金属结构件优化下料与生产管控系统设计与实现.pdfVIP

学兔兔 务l 匐 化 金属结构件优化下料与生产管控系统设计与实现 Design andimplementationofthe metalstructure optim izationcutting productioncontrolsystem 戚得众。，饶运清。，孙念友 ，刘朝晗 QIDe—zhong。，RAOYun—qing’，SUN Nian—you，LIUChao—han (1．华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉430074； 2．山推工程机械股份有限公司 材料成型事业部。济宁272023) 摘 要：本文结合工程机械中金属结构件加工特点，分析该类产品数字化制造需求，设计并实现了金 属结构件优化下料与生产管控系统。该系统首先构建了金属结构件产品结构模型，通过结构 树的形式 产品信息予以维护，并根据此模型对订单信息进行管理；建立了优化排样、优化 排产和设备负荷均衡等多目标优化模型，并综合应用零件聚类成组、临界多边形(NFP)和遗 传／模拟退火(GA／SA)等算法进行求解；最后通过搭建车间生产管控软硬件平台，对金属结 构件生产进行监控。应用该系统可以实现从订单管理、计划调度、优化排料~U)30工成型到构 件焊接的整个生产过程管控一体化，为金属结构件数字化制造提供有力的技术支撑。 关键词：金属结构件；优化下料；数字化加工；生产管控；工程机械 中图分类号：TH186 文献标识码：A 文章编号：1009-0184(2012)o7(下)-ool7-04 Doi：10，3969／J．issn．1009-0134，2012。7(下)，06 0 引言 3)生产数据人工管理，工作繁重，工作效率低； 工程机械金属结构件大都具有相同的加工工 4)无法实时监控每一个订单的生产运行情况， 艺 (订单、图纸审核 工艺设计 制定生产作业 从而无法做到实时控制； 计划 优化排料 钢板切割 校平 机械加工 5)无法及时监控和统计产品质量信息，以及 折弯成型 构件焊合 入库)。在金属结构件制造 无法及时控制出现质量异常的产品； 过程 中，如何在提高板材利用率的同时，提高车 6)缺乏生产信息管理平台，不能对包括下料、 间生产制造管理水，降低企业的生产成本 ，是所 加工、成型及焊合在 内整个生产过程信息化管理。 综上所述 问题以及结合现有技术，金属结构 有工程机械金属结构件制造厂家所面临的一个重 要挑战。 目前 ，国内工程机械金属结构件制造企 件优化下料与生产管控系统需要从技术层上采用 业只有板材排料编程软件 ，从而缺乏对整个生产 一 种高效实用、操作简单的优化排料编程工具， 过程的优化与有效管控 ，并且它们无法 同时满足 取代人工排料，提高工作效率和材料利用率；从 管理层上规范下料及加工生产管理流程 ，构建涵 结构件成组加工、零部件集配管理、设备产能均 衡分配和材料利用率的要求，为此设计并开发金 盖板材下料、机械加工、成型与焊合工段的金属 属结构件优化下料与生产管控系统具有重要意义。 结构件生产过程数字化模型与软硬件平台，实现