的布局形式，因此在一定程度上來說，設(shè)備布局形式需和組織車間同步。

仿真技術(shù)被引用到機械制造的歷史久遠。20 世紀 60 年末虛擬技術(shù)出現(xiàn)，隨著科技進步，虛擬技術(shù)得以普及，許多專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)其能夠?qū)ΜF(xiàn)代機械加工過程中設(shè)備布局設(shè)計提供幫助，于是虛擬技術(shù)開始被引入機械加工設(shè)備布局領(lǐng)域中來。在實際對機械加工生產(chǎn)設(shè)備進行布局的過程中，通過對生產(chǎn)線具體設(shè)備生產(chǎn)情況進行取樣，在虛擬系統(tǒng)中建立一個與機械加工生產(chǎn)線相似的仿真模型，通過在虛擬系統(tǒng)中對模型進行實驗，對實驗得出的結(jié)果進行分析，并進行二次檢測。

2.2 仿真技術(shù)實施的具體步驟

要根據(jù)機械加工生產(chǎn)線的具體情況，在系統(tǒng)中構(gòu)建生產(chǎn)線內(nèi)各設(shè)備的模型，按照初步得出的布局方案將各設(shè)備的模型設(shè)置在仿真系統(tǒng)中的相應(yīng)位置上。在仿真系統(tǒng)中對各機械加工生產(chǎn)線的具體生產(chǎn)加工流程進行設(shè)置，確認各類生產(chǎn)對象在生產(chǎn)線中的具體生產(chǎn)流程，同時對每項設(shè)備間的具體運輸情況加以設(shè)置，制定好生產(chǎn)資料的運輸路線。編輯生產(chǎn)線內(nèi)各對象的參數(shù)，具體來說要包括機械加工設(shè)備、運輸設(shè)備的外形大小、具體位置朝向等，必要的情況下還需要對生產(chǎn)對象到達生產(chǎn)加工設(shè)備的時間，設(shè)備的具體加工時間，設(shè)備是否容易產(chǎn)生故障與故障及處理時間等等。開始運行仿真模型，對仿真模型的運行次數(shù)、時間及速率做出具體的設(shè)置，如此重復(fù)多次進行實驗。得出仿真實驗結(jié)果，對結(jié)果加以分析，系統(tǒng)會自動將多次實驗的結(jié)果列為圖表進行比對，方便專業(yè)人員通過這些結(jié)果進行具體的設(shè)備布局設(shè)計。

2.3 系統(tǒng)仿真流程設(shè)計

用事件的觀點來分析真實系統(tǒng)，通過定義事件及每個事件發(fā)生時對系統(tǒng)狀態(tài)的變化，按時間順序確定并執(zhí)行每個事件發(fā)生時有關(guān)的邏輯關(guān)系，這就是事件調(diào)度法的基本思想。

系統(tǒng)仿真流程設(shè)計主要分三大內(nèi)容。事件仿真主流程設(shè)計：該系統(tǒng)仿真設(shè)計在對真實系統(tǒng)進行分析時，所采取的是事件觀點。所謂的事件觀點，是指定義事件及事件發(fā)生時系統(tǒng)變化，通過時間順序來執(zhí)行事件發(fā)生的邏輯關(guān)系。零件到達事件流程分析：所謂的零件到達事件流程，強調(diào)的是零件由倉庫至系統(tǒng)，由上一工序至下一工序。零件離去事件流程分析：該流程強調(diào)的是零件加工完成后離開機床組，由此工序流程向下一個工序流程系統(tǒng)。

結(jié)語：

綜上所述，對機械加工設(shè)備進行布局是一項系統(tǒng)且復(fù)雜的工作，它需要對生產(chǎn)線相關(guān)各方面進行統(tǒng)籌，才能達到節(jié)省生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的目的，因此要求機械加工行業(yè)加大對設(shè)備布局的重視。將仿真技術(shù)的優(yōu)勢及最新成果應(yīng)用于機械加工設(shè)備布局工作中，進而優(yōu)化設(shè)備布局，提升機械加工生產(chǎn)的質(zhì)量及效率?？傊?，制造系統(tǒng)設(shè)備布局設(shè)計的未來發(fā)展總方向就是根據(jù)現(xiàn)實情況構(gòu)建更為完整的設(shè)備布局優(yōu)化真正達到制造系統(tǒng)設(shè)備布局最優(yōu)化的目的。

參考文獻：

[1]代麗華.機械加工設(shè)備布局方法研究[J].佳木斯職業(yè)學院學報，2015，01：196.

[2]郭樹伽.基于虛擬現(xiàn)實的機械加工設(shè)備布局與仿真技術(shù)研究[D].南昌大學，2010.