1．生产线及其设计          MC68HC705C8ACFNE
    生产线是制造系统的基本组成形式，生产线设计和运行与制造系统效率和产品产量直接关联。市场对产品数量、种类和性能的需求会不断发生变化，企业必须能够根据这一需求，通过新建或是改造现有生产线的方式，调整制造能力。由于生产线的设计、调整花费大、周期长，因此确保生产线设计、调整的有效性，降低投资风险，是一个非常重要的问题。
    传统生产线设计规划需要经过确定生产节拍，确定各工序所需的加工设备品种、数量，计算设备负荷系数，工序同期化，计算所需作业人数，确定生产线节拍性质，选择运输方式和物流系统，以及进行设备的平面布局设计和编制标准计划图表等工作，设计规划工作量很大。同时，由于这种设计规划的依据主要靠技术人员有关知识和经验，再加上实际生产中的不确定因素，因此传统生产线设计规划往往在生产线建成后留下很多遗憾，甚至在试生产中不得不进行“伤筋动骨”的“手术”。
    解决传统生产线设计规划局限性的有效办法是运用虚拟生产线技术。

    2．虚拟生产线简介
    虚拟生产线( virtual  assembly line)是基于计算机建模技术、仿真技术和虚拟组装的一种虚拟现实技术，其本质是实际生产线在计算机虚拟环境下的映射。应用虚拟生产线技术，可以在生产线实际建设以前，就能对生产线的结构、运行、产品制造过程进行有沉浸感的汁算机仿真，以及时发现生产线设计中的缺陷，优化其设计。
    基于虚拟技术的生产线设计过程如图9. 5.1所示。首先在虚拟环境中设计并建立虚拟生产线模型，然后在该虚拟生产线上对给定的工艺计划、生产计划等进行虚拟的仿真运行，并对运行的效果进行评价。根据仿真结果，采用人工、优化、专家系统等方法对生产线的布局参数进行调整，使其能够达到最佳的运行效果。

    虚拟生产线使设计者在设计阶段，就可以借助虚拟环境，直观地看到生产线布局、运行等的效果，从而很容易对不同方案的优劣进行比较，而且方案的修改非常方便，因此可以使生产线的设计达到最佳。在生产线建成以后，还可以借助虚拟生产线，对即将进行的生产过程进行仿真，以确定最佳的控制策略。

    3．虚拟生产线设计内容
    (1)规划生产线  系统按照零件加工的工艺内容，通过工序的优化组合，确定机床和其他设备，实现生产线系统的初步规划。再根据产品产量的要求，确定生产线节拍。
    (2)优化生产线系统布局  根据工厂空间、计划生产能力和零件加工所需工序，初步、快速、交互地确定多种生产线布局方案，或验证已设计好的空间布局方案。

    4．生产线运行仿真         MC908JB16FAE 
    实际生产线建成以后，虚拟生产线仍然具有以下重要作用：
    ①确定产能通过仿真，验证生产线在当前的运转条件下的生产能力；
    ②运作方式确定是否按及时物流配送(JIT)模式来运行；
    ③优化参数查找瓶颈工序，减少节拍时间，以及缓冲区的设置等；
    ④物料管理优化物料传送及存放模式；
    ⑤库存警戒确定库存或缓冲站装配零件种类与数量；
    ⑥人力配置优化技术人员和技术工人在各岗位的数量及分配；
    ⑦故障预测  通过实际故障率统计建模，提供预防性维修的频率及其可靠度；
    ⑧生产周期确定产品的生产周期，实现准确交货时间，对问题订单提出警告；
    ⑨控制策略利用各种控制策略确定批量大小、看板数量和库存水平。

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