毕业设计（论文）：基于CATIA的三维工厂设计.doc

1 绪论 三维工厂设计的原理就是通过辅助设计系统，在计算机上建立一套完整的工厂模型，并对该模型进行循环滚动的设计和检查，以发现并修改设计过程中的不合理成分，最终建立一个完美的工厂模型，并从中生成平面图、详图、剖面图、立面图、料表等各种设计产品文档。这一理论是非常诱人的，但是要实现这一目标，必须要有功能强大的专业软件作为开发平台，此外，还要有具备扎实专业知识的人员来使用。它如同一个庞大而复杂的机器，各个部件的运转以及部件之间的协调，都需要精心呵护才能达到预期目标。 一个企业要想保持长期发展，就必须不断进行产品创新和业务流程再造。CAD/CAM是技术创新的重要手段之一，也是工厂设计等工业工程领域的有力辅助工具。作为一个完全集成化的软件系统，CATIA以其精确可靠的解决方案为工厂设计提供了完整的2D/3D参数化建模，为用户提供了严密的无纸化工作环境，从而帮助用户达到了缩短生产周期，提高产品质量，降低生产成本的目的。 1.1 设施物流 当前，随着全球制造业向中国的转移，制造企业间的竞争更加激烈。对现代制造业而言，降低产品成本是企业在竞争中取胜的关键环节。合理规划企业设施的总体布局，实现工厂运输及物流系统的合理化，可以大大减少物流费用，对降低成本具有直接影响，工厂物流系统的优化与改造已成为众多制造企业管理者关注的焦点。 设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。工厂作为一个生产系统是由人员、设备、技术等多种因素所构成，整个系统的效益即总投入与总产出之比应尽可能达到最高水平。因此，工厂布置设计就是一项多因素、多目标的系统优化设计课题。 由于社会需要的多样性，生产不同产品工厂的模式必然存在着差异，这就，给工厂布置设计带来了难题。系统布置设计(SLP)方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。这种方法为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，实践效果良好。系统布置设计不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序。 在新建工厂或老厂改扩建时，采用一定的技术手段和方法对工厂总体布局及设施规划过程中的物流系统进行全面分析是非常必要的。在已确定的工厂空间产所中，通过将厂房、仓库、工厂大门、厂内道路、机器设备及各种辅助设施等生产要素进行合理安排和布置，使物流路线短捷，可以提高物料在场内运输、流转的效率，降低物流费用，从而降低产品的生产成本。 1.2 设施规划的性质与意义 1.2.1 研究性质 新建企业需要进行工厂布置。老企业随着产品的更新换代，品种产量的变化，新技术新工艺的应用，都需要对原有生产系统进行调整，改进原有的平面布置。 1)、新建与扩建企业 一旦选定了厂址，就需要进行全面的工厂布置。 2)、产品需求的变化 当产品需求量远远超过了现有生产系统生产能力时，就需要新建或扩建厂房。而产品需求量发生较小变化时，会使得原有生产系统出现不平衡现象，因此需要对生产系统进行调整。 3)、产品的更新与新产品开发 新产品投入生产后，原有生产系统的平衡被打破，而且新产品往往要求新的设备或新的生产线，因此需要对原有布置重新作出调整。 4)、新技术新工艺的引入 新技术新工艺的引入往往改变原有的生产工艺过程，进而影响物流系统工作状态，此时需要对生产系统进行改进乃至重新布置。 5)、生产系统发现薄弱环节 物流系统显著不合理，也有必要进行局部的平面布置。 此外，还有许多诸如安全因素、环境因素等都可能要求对生产系统进行重新布置。 1.2.2 研究意义 合理的平面布置，能够充分发挥生产系统的生产能力。若一个不合理的平面布局投入使用就需要经常改建和调整，会给生产造成混乱，阻碍生产效率的提高，因而增加生产成本。最佳的生产系统布局可以取得以下效果： 第一，缩短流程时间：由于各台生产设备保持有机联系的布置，可以减少浪费与不合理，便于提高生产率。 第二，减少在制品：由于物流均衡，减少了生产线上的在制品停留时间，减少了生产中间的库存。 第三，提高生产设备的利用率：由于生产设备能力和负荷均衡，便于提高设备利用率。 第四，减少搬运作业量：减少生产线上在制品数量、停留时间及搬运交叉现象，可以减少搬运作业量，并能确保安全。 第五，提高生产柔性：对于多品种小批量生产，采用适当的设备布置形式，生产线易于扩大与补充，具有一定的柔性。 2 设施规划与布置设计 2.1 设施规划设计 设施规划与设计从“工厂设计发展而来，重点探讨各类工业设施、服务设施的规划与设计概念、理论及方法，是工业工程学科的一个重要领域。在现代社会