ICS 01.100.01 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T39334.2—2020
机械产品制造过程数字化仿真
第2部分：生产线规划和布局仿真要求
Digital simulation of mechanical products manufacturing process- Part 2 : Requirements of production line planning and layout simulation
2021-03-01实施
2020-11-19 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T39334.2—2020
目 次
前言
III
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 一般要求 5 基本流程
1
详细要求 6.1 仿真方案制定 6.2 仿真模型构建 6.3 仿真运行分析 6.4 结果优化与评价附录A（资料性附录） 生产线规划和布局仿真示例
6 GB/T39334.2—2020
前言
GB/T39334《机械产品制造过程数字化仿真》分为5个部分：
第1部分：通用要求；一第2部分：生产线规划和布局仿真要求；一第3部分：装配车间物流仿真要求；一第4部分：数控加工过程仿真要求；
一第5部分：典型工艺仿真要求本部分为GB/T39334的第2部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任，本部分由全国技术产品文件标准化技术委员会（SAC/TC146）提出并归口。 本部分起草单位：中车株洲电力机车有限公司、中机生产力促进中心、中车唐山机车车辆有限公司、
徐工集团工程机械股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、湖南联诚轨道装备有限公司、陕西法士特齿轮有限责任公司、西安电子科技大学、重庆华数机器人有限公司、佛山智能装备技术研究院、北京自动化控制设备研究所、西安陕鼓动力股份有限公司、安徽艾可蓝环保股份有限公司、深圳市格林晟科技有限公司。
本部分主要起草人：刘翊、王云锋、陈杰、栾小东、凌立彬、王连坤、覃庆泽、宋汝章、严鉴铂、赵艳文李申、王旭丽、高萌、张智普、陈海华、陈余平、王林英、刘屹、宋志良、成薛峰、汪洪敏。
II
1 GB/T 39334.2—2020
机械产品制造过程数字化仿真
第2部分：生产线规划和布局仿真要求
1范围
GB/T39334的本部分规定了机械产品制造过程中生产线规划和布局仿真的一般要求、基本流程，
以及仿真方案制定、仿真模型构建、仿真运行分析、结果评价与优化的详细要求
本部分适用于机械产品制造过程中生产线规划和布局仿真有关的应用、开发、服务和研究。
规范性引用文件
1
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T24734.1一2009技术产品文件数字化产品定义数据通则第1部分：术语与定义 GB/T26099.1一2010机械产品三维建模通用规则第1部分：通用要求 GB/T26099.2一2010机械产品三维建模通用规则第2部分：零件建模 GB/T39334.1机械产品制造过程数字化仿真第1部分：通用要求
3术语和定义
GB/T24734.1—2009、GB/T26099.1—2010GB/T26099.2—2010和GB/T39334.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1
生产线规划 production lineplanning 在生产线的设计或改造阶段，根据产品的工艺路线预先确定生产线中工位、设备、物料缓存、仓储等
设施的种类、位置、数量或容量等的活动。 3.2
生产线布局 production linelayout 在满足给定的空间或性能约束条件下，将工位、设备、物料缓存、仓储等各类设施合理、优化地安排
在特定空间内的活动。 3.3
SAG
生产线规划和布局仿真productionlineplanningandlayoutsimulation 建立系统模型对生产线进行抽象和描述，并借助计算机仿真技术模拟实际生产线的运行过程，进而
在不同工作环境中，对生产线运行的方案和策略进行验证、分析和评价的活动。
4一般要求
生产线规划和布局仿真应符合以下要求：
1 GB/T 39334.2—2020
a）生产线规划和布局仿真应符合GB/T39334.1的相关规定； b）生产线规划和布局应将人、机、料、法、环、测等因素有机结合，满足先进性、经济性、可靠性、安
全性、柔性等原则，实现生产线设备布局合理，物流运输高效、管理模式先进，满足未来的发展需求；
c）生产线规划和布局首先应布局生产线外景、厂房建筑物、参考标识物等对象，然后再布局生产
线内部生产设备、生产物料、工艺装备等对象； d) 制定生产线规划和布局仿真方案时，应根据生产纲领和工艺规划方案，搜集相关资料，确定仿
真目标、仿真内容、仿真平台、仿真方法等；构建生产线规划和布局仿真模型时，应合理简化三维模型，分步实现建模任务，迭代优化仿真
e
参数，验证模型位置、工艺规划、物流路径、生产节拍等的合理性，逐步调整达到合理的预期效果；
f) 进行生产线规划和布局仿真分析时，应根据工艺流程和物料配送设想，从设备布局位置合理
性、零（组)件的加工顺序、物料的配送路径/节拍分析、生产人员操作的姿态、工装/工具的可达性、操作空间的开散性、视点的合理性等方面进行验证，并对不同的仿真数据进行定量和定性分析。
5基本流程
生产线规划和布局仿真通常包括仿真方案制定、仿真模型构建、仿真运行分析、结果评价与优化 4个阶段（见图1），具体如下：
a）仿真方案制定。根据生产纲领和工艺规划方案，完成生产线规划文件、现场实物数据、模型纹
理贴图、设备控制逻辑信息等资料的搜集工作，编制合理的生产线规划和布局仿真方案。 b）仿真模型构建。根据生产线规划和布局仿真方案，完成厂房、生产设备、产品物料、工艺装备、
辅助设施、生产人员等的三维建模工作，对三维模型轻量化和谊染，并引人初始化设置的仿真环境。
c）仿真运行分析。根据生产线工艺信息、节拍信息和物流信息等，输人仿真参数，对生产线布局、
工艺路线、产能规划、物流路径等的合理性进行验证和分析。 d）结果评价优化。根据工位利用率、瓶颈工位、生产周期、空间利用率、设备间距、物流路径长度
等评价指标，对生产线规划和布局做出定性和定量的评价，并根据仿真结果以动态、送代方式对生产线布局、产能规划进行调整和优化。
生产线规划和布局仿真示例参见附录A。
2 GB/T 39334.2—2020
生产 仿真能 线布 驱动建 局建 建模模 模
仿真算法
课 评 绿
资 标料 准收 规集 范仿真方案
S
价 价 价目 指 算标 标 法
仿真目标、 生产纲领、 产品及工艺信息
仿真方案
制定
仿真资源库
仿真模型
仿真模型构建
仿真模型库
输入数据
仿真运行分析
仿真结果
仿真结果反馈
仿真算法库
结果评价 评价结果与优化
评价结果反馈
生产线规划和布局仿真人员生产线规划和布局仿真平台
图1 生产线规划和布局仿真基本流程
6详细要求
6.1 仿真方案制定 6.1.1仿真目标
开展生产线规划和布局仿真前，应确定仿真目标，具体内容应包括但不限于： a）根据新建或改建的生产线规划和布局方案，建立厂房、厂房外景、加工设备、生产物料、工艺装
备、辅助设施、生产人员等的三维数字化模型；从产品、设备、工序、物流、人机工程等多个因素对生产线的各个环节进行可视化仿真模拟，动
b）
态分析和验证生产线的工艺路线、空间布局、生产节拍、物流路径等；反复迭代和逐步优化生产线规划和布局，以达到合理的预期效果，并全面、真实展示优化后的
c)
生产线规划和布局仿真效果。
6.1.2仿真平台
开展生产线规划和布局仿真前，应搭建好仿真平台，具体内容应包括但不限于： a) 三维模型构建软件； b) 三维模型谊染与处理软件； c） 布局与仿真运行分析软件； d) 数据管理软件； e) 软件集成接口。
6.1.3仿真输入
开展生产线规划和布局仿真前，应明确仿真输入，具体包括：
3 GB/T39334.2—2020
a） 生产线规划信息。具体内容应包括但不限于：
. . ·
生产纲领；工艺布局；工序路线； · 物流路径； ·其他工艺说明。
b）生产线模型信息。主要指外景、厂房、设备、产品、物料、工艺装备等生产线组成对象的模型信
息，具体内容应包括但不限于： · 模型分类；
模型名称；模型编号；尺寸信息；
.
. .
. 外观图片； . 纹理图片； . 材料信息； . 重量信息； .
其他模型信息。
6.1.4 仿真运行控制
开展生产线规划和布局仿真前，应明确仿真控制，具体内容应包括但不限于： a) 仿真输入参数； b) 仿真运行步骤； c) 仿真运动控制方式； d) 仿真异常处理机制； e) 仿真结果评价方法； f) 优化与调整方法； g) 仿真输出管理。
6.2 仿真模型构建 6.2.1 三维建模 6.2.1.1 建模对象
生产线规划和布局仿真三维建模的对象通常包括但不限于： a) 生产设备，如加工设备、物流转运设备、检测设备等； b) 生产物料，如成品、半成品、零部件、辅料等； c) 工艺装备，如刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具、装配工装及吊具吊带等； d) 厂房外景，如道路、绿化树木、景观带等； e) 厂房建筑物，如厂房结构框架、支柱、地板、墙壁、玻璃等； f) 辅助设施，如动力管线、标识线、物流通道、消防通道、工位看板、电子屏等； g) 生产人员，主要是指机械产品制造过程中的作业人员。
6.2.1.2 建模要求
三维建模时应综合考虑数据采集、模型特征、模型简化、模型轻量化、模型效果、纹理贴图等方面的
4 GB/T39334.2—2020
要求，具体要求如下：
a）数据采集要求。具体内容应包括但不限于：
·重点测量采集对象的长、宽、高和局部关键尺寸以及重量特征 ·拍摄采集对象的2个～5个正视图与一个轴测图作为实物纹理贴图； ·重点突出的局部、标识、商标等应单独取材。
b）模型特征要求。具体内容应包括但不限于：
·三维模型的主要特征尺寸应与实物相符； ·装配体三维模型的层次结构、运动副关系应满足运动仿真的要求
c）模型简化要求。具体内容应包括但不限于：
·在保证模型特征要求基础上，可适当删除或简化三维模型的不可见结构、工艺倒角、复杂
曲面等表达，以提高建模的效率；三维模型的简化不应影响后续仿真项目开展，
O
d）模型轻量化要求。具体内容应包括但不限于：
·在满足模型外观要求基础上，轻量化模型的面片数越少越好； ·三维模型的轻量化不应影响后续仿真项目开展。
e）模型效果要求。三维模型表达精细度、外观殖染效果、多边形数据量、纹理数据量等应满足仿
真逼真度和仿真实时性要求
f) 纹理贴图要求。具体内容应包括但不限于：
·纹理贴图的像素大小应合理，保证显示清晰，像素应为2的自然数次方； ·产品的重要特征、产品标识等，应单独贴图。
6.2.1.3 3模型检查
构建完的三维模型应进行模型检查，检查的内容通常包括但不限于： a) 模型层次结构与运动副合理性； b） 模型主要尺寸的准确性： c) 模型颜色、纹理与实物的一致性； d) 模型多边形数据量大小适宜； e） 整体外观效果佳。
6.2.1.4 4模型管理
三维模型的管理应符合以下要求： a) 三维模型检查合格后，厂房、设备、产品、物料、工装等三维模型应分类管理； b）三维模型应严格按照一定规则进行编号，并保证三维模型与编号一一对应；
应制定三维数模清单，三维数模清单要包含模型分类、模型名称、模型编号、所属生产线、运动参数、保存位置、多边形数据量、纹理数据量、文件大小、完成人、完成时间等信息：
c)
d）三维建模数据应存储至仿真资源库进行集中管理。 6.2.2生产线布局建模 6.2.2.1仿真环境搭建
SAG
仿真环境搭建应符合以下要求： a）按生产线规划和布局仿真环境要求，确定环境搭建的顺序； b）依次设置仿真环境的坐标系、单位、参考物、光源、背景、比例等要素
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