基于DELMIA的船厂生产过程仿真

    近年来，我国船舶工业发展势头强劲，造船产量大幅提升。2011年1-8月全国造船完工量4217万载重吨，占世界市场份额的40.9%。同时，原世界第一造船大国韩国今年造船完工量为3439万载重吨，占全球造船份额的33.4%。但是，目前我国造船能力的扩充在很大程度上依赖于造船设施的新建或扩建，而制造技术和生产管理能力提升等方面则明显不足。例如根据大节点计划排定的各节点开工日期和生产周期并不精确，管理部门排到月计划而各生产班组排到日计划，而管理部门仅凭班组上报的日计划对实际生产并不能精确掌控，导致无法在全局统筹各生产资源的调度，也不能精确控制交货期，所以要取得突破，必须从加强生产过程的管理入手。

    随着数字化制造技术的迅速发展，制造仿真技术已经广泛应用于汽车和航空制造业，用于对产品全生命周期中设计、制造、检验等环节进行模拟仿真，在加强生产管理，节约生产成本方而取得了显著效果。韩国三星重工利用DELMIA软件建立了完整的数字化造船系统，建立了虚拟船厂，可在虚拟环境下模拟整个造船过程。这套系统预计每年为企业减少730万美元的开支，大大提高韩国造船行业的困际竞争力。利用制造仿真技术，可以根据工厂的实际情况建立虚拟工厂，将待实行的多个生产计划同时在虚拟工厂中进行“预演”。通过虚拟制造，可以及早发现设计中的问题，减少建造过程的中设计方案的更改，减少建造过程中的延期，合理的规划建造过程，从而降低生产成本，提高产品质量，并保证交货期。

1 船厂生产运作仿真的内容

    1.1 生产仿真的建模对象

    生产仿真的建模对象包括两个方面，一方面是生产过程中需要的原材料和产生的中间产品，包括钢板、型材、零件，部件、分段，总段、整船和其他船装件等。另一方面是全厂区的车间、工场、堆场等与生产紧密相关的生产过程的载体。包括其中的运输、起重、加工设备以及其他工装设备等生产资源，也应包括产品和设备运行的轨迹，包括道路、轨道、传送带等，对于这些对象，需要建立合理的三维模型，既要能表现出该特定对象的功能，并能在生产过程中运动用以表述生产过程；又需要进行一定的简化，防止模型数量庞大而导致仿真运行缓慢。

    另外，为了确立正确的数学建模标准，各船厂还需要对自身的生产基础数据进行调研和评审，用以精确模拟实际生产。这些数据包括各工位的基本工时，辅助材料的消耗，全厂的生产设备和工装的数量、分类、生产（辅助）能力等。以上数据是仿真能够正确反映船厂产能的必要条件，也是生产仿真数学模型的重要基础。