随着计算机技术的飞速发展,应用于工业和建筑业的软件技术和控制技术也日新月异,在2D领域,计算机绘图早已经取代了传统的图纸。作为2D绘图的扩展,软件模拟技术正是由传统的建模技术结合计算机绘图技术而逐渐产生的。而且,随着编程技术的不断成熟发展,软件虚拟技术也由最初的静态模拟(计算机建模)扩展到了动态模拟(生产流程模拟),达到了传统设计已经无法达到的层次。所以,一提到虚拟技术,现代一般都分成静态模拟和动态模拟两类加以区分,因为其中用到的软件和思维几乎完全不同。静态虚拟技术相对要简单的多,其实就是计算机建模,在计算机内构建静止的机械或者建筑,需要的知识基础是设计方面的;比较有名的软件是AutoCAD系列、Solidedge系列和Pro Engineer系列。而动态模拟则相对复杂,应用范围也限制在工业生产当中,需要的基础知识是加工、运输和生产流程等方面的。本文介绍的重点,正是这种动态虚拟技术在工业生产线设计,特别是风力发电机以及其配套产品生产线设计中的应用。
相对于传统的设计方法,软件模拟技术可以解决更多投资建厂前难以验证的问题。举个简单的例子:某厂要投资建设一条生产线,制造产品S,为此所需要的生产原料包括A、B和C,顺次加工流程中需要的机械包括L、M和N。这里面需要考虑的过程如下:
1. 原材料ABC分别被购进储存入原料仓库;
2. A和B被从原料仓库中取出,经过机械L变成中间产品D,然后被送到机械M前准备再加工;
3. C被从原料仓库中取出,送到机械M前,和中间产品D加工后变成了产品S;
4. 产品S被送到机械N上进行包装,成品被送入成品仓库。
传统设计可以做到的包括简单的流程设计、加工衔接、简单的工人方案以及简单的投资方案。之所以说简单的方案,是因为许多生产过程中的问题传统设计人员无法进行验证:要达到年产量X,月运输成品数量为Y 的最小仓库面积是多少?原材料储存多少才能够达到不耽误生产也不占用资金?多少台机械L和M的加工速度才能保障供给机械N 的满负荷?中间需要的储存空间最小多大? 等等。如果忽略这些问题而进行设计的话,那么一定会造成无谓的资源浪费;在如此简单的一个流程中造成的浪费可能很少,但在造船、汽车制造、风能产品制造等大型的机械工业流水线上所能造成的浪费,可能会以百万欧元计。只有通过软件模拟,在计算机中1:1构建生产流程,通过模拟生产流程才可以清楚的看到,到底怎么样设计才是最优方案。 |