Моделирование автоматизированного производства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

О.Ю. Фролов, Е.И. Борзенко

МОДЕЛИРОВАНИЕ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Учебно-методическое пособие

Томск

Издательский Дом Томского государственного университета

2016

УДК 658.512
ББК 32.965-5-05

Ф912

Ф912

Фролов О.Ю., Борзенко Е.И.
Моделирование автоматизированного производства: учебнометодическое пособие. – Томск: Издательский Дом Томского 
государственного университета, 2016. – 32 с.

Рассматриваются особенности моделирования планировок автомати
зированных участков и цехов с целью создания цифровой модели предприятия. Показаны методы расчета и оптимизации материальных потоков, энергопотребления и коэффициентов использования оборудования 
автоматизированного производства. Сформулированы задания для самостоятельной работы студентов.

Для проведения лабораторных работ используется программный 

комплекс Autodesk Factory Design Suite.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов бака
лавриата и магистратуры технических направлений, подготовки специалистов для предприятий машиностроения и приборостроения.

Учебно-методическое пособие разработано при финансовой поддержке 

Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках

государственного задания № 2014/223 (код проекта 1943)

РАССМОТРЕНО И РЕКОМЕНДОВАНО К ПЕЧАТИ Советом
физико-технического факультета ТГУ
Протокол № 46 от «1» июля 2016 г.
Председатель Совета ФТФ Э.Р. Шрагер

© Томский государственный университет, 2016
© Фролов О.Ю., Борзенко Е.И., 2016

СОДЕРЖАНИЕ

1. СОЗДАНИЕ ПЛАНИРОВКИ ПРЕДПРИЯТИЯ...................................4

1.1. О ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА.................................................4
1.2. СОЗДАНИЕ ПЛАНИРОВКИ В 2D.............................................................. 6
1.3. РЕДАКТИРОВАНИЕ ПЛАНИРОВКИ В 3D................................................ 10
1.4. ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ ................................................... 14

2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА .......................... 15

2.1. ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ......................................... 15
2.2. АНАЛИЗ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ.................................................... 19
2.3. РАСЧЕТ ЭНЕРГОЗАТРАТ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 
ОБОРУДОВАНИЯ.......................................................................................... 27
2.4. ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ ................................................... 30

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................... 30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..................................................... 31

1. СОЗДАНИЕ ПЛАНИРОВКИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Лабораторная работа № 1

Цель работы: построить двумерную модель планировки автомати
зированного участка или цеха и создать ее трехмерную визуализацию.

1.1. О цифровой модели производства

На сегодняшний день многие производители в отрасли машиностро
ения и приборостроения сталкиваются с проблемами модернизации и 
обновления производственных мощностей. Процесс внедрения оборудования занимает довольно продолжительное время, требует затрат множества ресурсов и капиталовложений. От выбора того или иного оборудования зависит экономическая целесообразность модернизации предприятия.

Процесс проектирования производственных систем состоит из трех 

основных этапов, которые могут сопровождаться множеством проблем. 
Выделим некоторые из них. На первом этапе необходим анализ текущего 
состояния объекта проектирования, который как правило производится 
вручную и отнимает значительное количество времени и ресурсов. Второй этап включает циклический процесс проектирование–оптимизация 
проекта–анализ проекта. Во время этого этапа инженеры не всегда используют такие инструменты проектирования, которые бы обеспечивали 
необходимый уровень детализации той или иной компоновки оборудования. Существует ограниченный набор средств анализа потока материалов 
на производственных линиях, либо эти средства не выполняют тех функций, которые необходимы для решения задач оптимизации производственных технологий в существующих условиях. Очень часто ключевые 
участники проекта не понимают, например, содержание двумерных (2D)
чертежей и впоследствии не успевают вовремя внести важные комментарии или существенные замечания по проекту. Соответственно, на третьем 
этапе ввода в эксплуатацию оборудования могут возникнуть ошибки в 
последовательности монтажа, которые приведут к задержкам сроков производства.

Для преодоления или минимизации вышеперечисленных факторов, 

отрицательно сказывающихся на ходе проектирования можно воспользоваться специализированным программным комплексом Autodesk Factory 
Design Suite. Компания Autodesk разработала технологию электронных 
макетов, с помощью которой производители конструируют, верифицируют, оптимизируют и управляют цифровыми моделями изделия на всех