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飲料灌裝輸送線主要由輸送設備、輸瓶系統、輸箱系統等組成，其設計過程主要包括布局設計、結構設計和運行設計等環節。由于組成輸送線的零部件絕大多數是標準件和通用件，因此布局設計是飲料灌裝生產線設計的重點。然而在布局設計中，設計人員無法綜合考慮單機產能、整線產能、車間布局、生產平衡等諸多約束，設計方案中的缺陷和問題只能在結構設計甚至在制造和使用過程中才能被發現，從而降低了輸送線的性能和設計質量。充分利用數字化的手段，建立集成化產品模型有效地支持輸送線的布局設計，是提高輸送線設計效率和效益的關鍵。
本文以飲料灌裝輸送線為對象，研究提出支持布局設計和結構設計的集成化產品模型，以及基于該模型的輸送線設計支持技術和系統。
飲料灌裝輸送線的設計過程大致可以分為布局設計、結構設計和運動設計3個階段。由于輸送線的運動設計從內容上相對獨立，而布局設計和結構設計的關系較為緊密，因此本文面向設計的集成化輸送線產品模型主要是指支持布局設計和結構設計的輸送線模型，其重點是支持輸送線的布局設計。
1、輸送線的布局設計與結構設計
布局設計主要是指在針對特定產品、滿足產能需求的情況下，完成設備的定型、設備的定位、輸送線的排布、車間大小的確定、成本估算等工作。產生的結果包括布局方案圖、粗略成本等。如果將輸送線全生命周期各階段產生的關于輸送線的描述結果看作針對輸送線的視圖，那么布局方案是其中的一個，也是輸送線設計階段的第一個重要視圖。而從設計過程來看，輸送線的進一步細化，跟結構設計是分不開的。由于布局方案圖對后續設計的重要性，因此要對布局方案進行運行仿真，以優化設計結果。
2、輸送線集成化產品模型框架
圖1 輸送線集成化產品模型框架
輸送線集成化模型框架如圖1 所示，分為對象層、過程層、模型層和工具層4個層次。該框架是一個以抽象或實際的輸送線產品為對象，利用通用和專用工具，建立和應用相關模型，實現對輸送線產品生命周期的數字化。在輸送線的設計階段，其主要模型包括支持設計的布局模型、結構模型、部件模型、零件模型等，以及支持設計分析的布局仿真模型、裝配仿真模型、運動仿真模型等。
本文重點對輸送線產品設計中的布局設計和結構設計部分進行研究。
3、輸送線產品設計過程模型
輸送線是典型的面向訂單設計的產品，其設計過程的核心是布局設計。面向輸送線的設計過程模型由3個層次組成，分別是布局設計層、結構設計層和詳細設計層，如圖2所示。
