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飲料灌裝輸送線主要是由機(jī)器設(shè)備、輸瓶系統(tǒng)、輸箱系統(tǒng)等進(jìn)行組成，其設(shè)計過程主要是包括布局設(shè)計 、結(jié)構(gòu)設(shè)計和運行設(shè)計等環(huán)節(jié)。因此組成輸送線零件絕大多數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，因此布局設(shè)計是飲料灌裝生產(chǎn)線設(shè)計的重點。然而在布局設(shè)計當(dāng)中，設(shè)計人員無法綜合考慮單機(jī)產(chǎn)能、整線產(chǎn)能、車間布局、生產(chǎn)平衡等諸多約束，設(shè)計方案當(dāng)中的缺陷和問題只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計甚至在制造和使用過程當(dāng)中才能被發(fā)現(xiàn)，從而降低了輸送線的性能和設(shè)計質(zhì)量。充分利用數(shù)字化的手段，建立集成化產(chǎn)品模型有效地支持輸送線布局設(shè)計， 是提高輸送線設(shè)計效率和效益的關(guān)健。
在灌裝輸送線數(shù)字化設(shè)計方面，昱音技術(shù)研究了基于三維仿真系統(tǒng)平臺的灌裝輸送線動態(tài)仿真，同時，產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計方法和共性技術(shù)的研究，如產(chǎn)品模塊化設(shè)計方法、集成化產(chǎn)品建模、基于產(chǎn)品平臺的數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)等，為灌裝輸送線的數(shù)字化設(shè)計提供了方法和技術(shù)的指導(dǎo)。
本文以飲料灌裝輸送線為對象，研究提出支持布局設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的集成化產(chǎn)品模型，以及基于該模型的輸送線設(shè)計支持技術(shù)和系統(tǒng)。
1、面向設(shè)計的集成化輸送線產(chǎn)品建模
飲料灌裝輸送線的設(shè)計過程大致可以分為布局設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和運動設(shè)計三個階段。由于輸送線的運動設(shè)計從內(nèi)容上相對獨立，而布局設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系較為緊密，因此本文面向設(shè)計的集成化輸送線產(chǎn)品模型主要是指支持布局設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的輸送線模型，其重點是支持輸送線的布局設(shè)計。
2、輸送線的布局設(shè)計
布局設(shè)計主要是指在針對特定產(chǎn)品、滿足產(chǎn)能需求的情況，完成輸送設(shè)備的定型、輸送設(shè)備的定位、輸送線的排布、車間大小的確定，成本估算等工作。產(chǎn)生結(jié)果包括布局方案圖 、粗略成本等。如果將輸送線全生命周期各階段產(chǎn)生的關(guān)于輸送線的描述結(jié)果看作針對輸送線的視圖，那么布局方案是其中一個，也是輸送線設(shè)計階段的第一重要視圖。而從設(shè)計過程來看，輸送線的進(jìn)一步細(xì)化，跟結(jié)構(gòu)設(shè)計也是分不開的。由于布局方案圖對后續(xù)設(shè)計的重要性，因此對布局方案進(jìn)行運行仿真，以優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)。
輸送線集成化產(chǎn)品模型框架
輸送線集成化模型框架如圖1所示，分為對象層、過程層、模型層和工具層四個層次。該框架是一個以抽象或?qū)嶋H的輸送線產(chǎn)品為對象，利用通用和專用工具，建立和應(yīng)用相關(guān)模型，實現(xiàn)對輸送線產(chǎn)品生命周期的數(shù)字化。在輸送線的設(shè)計階段，其主要模型包括支持設(shè)計的布局模型、結(jié)構(gòu)模型、部件模型 、零件模型等，以及支持設(shè)計分析的布局仿真模型、裝配仿真模型、運動仿真模型等。
