基于Witness的齿轮装配过程的仿真研究

论文摘要

随着全球经济的快速发展，生产制造业中先进制造技术的开发和使用，我国高速齿轮箱的生产装配技术越来越完善。面对国内外竞争的日益激烈，企业在生产制造过程中，不仅需要保证产品的质量以满足顾客的不同需求，而且还要提高企业的生产效率、完善生产工艺、降低生产成本，从而增强企业的核心竞争力。因此，生产制造企业如何优化生产系统显得非常重要。齿轮的生产装配系统是一个典型的离散事件动态系统。本文采用针对离散事件进行动态仿真的Witness软件，研究高速齿轮箱的生产装配工艺，建立基于Witness的齿轮装配过程的仿真模型。通过对整个装配过程中物流综合性能的分析研究，简化生产制造的过程，建立符合企业实际生产的模型。首先，对企业生产装配线的进行实地考察，应用工业工程的统计方法对生产工艺和相关数据进行采集、研究和分析，建立仿真的输入模型。在Witness软件理论研究的基础上，利用软件中的程序设计，对齿轮生产装配中元素进行了定义，设置了各个元素的相关规则，建立了可视化的动态显示界面，完成仿真模型的设计。其次，运用可视化的动态界面的动态仿真技术，对仿真软件进行多次独立运行，得到仿真结果。通过对终止型仿真的输出分析，主要针对仿真模型中设备利用率、产出量和库存量进行统计分析，计算出主要统计因子的点估计、样本方差、置信区间等统计数据。最后，通过对模型中数量和时间因素的优化，提出合理的优化方案。将原生产线模型的数据与优化后模型的数据进行比对，设备利用率和产出量作为主要研究对象，并通过多次独立运行得出最终的优化方案。通过对齿轮装配过程的建模研究，提出能够降低生产设备的利用率、减少库存量和生产资金占用、优化产品的生产工艺的优化方案，从而提高企业的生产效率。实际生产的应用表明，齿轮生产装配系统的数字化建模和优化研究，能够针对企业的生产瓶颈提出优化方案，并对企业的实际生产管理、工艺优化和系统分析提供有效的决策支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究的意义
• 1.4 论文的主要内容
• 2 系统仿真基本理论
• 2.1 系统仿真
• 2.1.1 系统仿真概述
• 2.1.2 系统仿真的要素
• 2.1.3 系统仿真的优点
• 2.1.4 系统仿真的分类
• 2.2 离散事件系统仿真
• 2.2.1 离散事件系统仿真概述
• 2.2.2 离散事件系统的基本要素
• 2.2.3 离散事件系统仿真的分类
• 2.2.4 离散事件系统仿真的方法
• 2.2.5 离散事件系统仿真的步骤
• 2.3 基于 Witness的仿真
• 2.3.1 Witness 仿真技术概述
• 2.3.2 Witness 软件的主要特点
• 2.3.3 Witness 软件的基本元素
• 2.3.4 Witness 软件的主要功能模块
• 2.3.5 Witness 软件的仿真步骤
• 2.4 本章小结
• 3 齿轮生产装配过程的仿真
• 3.1 齿轮工艺概述
• 3.1.1 齿轮加工的简介
• 3.1.2 齿轮加工方法
• 3.2 法士特高速齿轮箱生产线介绍
• 3.3 模型的构建
• 3.3.1 生产线结构
• 3.3.2 齿轮轴生产过程
• 3.3.3 驱动齿轮生产过程
• 3.3.4 细长花键轴生产过程
• 3.3.5 变速齿轮箱装配过程建模
• 3.4 模型的输出分析
• 3.5 本章小结
• 4 生产系统优化
• 4.1 改变数量因素的优化
• 4.1.1 方案一
• 4.1.2 方案二
• 4.1.3 方案三
• 4.2 改变时间因素的优化
• 4.2.1 方案一
• 4.2.2 方案二
• 4.3 改变数量和时间因素的优化
• 4.4 仿真结果比较
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献