plantsimulation的船舶管子加工作业优化技术研究(附件)

摘 要摘 要随着经济全球化的发展,造船行业发展的越来越迅速,但同时船舶行业的竞争也越来越激烈。纵观整个船舶的设计和生产过程,管子的制造和加工对船舶的建造有很大的影响,因为船舶建造中管子的制造和安装工时占建造总公时很大的一部分,因此对管子加工车间的合理布局可以缩短整个船舶的建造周期,所以说管子加工车间是船舶建造流程中的一个特别重要的环节。本文主要研究的是基于Plant-simulation的船舶管子加工作业优化技术,运用此技术可以对管子加工车间的流程做模拟,方便快捷的了解加工中可能会出现的问题,并运用现有的技术去优化,使管子加工车间在实际操作中避免此类问题。实际的试验往往要花费大量的人力、物力,运用此系统可以方便快捷的了解管子的加工进度和流程。本文在Plant-simulation软件的基础上,通过加工一定数目的管子来发现了管子车间中存在的主要问题,并对问题进行了分析,通过增加工位等对其进行了优化,并通过增加管子数量来看优化是否合理。另外在管子加工过程中,本文阐述了以托盘为基本单位来实现管子的成组加工,同时又描述了管子加工中可能遇到的问题以及相应的解决方案,提出了管子加工车间的优化设计。用软件对优化后的管子加工车间进行仿真模拟,并根据仿真技术的结果对改进后的管子车间进行评价。关键词管子加工 托盘管理 仿真技术
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 各国管子加工技术的现状 1
1.2.1 日本千叶船厂的MAPS系统 2
1.2.2 奥斯得利公司的管子加工线 2
1.2.3 我国管子加工技术的发展与现状 3
1.3 我国管子加工技术中的主要问题 3
1.4 我国管子加工车间的现状 4
1.5 课题研究的意义 5
第二章 管子加工可能出现的问题 6
2.1 加工截面呈椭圆形 6
2.2 管子弯头内部起皱 7
2.3 管子外侧受拉裂 7
2.4 管子内侧出现内凹 8
第三章 基于托盘管理的管子加工 10
3.1 托盘的概念 10
3.2 现有的管子加工托盘的管理模式 10 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });

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3.3 改进后的管子的双托盘管理的模式 11
3.4 托盘管理表在管子加工中的运用 12
第四章 Plantsimulation软件的简介 16
4.1 软件的介绍 16
4.2 软件中的对象 16
第五章 管子加工车间优化研究 19
5.1 研究背景 19
5.1.1该厂管加工车间物流系统的特点 19
5.1.2该厂车间数据收集的困难 19
5.1.3管加工数据 20
5.2 不锈钢管子和碳钢管子的不同 21
5.2.1加工流程的不同 21
5.2.2加工工具和规则的不同 22
5.3 初步的管子加工仿真模型 24
5.3.1 在建模时的约束条件 27
5.3.2 设备布局的原理 27
5.3.3 工位的介绍 30
5.3.4 模型中部分技术的改进 31
5.3.5 模型中所运用的算法 32
5.3.6 模型中的部分加工数据 33
5.4 初步模型的结果 35
5.5 改进后的管子加工模型 37
5.6本章小结 42
第六章 总结与展望 43
6.1 总结 43
6.2 展望 43
致谢 45
参考文献 46
第一章 绪论
1.1 研究背景
管子的生产和安装是船舶建造过程中一个非常重要的环节,管子加工与船舶的分段建造,舾装等流程是紧密相联的。总的来说,每艘船的建成都需要大量的管件。因此, 管子的制造与安装周期决定了船舶建造与完工的时间[1]。虽然管子的种类很多,但是很多管子在形状,材料或者工艺方面等都有相似处,因此国外在很多年以前就研制出了自动化管子加工生产流水线[2],虽然当时国内的一些船厂在某些方面已经达到此水平[3],但是并未能投入实施。
1.2 各国管子加工技术的现状
从60年代到70年代, 随着海洋事业的发展,各种船型的需求量增加,为了更快更高效的建造此类大型船舶,日本和欧洲的一些造船工业进行了一场技术革命,它们把改造的重点放在管子加工车间[4] 。因此为了增强管子加工车间的综合能力, 它们根据管子生产流水线的特点, 在成组技术原理[5]的指导下, 建立了高效的管子加工工艺流程[6],其中以日本千叶船厂建立的管子加工流水线最为典型。由表11可知国内外管子加工现状。
表11:国内外管子研究现状对比
序号
类别
国内现状
国外现状

工艺
划线、下料、弯管、划线、切割、装配、焊接、修整即先弯后焊工艺
定长切割、法兰装配、焊接、弯管、修整即先焊后弯工艺

设备选择
1
料架
人工装卸料场
自动装卸料场
2
划线、切割
人工划线、大小管火工切割
自动号料、定长切割
3
标签
手工绘
CNC自动喷印
4
管端处理
手工打磨或者机械式钢丝刷
CNC自动喷丸(封闭除尘)
5
弯管
人工控制的电动、液压弯管机和中频弯管机
NC、CNC的液压弯管机和高频弯管机
6
法兰焊接
手工定位和焊接
机械或者激光打印、自动定位、四点自动焊
7
弯曲管、短管、对接管
手动、机械切割、手工装配焊接
半自动与自动焊接、风动坡口机

管子加工流水线
没有完整半自动、自动加工流水线
较先进的造船国家君建立起半自动、自动的管子加工生产流水线,特别是日本的MAPS管子自动加工系统、三菱管子自动加工系统。

生产管理体制
以传统的工种、工序为主的管理体制
以GT为原理建立起管子零件族,以“中间产品”专业化导向建立生产体系

设备平面布置

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