生产系统仿真简介
生产系统仿真重点关注生产计划环节。 通过利用虚拟仿真技术，生产计划环节可以预先规划工厂的生产线布局、设备配置、生产制造工艺路径、物流等，并基于仿真模型“预览”分析、评估、验证，快速发现系统运行中存在的问题和需要改进的地方，并及时进行调整和优化，减少后续生产执行环节中物理系统的变更和返工次数工厂供电系统仿真软件，从而有效降低成本，缩短工期工期，提高效率。 ”
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生产系统仿真重点是在虚拟环境中模拟生产线、流程、物流等，并对其进行优化。 随着现代产品复杂性的增加，其流程也变得更加复杂。 传统的流水线形式无法满足很多特定产品的生产工艺。 这就需要对生产线的布局、流程、物流进行设计，避免效率和成本的浪费。 。
生产系统仿真主要包括以下内容：
① 生产线布局模拟
对于新工厂建设和现有车间改造，基于企业发展战略和前瞻，进行三维工厂模拟验证，减少未来车间调整带来的时间和成本浪费。
② 过程模拟
真实反映加工过程中工件的过切或欠切、刀具与夹具、机床之间的碰撞、干涉情况，优化刀位轨迹和加工工艺。
③ 物流模拟
通过物流仿真优化流程、物流、设施布局、人员配备等规划方案，提高数字化车间规划的科学性，避免过度投入。
④ 机器人模拟
基于三维空间，验证机器人工作可达性、空间干扰、效率、多机器人联合加工等，输出经过验证的加工程序，提高工艺规划效率。
⑤ 人体工学模拟
通过仿真，对装配过程的关键工序进行装配仿真分析、人机工学分析、运动学分析，最终可以输出三维操作指令。
本文重点介绍生产系统仿真中的生产线布局、流程仿真和生产物流仿真。
生产系统模拟遵循的原则
① 生产线布局
生产线布局是根据厂房的空间条件来设置生产线布局。 生产线布局要解决生产加工区、缓冲区、物料储存区等作业单元，解决设备与通道侧面区域的相对位置，还要解决物料搬运工艺和运输方式。
生产线布局遵循以下原则：
符合工艺要求。 即充分考虑各工序的生产效率和时间定额，满足各工序的生产平衡，充分利用设备能力。
物流处理时间短。 在满足流程的前提下，使物流运输路径变得方便、快捷，尽可能避免物料的交叉搬运和逆流，最大限度地缩短物流运输时间。
保持生产灵活性。 车间内的工作单元，如在制品暂存区、原料储存区、缓存区等，不宜过多、复杂，以免加工混乱，造成空间严重浪费。
空间利用率高。 生产区和仓储区的空间设计应合理，最大限度地利用空间。
② 过程模拟
工艺仿真是根据产品的加工工艺，在虚拟环境中再现产品的加工过程。 流程模拟主要解决流程中人员操作的碰撞、干扰、运动路径、舒适度等问题。
该过程需遵循以下原则：
过程中不存在碰撞、干扰。 主要通过模拟装配过程，及时发现装配过程中的干扰、碰撞等问题，提高装配过程的可操作性。
人体工程学。 主要考虑的是加工过程中工人视线不被遮挡，四肢能到达所需位置，工人操作空间足够大，负荷和操作时间不易使工人疲劳，危险环境下必须采取安全防护措施。
装配路径是最优的。 主要考虑是减少无效的零件移动和无效的人员操作，提高装配过程的效率。
③ 生产物流模拟
生产物流模拟是对物料的流动过程进行模拟，包括原材料、半成品、返修品、合格品、报废品等的流动过程模拟，主要解决经济性、时效性、流动路线等问题优化生产过程中物料运输的运输时间，减少路径干扰。
生产过程模拟需要遵循以下原则：
优化空间利用率。 也就是说，物料流动过程中避免了重复、冗余的路线。 减少库存并减少在制品数量。
生产系统产能平衡。 即生产资源和人员的合理匹配。
优化物流瓶颈和关键路径。
生产系统模拟流程
生产系统仿真流程可分为前期准备、仿真规划、建模、仿真优化四个部分。 在仿真规划阶段，需要明确仿真要解决的问题，收集所需的数据； 建模阶段包括设备和工艺的建模； 仿真优化涉及对整个生产系统的调整和优化。
图：生产系统模拟流程
生产系统的仿真是一个复杂的过程。 它不仅需要掌握模拟软件的操作技术，还需要对工厂的技术、生产、流程有相当的了解。 生产系统仿真需要收集大量的数据，包括工厂布局图、设备清单及设备规格、生产线产品及零件清单、三维零件模型、工厂效果图、相应零件或半成品的数量流水线仓库中的产品型号、工艺说明书、工艺布置图、工装夹具、工时定额、物料信息表、动作顺序、动作时间、各工位人员和设备的动作路径信息等。
布局仿真的建模主要是对厂区、车间、生产线、材料等物体进行3D建模或模型加工。 关键是模型的几何精度、精细度、数据量、纹理映射效果等必须满足预定要求。
物流仿真建模包括不同类型设备和生产资源的实施逻辑建模； 生产线流程的时序逻辑建模等； 流程建模以布局模型为基础，根据工作站作业内容建立人员和设备。 运动模型（运动路径、速度等）、工作站上的运动序列模型等。
生产系统仿真软件简介
这类用于生产系统仿真的软件没有明确的定义，名称也不统一。 有的称为生产系统建模与仿真软件，有的称为生产系统规划与仿真软件，有的也称为生产模拟软件。 ，也有称为数字化工厂仿真软件。 本文参考周金平2011年撰写的《生产系统仿真》一书，相关软件暂称为生产系统仿真软件。
维基百科将此类软件称为离散事件模拟软件。
目前有大量的相关软件。 小编整理了以下软件清单：
软件供应商特征 应用领域
柔性模拟
美国FlexSim
基于面向对象技术建模，建模过程快速简单，仿真速度快，3D图形显示突出，扩展性好，接口开放
汽车工业、食品、化工、造纸、电子、银行金融、航空、政府、工程、交通等。
工厂模拟
德国西门子PLM软件
交互式建模仿真界面，模型层次结构，面向对象继承，分布功能丰富，接口形式多样
制造工厂、生产系统和流程的项目规划、物流模拟和优化
德尔米娅/探索
法国达索
交互式面向对象建模环境提供智能物流处理系统模板，直接模仿实际系统的行为，预设实际系统的控制逻辑，内置SCL仿真控制语言，可与MES、通过Quest Express High系统连接ERP或生产，3D动画显示，统计结果以柱状图、饼图等形式显示。
生产、物流
证人
英国兰纳集团有限公司
交互式面向对象建模环境，执行策略灵活，模型单元丰富，工程友好性强，实时彩色动画显示，灵活的输入输出方式
汽车制造、港口物流、钢铁制造、电子制造、机场规划设计等行业
秀流
西马伦·帕达兹, 英国
提供建模、仿真、动画和统计分析工具。 确定瓶颈位置、估计交付周期并报告资源利用率。 ShowFlow还可以用于支持投资决策，验证制造系统设计的合理性，通过对不同制造策略进行仿真实验找到最优解决方案。
制造与物流
溪流
三井造船
它不仅可以作为物流生产线的模拟器，还可以灵活地应用于单个机械设备的模拟。 机器人模拟器非常完整； 它的开发基础是Sil-Tools，其可扩展性和技术支持令人印象深刻。 担心。
生产线、物流、机器人
奥特莫德
德国应用材料公司
采用内置模板技术，模型精度高，统计分析工具强大，3D图形显示，可生成高质量的AVI格式动画文件，兼容性好。
钢铁和铝、航空航天包裹和信件处理、汽车仓储和配送、制造机场/行李处理、运输半导体、物流等。
RaLC(乐龙)
日本人工智能株式会社
它是面向对象的，所有的对象对象都以按钮的形式放置在工具栏上，并且可以设计对象对象的配置。 以3D动画为载体，对智能工人、搬运设备、货物、控制系统、数据信息等多个物流系统要素进行仿真、抽象和设定，快速构建3D动画计算机系统仿真验证模型。
物流、工业工程和制造
专业模特
美国职业模特
proModel 重点关注以下问题： 资源利用 系统能力 流程改进 吞吐量和瓶颈分析 供应链和物流 客户服务水平 通过对制造、物流或服务系统的重要元素进行建模，领导者可以尝试不同的运营策略和设计，以实现最佳绩效该组织。 ProModel易于使用，界面直观，并利用逼真的动画显示、各种分析报告和优化功能，帮助用户更快地找到最佳操作方案。
生产、物流
竞技场
美国罗克韦尔自动化
通用交互式集成仿真环境，可视化灵活建模，提供专门的输入输出分析器、优化决策工具Opt Quest，以及多种形式和类型的外部接口
制造、物流与供应链、服务、医疗、军事、日常生产运营、各种资源配置、业务流程规划、系统性能评估、风险预测
同步8
美国SIMUL8
操作简单，通用性和可视性强，易于使用的“拖放”建模功能，仿真速度快，全面的“结果管理器”，多种形式和类型的软件界面
制造、物流、医疗、教育、咨询等
演示3D
英国仿真3D
Demo3D 是唯一将摩擦、重力、阻力和惯性等物理属性引入自动化设备仿真的平台。 支持更丰富的自动化设备形态和功能。 支持敏捷设计/验证/演示的设计模式，可以从满意的3D设计模型直接生成包括AutoCAD 2D/3D在内的设计图纸。 Demo3D 包含许多物流模块。
运输系统设计、供应链优化、仓库优化、配送需求规划优化、活动物流与规划、库存管理、机场行李管理与安全
供应链大师
美国LLamasoft智能建模公司
允许用户输入或导入供应链网络信息，并利用人工智能和嵌入式知识库自动构建强大的离散事件模拟和网络优化模型。 用户可以衡量不断变化的供应链结构或策略的影响，优化模型以选择改进的供应源关联，模拟多个供应链设计以评估服务和费用权衡，预测库存投资、运输成本和生产状态并提供预算功能对于企业来说。
医药、烟草、钢铁、电商、汽车配件、邮政
类仓库
英国西锐物流
在虚拟计算机环境中设计、改进和测试复杂的仓库解决方案。 它还可以帮助企业评估产品产量、人员组织和设备，以量化成本、效率和服务水平。
供应链战略规划模拟
扩展模拟
想象那公司，美国
模块化建模，建模模块可复用，交互性好，可扩展性好，连接性好，第三方开发支持
仓储物流模拟
AVEVA E3D
英国AVEVA
AVEVA Everything3D引入移动计算、云计算和激光扫描等最新技术创新，在工厂项目实施中实施精益方法。
海事、工厂、建筑和基础设施
欧特克Revit
欧特克美国公司
支持多领域协同设计流程工厂供电系统仿真软件，构建建筑构件模型，分析和模拟系统和结构，以及迭代设计，支持设计、互操作性、协作和可视化。
适用于建筑设计、机电工程、结构工程及施工领域
视觉组件
芬兰视觉组件
该软件将离散物流仿真、机器人离线编程、PLC虚拟调试三大功能集成到一个平台上。 可以实时采集仿真数据，生成数据图表。 适用于工业自动化设备制造商及其他设备制造商。
离散事件仿真、机器人离线编程、虚拟调试、人机协作仿真
Bentley PlantWise
宾利, 美国
我们为建筑师、工程师、地理空间专家、施工人员和业主运营商提供全面的软件解决方案，推动基础设施开发。 工业领域多专业工厂设计和分析解决方案。
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武汉光谷科技会展中心，中国武汉
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