基于Petri网的PC构件自动化生产线的建模与仿真

发布时间：2020-07-29 20:09

【摘要】：本文以住宅及铁路用PC构件（预制混凝土构件）的自动化生产线研制项目为背景，关于国内PC构件生产线布局方式不合理，生产设备之间协调性差，生产线整体自动化水平低等问题，对PC构件生产线进行了研究。首先对PC构件生产线生产设备的布局进行了分析与设计。通过分析PC构件的生产工艺和传统的生产线布局形式，确定了PC构件自动化生产线的最终布局方案，并对生产线进行了平衡分析。同时运用LabVIEW软件，建立了生产线各工位实时监控系统。分析了PC构件生产线整体物流运行系统，制定生产线物流输送的基本原则，构建了自动化生产线的运行方案。同时对生产过程中各工位生产时间参数进行了分析，制定了实际生产中的时间运行方案。基于Petri网理论，在生产线系统建模方法的指导下，建立了PC构件自动化生产线各生产单元物流系统及整体物流系统的Petri网模型。模型包括：清洗模具工位与自动划线工位之间横移小车调度模型，自动划线工位与布料振捣工位之间辊道输送模型，布料振捣与翻转叠合之间横移小车调度模型，翻转叠合工位协调模型和拆除模具工位协调模型。同时对基础模型进行了基于不变量的分析，确定了模型的守恒性与有界性。最后运用Exspect仿真软件对上述的Petri网模型进行了仿真分析。构建了各生产单元物流系统及生产线整体物流系统的Exspect仿真模型，并对模型进行了仿真分析。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP278
【图文】：

示意图,示意图,夹心板,构件

2.1 PC 构件的概述PC 构件外形尺寸工整，结构简单，便于加工成型。模具的标准化推动了 PC构件尺寸规格的规范化，有利于机械生产线生产。生产的高效化，产品的标准化，施工的装配化，有利于保证工程质量。因此，PC 构件成为了高速铁路和现代建筑产业化发展的优秀产品。高速铁路用 PC 构件主要包括无砟轨道板和标准轨枕，建筑用 PC 构件主要包括预应力梁柱，预制楼板，预制墙板，楼梯，阳台等。预制墙板是集工厂预制生产和现场浇筑为一体的混凝土构件。预制墙板从结构上可以分为实心板和夹心板。实心板由两块混凝土叠合板叠合而成，夹心板由板材和夹心保温材料组成。在我国现阶段，预制墙板的使用较为广泛，并且用量很大。所以预制墙体的生产线研制具有更现实的意义。本文选择夹心板预制墙体作为自动化生产线产品。夹心板结构示意图，如图 2-1 所示。叠合板夹心板

直线式

工艺布局原则：将功能相似的设备集中放在一起的布局方式。适用于生设备密集、自动化程度高、产品重量适中的生产线。产品布局原则：根据产品的制造步骤来安排设备或生产过程，产品的加路程一般是直线型。适用于标准化、专业化产品的连续性重复性生产线。成组技术原则：使用机械加工中心，将大部分生产设备的加工任务集中加工中心，对于不同产品可以灵活、快速转换。适用于小批量或者单件生产。预制混凝土夹心板是由两块叠合板组合而成。叠合板的生产工艺为：喷脱模剂，划线，置放边模，置放预留件，焊接钢筋，浇筑混凝土，振捣成型养护，脱模，清洗底模。每个工艺步骤必须按照顺序进行，减少生产逆流，能提高生产效率。通过分析，PC 构件生产线应以工艺原则与产品原则进行布设计。2.2.3 PC 构件生产线的布局形式生产线的布局形式有以下几种：（1）直线式布局

折线图,折线,生产线,型式

图 2-3 折线式布局生产线工位过多、长度过长或者需要工件自然转位时，可布置成生产线可以设计成多种形式，例如图 2-3 的 U 型式，还可以设计型式等。3）框图式布局图 2-4 框图式布局图式布局也称为 O 型式布局。这种布局适用于随行夹具传送工件构件生产线必须由底模承载所加工的 PC 构件，经过每个工位进生产线始端进入，混凝土叠合板生产完成后，底模在生产线末端

【参考文献】