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随着经济的飞速发展,企业的竞争是全方位的竞争。企业在生产线的布局设计阶段就需考虑生产线产能最大化以及人力资源最优化等多个方面,所以生产线布局的合理与否关系到企业的生产产量以及生产成本等诸多问题。
生产线布局与其生产过程除具有复杂性、随机性、非线性外,还具有不可预测性、动态性和投资风险性。因此,在设计中难以评估其系统设计、运行、生产节拍等,从而做出确实有效的设计与决策。由于竞争日益激烈,传统的生产线布局设计与决策方法成本高、速度慢,难以满足企业的需求。虚拟现实与仿真技术为生产线的工艺布置提供强有力的支持工具,使得生产线设计在虚拟环境下逼真地再现生产线布置、运行过程、智能控制过程,因此虚拟仿真技术已成为制造技术领域的研究热点。
目前国内的生产线三维仿真研究主要涉及单线型生产线(生产线上无分叉),在这样的仿真生产线中没有涉及到产品路径的动态选择;并且这些研究基本都没有对生产线上产品间碰撞检测进行判断。课题的研究解决了多线型生产线(生产线上存在一些分叉)上产品加工路径的动态选择以及生产线上产品间的动态碰撞检测。 本课题解决的核心问题包括:
1)系统分析了二维的生产线平面布局图数据与三维生产线布局数据的传输,在Vega平台中实现了由二维图形模块的数据动态布局三维生产线及加工点。
2)系统通过利用邻接表存储带权有向图从而实现了多线型生产线上产品加工路径的动态选择,从而证明了实现多线型生产线加工过程三维仿真系统的可行性。 3)系统中改进了面向对象的碰撞检测方法,提出了带有方向性的面向对象碰撞检测方法,解决了生产线上产品间的动态碰撞问题。避免了在三维仿真过程中产生产品阻塞生产线的状况。
本研究通过Vega三维虚拟平台,结合Vc++6.0解决了上面提出的问题,开发了具有二维图形数据动态布局三维生产线、生产线上产品加工路径的动态选择和产品间动态碰撞检测判断功能的生产线的三维仿真系统。
本课题的研究对于多线型生产线的三维仿真系统的进一步研究具有较高的参考价值,其中对带权有向图与碰撞检测的研究对于网络状的三维仿真系统有一定的指导作用。