GB∕T 39334.3-2020 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

书书书犐犆犛０１．１００．０１犑０４!#$%&’’()*犌犅／犜３９３３４．３—２０２０!#$%&’()*+,-.３/0：123456,-78犇犻犵犻狋犪犾狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅犳犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊犿犪狀狌犳犪犮狋狌狉犻狀犵狆狉狅犮犲狊狊—犘犪狉狋３：犚犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊狅犳犪狊狊犲犿犫犾狔狑狅狉犽狊犺狅狆犾狅犵犻狊狋犻犮狊狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀２０２０１１１９9:２０２１０３０１;’(+,-./012’()*3/04569:目　　次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义１………………………………………………………………………………………………４　一般要求１…………………………………………………………………………………………………５　基本流程２…………………………………………………………………………………………………６　详细要求３…………………………………………………………………………………………………　６．１　仿真方案制定３………………………………………………………………………………………　６．２　仿真模型构建４………………………………………………………………………………………　６．３　仿真运行与分析５……………………………………………………………………………………　６．４　结果评价与优化５……………………………………………………………………………………犌犅／犜３９３３４．３—２０２０前　　言　　ＧＢ／Ｔ３９３３４《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：典型工艺仿真要求。本部分为ＧＢ／Ｔ３９３３４的第３部分。本部分按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。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。本部分由全国技术产品文件标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ１４６）提出并归口。本部分起草单位：徐工集团工程机械股份有限公司、中机生产力促进中心、中车株洲电力机车有限公司、中国电子科技集团公司第三十八研究所、内蒙古第一机械集团股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、南京骐骏软件有限公司、中国航发西安动力控制科技有限公司、西安陕鼓动力股份有限公司、深圳市格林晟科技有限公司。本部分主要起草人：闫伟驰、王连坤、潘康华、陈杰、方忠民、陈兴玉、周红桥、赵富、甘雨田、邵晓东、王宇、张利民、李洪亮、汪洪敏。Ⅰ犌犅／犜３９３３４．３—２０２０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１　范围ＧＢ／Ｔ３９３３４的本部分规定了机械产品制造过程中装配车间物流仿真的一般要求、基本流程，以及仿真方案制定、仿真模型构建、仿真运行分析、结果评价与优化的详细要求。本部分适用于与机械产品制造过程中装配车间物流仿真有关的应用、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／Ｔ２６０９９．３—２０１０　机械产品三维建模通用规则　第３部分：装配建模ＧＢ／Ｔ３９３３４．１　机械产品制造过程数字化仿真　第１部分：通用要求３　术语和定义ＧＢ／Ｔ２６０９９．３—２０１０和ＧＢ／Ｔ３９３３４．１界定的以及下列术语和定义适用于本文件。３．１　仓储系统　狑犪狉犲犺狅狌狊犲狊狔狊狋犲犿产品分拣或储存接收中使用的仓库、设备和运作策略的组合。３．２　配送系统　犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿产品运输、装卸过程中使用的设备、路径、布局和运作策略的组合。３．３　装配过程物流系统　犪狊狊犲犿犫犾狔狆狉狅犮犲狊狊犾狅犵犻狊狋犻犮狊狊狔狊狋犲犿产品装配过程中物料吊装、搬运、人员及其运动策略的组合。３．４　回收系统　狉犲犮狅狏犲狉狔狊狔狊狋犲犿产品装配过程中废弃或者不合格物料的收集、搬运、存储及处理的组合。４　一般要求机械产品制造过程中装配车间物流仿真符合以下要求：ａ）　以装配操作和物流过程为基础进行模型的构建；ｂ）　系统资源的各项必要条件定义应清晰准确；ｃ）　装配车间物流仿真应综合考虑仓储、配送、装配及回收等过程物流活动中的各要素，直观地体现装配车间物流活动；ｄ）　仿真模型简化处理时，保留模型基本信息，如重量、尺寸、逻辑控制信息等；１犌犅／犜３９３３４．３—２０２０ｅ）　模型有效、合理；ｆ）　装配车间物流仿真建模时可根据验证目的和仿真假设条件进行要素的取舍，在理想状态下可省去设备的故障率信息和人员的操作影响。５　基本流程装配车间物流仿真通常包括仿真方案制定、仿真模型构建、仿真运行分析、结果评价与优化４个阶段（见图１），具体如下：ａ）　仿真方案制定。根据生产纲领、产品及工艺信息，明确仿真目标，利用过程建模方法、过程建模方案和仿真资源库，确定仿真平台、仿真输入以及仿真运行控制方式等。ｂ）　仿真模型构建。根据仿真方案，利用仿真模型库，结合车间布局、工艺规划、物流规划信息，完成车间布局模型、物流设备模型、物料模型等的三维建模工作，对三维模型轻量化和渲染，并将生产指令及物流规则等引入初始化设置的仿真环境。ｃ）　仿真运行分析。将生产过程信息、工艺规划信息、物流规划信息等输入，设置仿真模型出事状态，在仿真算法支持下，构建物流仿真过程序列，对仿真过程中是否存在碰撞问题、物流拥塞、不协调等问题进行实时分析和验证，输出仿真结果。ｄ）　结果评价与优化。根据仿真目标、评价指标，制定评价算法，对装配车间物流仿真做出定量和定性的评价，并根据仿真结果以动态、迭代方式对仿真方案进行优化。图１　装配车间物流仿真基本流程２犌犅／犜３９３３４．３—２０２０６　详细要求６．１　仿真方案制定６．１．１　仿真目标开展装配车间物流仿真前，应确定仿真目标，具体内容应包括但不限于：ａ）　物流布局设计及优化，即对生产线设置、物流通道、缓存区域等布局仿真优化；ｂ）　物料配送方案设计及优化，即对物料配送批次、配送往返时间、物料配送路径、缓存区进出与生产线功能匹配等进行仿真优化；ｃ）　物流资源设计及优化，即对物料运转工具数量、配送通道拥挤度和调度等进行仿真优化。６．１．２　仿真平台开展装配车间物流仿真前，应搭建好仿真平台，具体内容应包括但不限于：ａ）　三维模型构建软件；ｂ）　三维模型渲染与处理软件；ｃ）　装配车间物流仿真运行分析软件；ｄ）　数据管理软件；ｅ）　软件集成接口。６．１．３　仿真输入开展装配车间物流仿真前，应明确仿真输入，具体包括：ａ）　生产过程信息。具体内容应包括但不限于：１）　排产计划，如装配车型、批次计划等；２）　生产节拍，如产线生产节拍、工位生产节拍等；３）　车间生产统计信息，如车间工作时间、装配质量合格率、装配返修率等；４）　开通率及平均故障修复时间，通常包括生产线和工位两级。ｂ）　工艺规划信息。具体内容应包括但不限于：１）　装配车间生产流程，是装配产线之间的工艺流程信息，如部件装配到整机装配的流程信息；２）　物料装配工序信息，如物料装配顺序、物料装配时间等；３）　装配资源信息，如物料装配使用的工具、工装分配及装配路径等信息。ｃ）　物流规划信息。具体内容应包括但不限于：１）　物料配送计划，如物料车间物料配送的数量、时间、配送点等信息；２）　物料运转方式，通常可分为立体运转和平面运转两种形式；３）　物料运转资源，通常可分为人工、ＡＧＶ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ，自动导引运输车）、ＲＧＶ（ＲａｉｌＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ，有轨制导车辆）、机械吊运等运转工具，应确定物料运转工具、物料运载数量、工具调用控制信息；４）　物流运转规则，如物流路径、缓存区布局、进出规则、缓存数量、配送物料优先等级设置规则、避让／等待规则等信息。６．１．４　仿真运行控制开展装配车间物流仿真前，应明确仿真控制，具体内容应包括但不限于：３犌犅／犜３９３３４．３—２０２０ａ）　对仿真运行的时钟推进进行设计，如仿真时间与真实时间比例关系；ｂ）　对仿真运行中的随机因素进行设计，如物料延迟、配送车辆故障等；ｃ）　对仿真运行中的异常情况做出预案，如事件调度逻辑等；ｄ）　对仿真结果的评价和验证做出规划，如是否需要参照实物进行验证；ｅ）　对仿真目标的优化步骤做出规划。６．２　仿真模型构建６．２．１　建模对象装配车间物流仿真三维建模的对象通常包括装配车间布局模型、工艺过程信息、物料模型、物流资源模型等，其中，装配车间布局模型的具体内容应包括但不限于：ａ）　基础设施模型，通常包括厂房建筑物、辅助设施等信息；ｂ）　生产线模型，通常包括生产线布局信息、生产线开通率信息、设备信息等；ｃ）　缓存区模型，通常包括缓存区域布局、工装、缓存物料等；ｄ）　物流通道模型，通常包括物流路径、物流通道安全区域等。６．２．２　建模要求６．２．２．１　装配车间布局模型装配车间布局模型构建时，应符合以下要求：ａ）　基础设施模型应设定物流通道、缓存区等相关的边界信息，如墙壁与物流通道边缘的安全距离、空中转运时的车间高度信息等；ｂ）　生产线模型应设定工位数量、工位布局、工位工装、设备等信息，并设定产线／工位开通率、平均无故障时间等；ｃ）　缓存区应设定进出规则、缓存数量、缓存工装、缓存区域布局等；ｄ）　物流通道应明确定义物料入口、物流路径、物流等待规则等信息。６．２．２．２　工艺过程信息工艺过程信息构建时，应包括但不限于：ａ）　装配路线，包括装配顺序、装配路径、装配下线及出厂路线等；ｂ）　工艺节拍，包括各工位和工序的运转、装配和等待时间；ｃ）　工艺资源分配，包括装配人员、物料运转方式和装配方式等。６．２．２．３　物料模型物料模型构建时，应符合以下要求：ａ）　物料模型应能反映物料的基本几何信息；ｂ）　物料应设定对应进厂单次数量；ｃ）　设定物料的工位工序需求数量；ｄ）　设定使用的运载工具，以及单次运载的物料数量。６．２．２．４　物流资源模型物流资源模型信息构建时，应符合以下要求：ａ）　设定物流资源的数量和对应运载物料；ｂ）　设定物流资源的等待、调度规则；４犌犅／犜３９３３４．３—２０２０ｃ）　设定物流资源的运动路径长度、运动速度等信息；ｄ）　设定物流资源的开通率和平均无故障时间等信息。６．２．２．５　仿真控制系统配置仿真模型构建完成后，应按照仿真方案设定的仿真信息输入，并对仿真控制参数进行配置。仿真控制系统配置具体内容应包括但不限于：ａ）　仿真时间控制：确定仿真运行的时钟推进、分配规则；ｂ）　工艺过程控制：确定零部件的加工顺序、加工方法、物流运转节拍；ｃ）　设备运动控制：确定加工设备的运动参数和工作时间，工作时间除手工输入外，应支持通过设定设备运行参数如速度、形式、路径等计算给出；ｄ）　路径过程控制：确定物料、生产人员和物流设备模型的运动路径，物流时间除手工输入外，应支持通过设定人员、设备运行参数如速度、形式、路径等计算给出；ｅ）　干涉检查控制：确定干涉检查的范围、对象和时间；高亮显示干涉内容，设备物流运行支持干涉停止；支持人员、物流设备等的自动路径规划，智能找到避让障碍的最短路径；ｆ）　异常处理控制：对仿真运行中的随机因素进行设计，如物料延迟、配送车辆故障等。６．３　仿真运行与分析６．３．１　装配车间物流仿真时，首先应调用车间布局模型、物流资源模型、物料信息，并设置初始工作状态。６．３．２　装配车间物流仿真时，应输入仿真参数，通常包括生产过程信息、工艺规划信息、物流规划信息等。６．３．３　装配车间物流仿真运行分析过程中应注意检查以下内容：ａ）　物料是否按时、按量配送，是否存在拥塞；ｂ）　物料内部运转过程中是否干涉、人员配比和设备配比是否合理；ｃ）　线边存储是否存在