以某汽车变速器装配线为对象,利用三维数字化工厂仿真软件DELMIA/QUEST,对变速器虚拟装配线的对象建模方法、装配工艺仿真环境的规划和搭建进行了研究。分析了装配线中存在的瓶颈、不平衡、物流运送不顺畅等问题,并结合实际仿真数据对装配线的规划进行了优化和调整摆放位姿、工人拿取工件的位姿、工人行走路径的规划与调整。特别是工人的行走路径，因为有些模型元件同时设置了2个或2个以上的工人站立点，而同1个模型元件又有多个工人参与工作，如传送带输送的清洁零件就有2个工人来负责卸料，而每个工人又将各自搬运的工件放置于不同的缓冲站，其中1位工人要同时负责2个缓冲站工件的上料工作，所以类似这样较为复杂的任务分配可能造成仿真过程中人员模型的重叠交叉，所以要注意工人路径的布置与调整。图2为二轴部装作业区内车间调整后工人路径规划图。图2二轴部装作业区内车间工人路径规划示意4变速器装配线的仿真优化4.1运用DELMIA/QUEST软件对变速器装配线进行仿真在搭建好变速器虚拟装配线的所有物理模型后，根据装配工艺要求定义各生产资源的仿真模型参数和逻辑事件，在此基础上进行装配线仿真。仿真的初始参数为：前、后箱体的原料站按照55s节拍供应工件，汽车变速器装配线-数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机缩管机2个清洗烘干作业区的所有原料站都按照38s的节拍供应要清洗烘干的工件，变速器总装线旁的其它原料站按照55s速率提供工件，本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  总装线上每个工位工人按照8s的装配节拍进行装配，定义仿真时间为2000s。当仿真2000s结束时，得到如图3和图4所示的装配线仿真车间的现场截图，由图3和图4可看出，几乎每个工件缓冲站都堆积了大量零件，达到了各自缓冲站的缓冲容量，运送零件的传送带上也有不少零件堆积，物流已经被阻塞，二轴和中间轴部装作业区的工人无法休息，处于繁忙状态。图3变速器装配车间仿真（2000s时）总装线一侧场景截图·材料·工艺·设备·—55汽车技术图4变速器装配车间仿真（2000s时）部装作业区场景截图图5为装配线系统机床设备利用率直方图，从图5可看出，装配线系统中各机床设备的利用率很不平衡，有待优化和调整。（a）设备1~10（b）设备11~14图5装配线机床设备利用率直方图4.2变速器装配线仿真优化为更好地发挥装配线的生产能力，消除瓶颈问题和装配线不平衡问题，必须对前期搭建的装配线仿真模型进行优化。从仿真数据分析可知，装配线系统中的原料站提供各自工件的节拍不一致，二轴部装作业区的装配效率偏低，导致其上游零件供应的大量集压而阻塞了传送带等物料运送系统，并同时导致其对下游总装线供应零部件的速率缓慢，使得总装线上其它零部件大批积压，阻塞缓冲站和其它物流系统，最终导致变速器装配线系统的不平衡，以及机床、工人等仿真模型的忙闲度差异过大和利用率差异过大的生产线不平衡现象。经过反复运行仿真模型与调整，确定将总装线上的生产节拍控制在92～96s，生产线获得了较理想的平衡状态。QUEST系统分别对装配线进行了1800s、3600s、14400s和28800s（1个标准工作日）仿真后发现,装配线上没有零部件的过渡滞留、阻塞物流运送系统、充满缓冲站等不良现象发生。装配线仿真现场情景分别如图6和图7所示。从图中可看出，在仿真28800s结束时，不管是总装线还是部装作业区，在零部件的物料运送系统中均未出现阻塞现象，缓冲站中只有少数零部件处于缓冲状态，属正常工作状态，传送带上也均未出现零部件阻塞现象，即装配线的物流系统处于顺畅状态。图6装配线调整后仿真（3600s时）场景示意图7装配线调整后仿真（28800s时）场景示意为了能更好地说明装配线状况，系统输出了仿真结果统计数据。用直方图分别表示装配线中机床设备利用率、操作工汽车变速器装配线-数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机缩管机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com