Имитационное моделирование технологического процесса сборки боковой панели

УДК 519.876.5

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

СБОРКИ БОКОВОЙ ПАНЕЛИ

М.И. Чижов, Ю.С. Скрипченко, П.Ю. Гусев

В статье рассматривается возможность автоматизации технологического процесса сборки боковой панели агрегата Ф-3 самолета АН-148 в Tecnomatix Plant Simulation. Получены результаты, позволяющие оптимизировать технологический процесс сборки и сократить время производства

Ключевые слова: технологические процессы, моделирование

Современные цифровые технологии позволяют анализировать и оптимизировать технологические процессы сборки.

При разработке имитационных моделей сборочных процессов следует принимать во внимание множество параметров технологического процесса. Tecnomatix Plant Simulation предусматривает создание имитационных моделей сборочных процессов любой сложности. Для реализации механизма сборки в Plant Simulation предусмотрен объект Assembly, который объединяет 2 и более деталей.

Для создания имитационной модели сборочного производства был использован директивный технологический процесс сборки боковой панели агрегата Ф-3 для самолета АН-148.

Директивный технологический процесс сборки боковой панели состоит из 10 этапов. Каждый этап в имитационной модели представлен как отдельная стадия сборочного процесса. Такой подход обеспечивает наглядность и возможность быстрого внесения изменений в модель. Изменения могут затрагивать не только входные параметры, они также могут определять параметры рабочих ресурсов и материальных потоков.

Имитация перемещения деталей сборки производится встроенным языком программирования. Для изменения количества деталей, поступающих в сборку, достаточно изменить переменную, отвечающую за конкретный тип детали. Такой подход позволяет сократить время на изменение входных параметров. Следующий программный код задает время этапов сборочного процесса, исходя из значений переменных:

Чижов Михаил Иванович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, e-mail: mihailc@list.ru

Скрипченко Юрий Степанович - ВГТУ, канд. техн. наук,

профессор, e-mail: skripch@yandex.ru

Гусев Павел Юрьевич - ВГТУ, аспирант, e-mail:

gusevpvl@gmail.com

Assembly.ProcTime:=2066*AX;

Имитационная модель сборочного процесса представлена на рис. 1.

После создания имитационной модели проведена симуляция и установлено время, затрачиваемое на производство одной боковой панели. В данном случае оно составило 45,6 смен.

ЙЙЙЙЙЙЙЙЙ

її м

‘4&S _

&Г&Ґ' —^ЧИ^ІІІ......

Ш

'OH~^~^1OH~^~^'^ilyla-ce/7:'^ilyla-ce/6:'^iyla-ce8’ce-si I'

Рис. 1. Имитационная модель сборочного процесса

Анализ созданной имитационной модели диаграммами загруженности показал узкие места сборочного процесса. Диаграмма загруженности объектов имитационной модели сборочного процесса представлена на рис. 2.

Рис. 2. Диаграмма загруженности объектов

Самым загруженным является последний этап сборочного процесса, который длится более 50% всего времени. Для иллюстрации графика работ по сборочному процессу построена диаграмма Ганта, показанная на рис. 3.

Рис. 3. График Ганта сборочного процесса

Для сокращения времени сборки проведена имитация установки дополнительного стапеля для последнего этапа сборочного процесса. Проведение симуляции показало, что время сборки одной боковой панели составило 25 смен. Новая диаграмма загруженности объектов имитационной модели, представлена на рис. 3.

>>>>>>>>>>>

(Л (Л (Л (Л (Л СЛ СЛ СП СП СП со СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СП СП СП СП СП

(I (О (1) П) (Ъ (С (1) Ф Ф Ф

ззззззззззз < < < -< < < < -< < < < ^МШДи|О)>|С0!О

Рис. 4. Оптимизированная диаграмма загруженности объектов

Директивный технологический процесс сборки боковой панели содержит большое количество подгоночных операций. Автоматизация сборки и перенос части операций на ранние этапы позволит сократить общее время сборочного процесса. Введение этих изменений сократило время сборки до 18,9 смен.

Использование цифрового имитационного моделирования позволило рассмотреть варианты оптимизации исходного процесса, а также их комбинирование. В имитационной модели создано диалоговое окно, позволяющее выбирать изменения. Диалоговое окно показано на рис. 5.

Рис. 5. Диалоговое окно оптимизации сборочного процесса

Добавление второго стапеля совместно с автоматизацией сборки и переносом подгоночных операций на ранние этапы сократило время сборки боковой панели до 13 смен.

Таким образом, проведение имитационного моделирования технологического процесса сборки боковой панели позволяет выявить резервы сокращения времени сборки и оптимизировать загрузку рабочих мест.

Литература

1. Steffen BangSow Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk: Usage and Programming with Examples and Solutions. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010. - 300с.

2. В.П. Вороненко. Проектирование автоматизированных участков и цехов: Учебник / В.П. Вороненко, В.А. Егоров, М.Г.Косов и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. -М.: Машиностроение, 1992. - 272 с.

3. Tecnomatix Plant Simulation 10 Step-by-Step Help. -2010. - 618с.

4. Siemens PLM Software - Plant Simulation. - Электрон. дан. - Режим доступа:http://www.plm.automation. siemens.com/

5. Siemens PLM Software - Plant Simulation. - Электрон. дан. - Режим доступа:http://www.plm.automation. sie-mens.com/ru_ru/products/tecnomatix/plant_design/plant_simu lation.shtml

Воронежский государственный технический университет

SIMULATION OF ASSEMBLY PROCESS SIDEBAR M.I. Chizhov, Yu.S. Skripchenko, P.Yu. Gusev

The possibility of automating the process side of the assembly aggre-gata F-3 AN-148 in Tecnomatix Plant Simulation. Results are to optimize the techno-logical process of assembly and to reduce production time

Key words: manufacturing processes, modeling