基于eMPower的车身焊装线虚拟仿真研究

论文摘要

车身焊装线是用于汽车生产的关键装备,它具有工艺流程庞杂,各工序物流要求协调一致以及生产节拍匹配要求严格等特点。传统的焊装线规划设计方法,不能有效地协调设计与制造各阶段的关系,以寻求企业整体全局最优效益。随着计算机辅助工程和仿真技术发展的逐渐成熟,以数字化描述的虚拟设计和虚拟制造技术应运而生,为解决上述问题提供了一条有效的途径。本文以车身焊装线作为研究对象,基于eMPower软件平台,开展车身焊装线的虚拟仿真研究,探讨利用虚拟制造技术进行焊装线规划设计的方法。首先,介绍了车身焊装生产线的特点。基于eM-Planner规划管理模块,采用制造信息模型和制造过程模型混合建模的方法实现对工艺规划中所有信息的管理,建立零件库、工艺资源库、工艺操作库等工艺数据库。在此基础上,根据产品结构信息,定义焊装线结构,实现焊装线的工艺布局,并使用Pert图工具细化工位间的衔接情况,确定工位内容的操作顺序,直观的实现工序布置。建立了车身装配关系树模型,借此表达车身的整体结构和装配工艺要求。其次,结合某企业车身焊装生产线的实际生产情况,基于eM-Plant物流仿真模块,应用面向对象技术建立焊装线二维可视化仿真模型。在对焊装线生产过程进行动态分析的基础上,找出了生产瓶颈。针对仿真分析的焊装线生产瓶颈,提出了优化方案,重新修改了仿真模型。将原生产线模型与改进后的生产线模型在产能、设备利用率等方面进行了对比,验证了优化方案的可行性。最后,进行了焊装生产线中的焊装工位建模仿真研究,以焊装生产线的一人工焊装工位为实例,描述在eM-Engineer模块中实现人工焊接仿真和分析的过程。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 先进制造技术
• 1.2 虚拟制造
• 1.2.1 虚拟制造的概念
• 1.2.2 虚拟制造技术的研究及其应用
• 1.3 生产系统仿真优化的国内外研究
• 1.4 课题的提出及意义
• 1.5 课题的研究内容和结构
• 第2章 基于eM-Planner的车身焊装线工艺规划
• 2.1 白车身工艺及焊装生产线概述
• 2.1.1 白车身组成及主要制造工艺
• 2.1.2 焊装生产线
• 2.2 车身焊装工艺信息分析
• 2.3 车身焊装线工艺规划方法现状
• 2.4 eM-Planner模块简介
• 2.5 车身焊装线工艺规划
• 2.5.1 工艺信息模型
• 2.5.2 规划工艺
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于eM-Plant的车身焊装线仿真
• 3.1 离散事件系统仿真
• 3.1.1 离散事件系统
• 3.1.2 离散事件系统仿真基本原理与应用
• 3.1.2.1 离散事件系统仿真基本原理
• 3.1.2.2 离散事件系统仿真应用
• 3.2 eM-Plant模块简介
• 3.2.1 eM-Plant的特点
• 3.2.2 eM-Plant提供的基本对象
• 3.2.3 eM-Plant仿真的程序步骤
• 3.3 模型边界和仿真目标
• 3.3.1 模型边界
• 3.3.2 仿真目标
• 3.4 仿真模型的实现
• 3.4.1 仿真建模原则
• 3.4.2 模型中的基本对象
• 3.4.3 模型的结构与功能
• 3.5 仿真试验
• 3.5.1 仿真数据采集输入
• 3.5.2 仿真统计数据分析
• 3.5.3 仿真模型优化分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于eM-Engineer的焊装工位仿真
• 4.1 焊装工位建模仿真规划
• 4.2 eM-Engineer模块简介
• 4.3 人机工程分析方法
• 4.3.1 OWAS分析方法
• 4.3.2 NIOSH分析方法
• 4.3.3 BHsA分析方法
• 4.4 焊装工位仿真建模技术
• 4.5 焊装工位建模仿真分析
• 4.5.1 工位仿真模型的建立
• 4.5.2 焊装工位仿真分析
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表