FactoryCAD软件介绍.doc

北京赛四达科技有限公司

数字化工厂设计、物流分析仿真软件
VisFactory

北京赛四达科技有限公司EAI产品部

2002.1

数字化虚拟工厂设计、分析、仿真系统
正如产品设计需要参数化一样，工厂布局设计也需要一种可视化、参数化的设计手段。EAI公司的VisFactory就是这样的一种工具。EAI的数字化工厂布局设计方案提供了解决整个工厂范围内所有布局设计的问题，如活动区域的分析、空间安排、材料存放系统、拥塞程度分析、设备安装、布局成本考核、设备标识和使用情况等。
VisFactory可以大幅缩短产品的设计及投产周期。它利用灵巧设计和智能工厂对象技术实现了整个工厂的并行工程设计，而不仅仅只是局部的优化。它可以迅速简便地建立，分析和展示可视化的工厂模型。 VisFactory具有把握/控制大型工厂模型所需图形和逻辑细节的空前能力。同时，它又为使用普通计算机的工程师及绘图员提供了简单的界面及小型模型尺寸 。软件基于AutoCAD2000平台开发。
扩展模块：
l FactoryCAD：用智能工厂对象高效建立智能2D&3D工厂模型。使用它可以根据设计者意图，通过拖放，连接等方式方便地建立模型，建立后模型的尺寸比非面向对象的几何模型小十倍。
l FactoryFLOW：在物流方面分析，比较，改进布置方案的模块。
l FactoryPLAN/OPT： 区域的设计优化。
l FactoryVIEW ：使设计组的任何人都能从任意角度观看3D模型而无需CAD经验及专门软件，比CAD模型观看器更迅速地观看具有大型设备的复杂布置且不用担心改变原CAD文件。FactoryVIEW还可以使用智能工厂对象中的信息产生仿真数据让用户供观看运动中的模型。
l FactoryBrowse： 为可视化并行工程而设计，使设计组的成员用Netscape或IE浏览器得到2D模型；让企业中的工程师们在intranet或internet中观看并考虑放置于工厂布置图中的设备；让他们在设计过程中保持接触并讨论方案未来的改进意见。
一、FactoryCAD -- 面向工业工程、规划的工厂建模软件
FactoryCAD是工厂设计和建模软件,帮助用户更好更快的设计工厂布局。提供给你建立虚拟工厂所需的所有设备模型，用FactoryCAD建立整个工厂模型，你能对整个工厂模型检查、修改。
FactoryCAD能做什么：
l 建立完整的三维工厂模型。
l 包含能用于模型成本估算的信息。
l 离散的事件仿真模型。
l 提供了大量的设备符号、图层和形象的工厂设施，能建立任何你想创建的工厂模型，或把当前的2D设计转化到3D模型中。
l 从方案起草者到实施工程师等任何人都能快速地建立细致工厂模型。
FactoryCAD的特点：
l FactoryCAD 使用户把时间用在设计工厂上而不是去制图。

l 基于 MS-Windows 的拖拉操作和熟悉的用户界面，非常容易学习和使用。
l 通过提供真实的场景演示，包括生产设备、零部件和设备操作员，3D工厂模型能减少设计和实 施过程中问题的出现。
l 能在最短的时间内设计出最好的工厂模型，并加以校验。
l 能保存大量的工厂更改信息并能很快地公布。
l 能使用不同的应用软件减少了建立复杂模型的必要；2D/3D 模型可同时使用，平衡了普通数据模型。
l 在工厂模型的重新生成中能保存大量的精确工厂模型，并能同时发布出去。
l FactoryCAD 模块能用在其它的分析工具中评估现有软件的投资和使用情况。
l FactoryCAD 有建立虚拟工厂所需的任何模型。
l FactoryCAD 能转化AutoCAD 的视图到工厂设计工具中。
l 提供的生产设备模型的拖拉操作，加快了工厂布局的设计进程。
l FactoryCAD 能使工程师建立一个比较客观合理的工厂布局，在早期的设计中能发现存在的问题。
l 普通的 CAD 设计图只是一幅图纸，而FactoryCAD 能把它转化成工厂模型。
l 有工厂地面的存贮能力计算和优化以及工具架的存贮计算，链接到工厂动态仿真的输送机缓冲计算，链接到 MS Excel的设备预算评估报表
l 动态的间隙检查和演示
l FactoryCAD 是目前工业界中唯一能把AutoCAD视图转化到工厂模型中的软件工具。

1.1强大的模型库
FactoryCAD能使用户通过屏幕上标准的工具就能对工厂中的模型进行简单的拖拉操作，并能把它们组合在一起生成复杂的生产系统。FactoryCAD 有各种类型的设备模型，这就不必用很长时间去制图，只用几秒钟时间调用即可。有大量的机器设备/家具的符号 ，例如车床, 磨床, 压力机和办公家具。集成了一系列的制造工艺、电子和机械系统的表示符号。有许多工业用的工具，如铲车、推车、手推车和升降机。人体和操作者符号及工作台、办公桌和椅子。对标准的 AutoCAD 特征如线、弧和圆 ， FactoryCAD 都能进行复制、移动、拉伸、旋转和重新组合等操作用户能用大量的现有设备配置的精确模型很快地建立 2D/3D 虚拟工厂。
Drive-Through Racks
Mezzanines
Booths
Pallet Racks
Floors & Pits
Guard Rails
Safety Fences
Mezzanine with Stairs

Gravity Roller Conveyors
Roller Conveyor with Junction

精确的工具模型---输送机

以滚筒重力为主的输送机
l 包括上升高度、宽度和长度都可以调节的
有直的, 弯曲的, 分散的和集中的。

l 能非常容易的对输送机进行拆卸和组装。

l 独立的 2D, 3D视图和渲染的视图。

l 有滚筒和滚轮类型 。
l 有完整的、独立的、系统支持的共享的输送机。

l 可对输送的整体或部分进行操作 。
l 可通过点击右键来修改输送机的特征。

l 可指定显示输送机的运动方向。
V带输送机
l V带有详细的规则说明。

l 有完整的、独立的、系统支持的共享的输送机。

l 架子安装, 悬挂装置和 PTO 层次。

l 惰轮长度说明。
l 多种上升模式。

l 有完整的、独立的、系统支持的共享的输送机。

l 有参数选择的动力规范。

l 动力位置选项。
Belt Conveyor Downhill
Belt Conveyor Uphill

Floor Conveyor
Overhead Conveyors with Carrier Animation

地面上的滚筒输送机

l 有重力型的和动力的滚筒输送机两种类型。

l 有双轨和双轨滚筒型。

l 双轨和三轨转换输送机和转换工作台 。
l 单轨和双轨平顶输送机。

l V带, 直线拖动和板条装备的输送机。

l 上或下单轨和双轨型。

l 单、双和延伸的滚筒 。
l 重力制动的输送机。

l 单、双和延伸的滚筒选项 。

l 中心枢轴和末端枢轴转换工作台 。
l 电气, 电动球, 垂直和液压起重型。

l 横穿走廊, 底部转换和轮胎滚筒。
高架有轨输送机

l 单轨和电动单轨。

l 单轨结点和电动单轨起重机。

l 上升高度和轨道尺寸容易定义。

l 有直的、弯的、S形的和多种形式给合的类型。

l 多种2D / 3D的视图和渲染的显示设定。

l 水平和垂直的弯曲说明。

l 倾斜度定义。

l 夹具定义和滚轮间距选项。

l 绳索的收合定义以及自由部件。

l 各部分的属性容易修改 。
l 通过增加连接器和锚各部分可很快连接起来。

l 可为各部分增加驱动和屏幕保护。

其它输送机和设备

Overhead Conveyor with Dip Tank
Inv. Power & Free
Monorail Conveyor

顶部驱动和自由驱动的输送机

Overhead Conveyor - Add track
Overhead Conveyor - Add Cat Drive

Rack packing optimizer
Floor Space Calculations
零件架和地面工具包
l 零件架上的零件随物流的移动能被自动装配。

l 通过数据库或电子表格输入周转箱的特征。

l 2D / 3D 零件架图。

l 零件架 / 周转箱汇总表。

l 能建立一个基于电子表的地面使用率报告。

地面使用率报告

l 自动生成空间使用情况报告 。
l 自动生成阴影和贴上标签。

l 走廊和设备/工具占用空间报告。

l 共用设备使用报告和工具使用频度报告。
设备投资评估
l 给设备附加介绍信息。

l 在工厂特征中贮存设备的特征信息。

l 从CAD模型中自动生成电子表格形式的材料清单。

l 从BOM和成本表中分析设备的成本。
设备数据库
l 数据库与CAD模型之间建立连接。

l 可用Access 或者 Oracle定义设备的信息表。

l 从数据表可建立像动力作用情况等的报告。

l 也能把其它的文件格式如图片和文档可以连接到设备信息中。

仿真数据的转换
l 能在工厂模型中插入相应的仿真数据和其它的3D视图 。
l 能生成 ASCII 形式的文件描述制造信息和位置信息 。
l 转换 SDX 文件格式到简单的仿真数据。

l 输入其它的转换数据和模型就能生成仿真模型，可以通过仿真软件来演示。

l 能自动生成脚本和数据文件。
l SDX格式的FactoryCAD 能在智能的工厂模型和不连续的仿真场景之间形成一个链接， FactoryCAD 能输出来自工厂布局模型的图像和过程数据，形成一个标准的中间文件格式 (SDX)，这些几何模型和过程数据能用在不连续的仿真程序而产生仿真的工厂模型。
l 这些仿真模型包括基本的几何图形和过程信息，因此工程师能用大量的时间去完善模型，而不会做一些重复性的工作。建立初期的仿真模型以后，就可很快地去完善和细化工厂布局的设计。
l 不连续的仿真信息都能存贮在工厂模型中。

l 经过数据转换，仿真能模拟地把保存在仿真软件包中的模型自动地组装在一起。

l 仿真数据可以植入FactoryCAD模型中。

l 自动链接到 FactoryCAD 目标模型中。

l 支持运输通道包、高架通道、高架 EMS、升降机、加工、缓冲等 。
l 支持 Witness 和 AutoMOD。
l 支持NIST 标准。

l 能在工厂模型中插入相应的仿真数据和其它的3D视图 。

l 能生成 ASCII 形式的文件来描述制造信息和位置信息 。
l 转换 SDX 文件到仿真模型中 。

1.2应用FactoryCAD 的好处
l 节省时间 - 3D 模型的制图时间缩短90%, 2D模型的制图时间缩短30%; 对设计的完善只需2周，而不是6个月。
l 工厂布局模型更合理 – 非常细微地地方也能FactoryCAD中得到充分地体现。
l FactoryCAD 能使用户以最少的时间和精力建立 2D/3D 工厂模型， 也能产生2D视图
l 生成整个工厂模型的文件
l FactoryCAD 运行大家非常熟悉的 CAD 平台 AutoCAD，易学易用。

l

二、EAI的工厂分析模块 FactoryFLOW & FactoryPLAN
工厂分析模块包括FactoryFLOW 和 FactoryPLAN组件，FactoryFLOW 和 FactoryPLAN 是优化工厂布局设计的工具。FactoryPLAN 提供了基于系统化定性地分析工厂布局的性能，FactoryFLOW 是基于路径信息的优化布局设计的，其中包括物流、物体取放设备和物体存贮需要。
 2.1  FactoryFLOW是在物流方面分析，比较，改进布置方案的模块。
    它将设备图，生产物流路径及物质管理数据集成，从而生成有关流程，拥塞和安全的图表。在其中建立一个新的针对车间及某种工厂生产活动的各种布置方案的评估与改进这些方案后重新评估一样简单，都是仅用鼠标移动一下设备即可。产品制造工程师用它评估、比较各种设计中速度和可靠性的关系，从而减少零件移动距离和存货清单的级数，进而降低生产成本，提高生产率。
它提供的数字化报告，甚至可以让初学者很容易地确定那种布置有利于流通，如何保护敏感的操作及以减少危险。它的可视化输出使非技术人员都可以了解到方案具有的优势。
FactoryFLOW 的特征

l 新的路径编辑器允许零件存贮在装配树---层次结构中。
l 扩展的装配数据树可看到零件的路径信息。
l 在零件上点击特定的路径信息，就可显示和编辑这个流程图。
l 从装配树中能访问活动的点信息。
l 定义和修改活动点的属性(工作点) 。
l 能指定活动点的类型和设定其缺省类型。
l 在活动过程中可增加或修改流动点的特征。
l 定义和修改物体取放设备的信息。
l 指定物体取放设备和类型，设定缺省的设备和类型。
l 在运动中可增加或编辑物体取放设备。
l 从装配树中能访问物体取放设备信息。
l 新的FactoryFLOW 数据库能更好地管理工程数据 。
l 能移植 FactoryFLOW 数据文件: 产品、零件、物体处理、小组、 群和物体取放路径，生成新的数据库文件，产生一个按钮。
l 在工作区中根据加工类型可产生活动点。
l 改变现有的工作点形成新的活动目标。
l 在工厂模型中直接自动地生成物流图表。
l 基于产品、零件和物体取放设备，物流路径用不同的颜色标记。
l 物流路径的颜色深度代表路径的数量或取放物体的成本。
l 通过计算距离、成本、移动次数和取放物体的时间，可对布局设计进行比较，确定最优的方案。
l 能看到不同设计的差异。
l 能自动给走廊加上活动区域。
l 产生的物流路径能自动适应走廊的实际路线(实际路径)。
l 指定实际物流路径的参数。
ü 处理物体加速度 /减速度
ü 沿走廊的方向
ü 专用的物体处理网络
ü 用箭头指定末端, 中间或物流路径片段
l 能估算工厂中交通流量比较大的地方。
l 颜色代表处理物体交通量的大小。
l 产生拥塞的路径描述了发生在走廊和输送机上的路径数目。
l 查询物流路径信息。
l 点击路径即可显示 物体处理数据。
l 可集中活动点成一组点。
l 把机器当作一个整体来评诂物流。
l 通过比较物流的数据和图表信息，FactoryFLOW 能从多种方案中很快地评估工厂布局设计。
l FactoryFLOW 结合 AutoCAD 布局和路径数据库建立物流图表。
l 点到点流程图的产生是由FactoryFLOW根据AutoCAD中的最初的布局图形成的。
l 新的点到点流程图的形成减少了材料的路径搜索而更注重物流的路径。

l 零件架和地面模块。
ü 在FactoryCADW中能自动地组装零件架上的零件
ü 可通过数据库或电子表格输入零件周转箱的特征
ü 2D / 3D 零件架
ü 零件架和周转箱报告
ü 通过分析输入电子表格特征建立地面使用情况报告
l 地面空间报告
ü 在FactoryCAD 能自动形成空间使用报告
ü 自动形成阴影和标签
ü 走廊、设备和工具使用情况报告
ü 共用设备使用情况和工具使用频率报告
l 自动计算库存要求
ü 输入周转箱信息和零件数量
ü 确定潜在的存贮区域
ü FactoryFLOW 能自动计算包装数量
l 在存贮区域中自动形成3D周转箱模块
l 计算拖拉设备的使用率
l 通过计算材料的需要使拖拉设备的路径最优化
l FactoryFLOW能依据图表快速生成一个生产小组中许多机器所需的材料报告，或一个小组或一个部门许多设备材料的流程。
l FactoryFLOW生成大量的报告和图表，方便了设计过程中的交流。
l FactoryFLOW 能自动地定位设备、库房、活动区域和沿下走廊的物流报表，最后确定最佳的物流路径。
2.2 应用FactoryFLOW 好处

l
l FactoryFLOW 是一个布局设计分析和生产过程仿真工具，能帮助设计最合理的工厂布局。
l 倾斜的工厂布局设计能减少零件运输距离、加工单元的尺寸、存货水平，提高了生产能力，加强了各个生产过程的沟通，从而减少了生产成本，提高了产量。
l 自动的和交互式的图表节省时间，能获得接近实际的结果，并减少了分析时间。
l 消除了工程浪费和缺乏技术评估和合理性的会议次数，节省了开发成本。
l 改善了相互之间的沟通 – 团体购买-因为用户能很快和很容易的评估算100个零件的流程图表，而用手工做这项工作是非常困难的。
l 提高了设计的质量 – 系统、图纸和数量非常接近，减少了工程冗余，更注重小组设计，能发现更具潜力的方案。
l 提高了设计的合理性 - 数量上的评估选择可应用于工程合理性管理中。
2.3 FactoryPLAN/OPT 区域的设计优化
FactoryPLAN用一些质量因子如噪音，灰尘和复杂设备以及物流密度等数据生成关系图表达生产区域内重要生产活动的关系。
 FactoryOPT的前后关系图表示出布置图重新设计后大大改进的生产活动的规划。它根据FactoryPLAN关系和（或）FactoryFLOW密度数据启动设计过程，完成接近优化的块状布置图。FactoryOPT使用多达256种算法找到最优布置并用真实的空间使用信息产生点或块示意图。
FactoryPLAN 特征
l 工程图表之间的关系。
l 基于重心关系、动机代码、最短和最长距离和路径使用频度等的关系。
l 基于特定任务和用MS Excel 定义的特征的对话框。
l 根据重要程度和逐步的方法和工作区边界之间的距离的估算，对布局设计进行评分。
l 直线的图说明了活动的区域为何彼此放置的很近，这就允许你能更深入地了解布局设计。
l 根据重力关系、物流密度和他们的集合能自动地产生关系图表。
l FactoryPLAN 中的FactoryOPT 能自动的生成一些布局选项，根据输入的特征， FactoryOPT 可提高设计质量，给出一个最佳的设计方案。
l FactoryOPT 根据物流的工作区域和其它的重要信息，使用一定的运算法则能快速地优化设计，得到最佳的布局方案。
l 与OPT的结合能自动的产生初期的布局配置。
l 物流关系可发建立聚合能力包括自动产生的联系。
l 所有的或是增加的交互式的关系图表都的查询的能力。
l 能快速地评估和比较工厂布局方案。
l 提供最佳的评估和协作设计方法，能减少设计时间及复制成本和提高生产率。
2.4 应用FactoryPLAN 好处
l 自动的和交互式的图表可节省时间，能获得接近手工的结果，并减少了分析时间。
l 消除了工程浪费和缺乏技术评估和合理性的会议次数，从机时节省了成本。
l 改善了相互之间的沟通 – 团体购买-因为用户能很快和很容易的评估算100个零件的流程图表，而用手工做这项工作是非常困难的。
l 提高了设计的质量 – 系统、图纸和数量非常接近，减少了工程冗余，更注重小组设计，能发现更具潜力的方案。
l 提高了设计的合理性 - 数量上的评估选择可应用于工程合理性管理中。
l FactoryPLAN 中的FactoryOPT 能自动的生成一些布局选项，根据输入的特征， FactoryOPT 可提高设计质量，给出一个最佳的设计方案。
l 根据直接关系，能查询和筛选布局设计。
l 根据 Richard Muther’s (SLP) 体系规范设计流程编制方法。
l 能自动在产生关系图表并对布局设计进行评估。
l 能快速容易地生成色彩图层和关系信息图表。
l 提供了分析的能力而不只是简单的数据收集。
三、客户成功案例
EAI的“虚拟工厂”技术在福特公司实施
Engineering Animation, Inc（EAI）8月2日宣布福特汽车公司已经安装了该公司的VisFactory解决方案套件中的FactoryCAD和 FactoryFLOW组件，用于工厂的layout和分析. 工厂的所有工程师都可以使用EAI的解决方案，这将加快工厂的设计和分析的速度和效率，FactoryCAD和FactoryFLOW 将帮助福特的工程师减少设计时间的产品生产时间。
福特的设计工程师们正使用FactoryCAD来“drag-and-drop”标准工厂设备以组建一些虚拟工厂。内嵌的知识将使这些对象能容易地捏合到一起来创建出逻辑相关联的产品系统。EAI的数字原型解决方案与VisMockUp集成将进一步确保福特公司在对真实工厂layout进行修改之前在VisFactory里进行设计，并对设计结果进行浏览和动态模拟。福特的制造工程师正在使用FactoryFLOW来评价和改进材料处理方法以及材料受力分析。

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