制麦生产车间布局建模方案
摘要
随着经济全球化的发展，制造系统不断发展的同时也对生产线布局提出更高的要求：可重构性、可适应性和系统的不断升级。其布局的优劣对生产物流起到决定性的作用。传统的制麦生产车间布局方法是，利用简单的计算机辅助二维平面设计，或采用现场布置的方法，这样布局方法存在很大问题。而国内外研究应用证明，将三维生产车间优化布局系统应用于生产，可有效降低费和指导设计。本文研究的目的是：在不影响基本生产工艺要求的前提下，调整设备与工作单位方位，规划生产线，使生产线布局合理、紧凑、车间整体形状规则，优化相关工艺参数和生产工艺流程，节约能源，降低生产成本，提高麦芽的产率与纯度，有利于操作人员工作便利，提高生产效益和经济效益。
本文主要研究的内容有：
1、 制麦生产线工艺分析研究：通过分析得出合理的、能调高效率、降低成本的工艺输送方式；
2、 制麦车间设备参数化建模：分析设备外形，解析设备基本体元，参数化数据导入建立可以随意改变尺寸大小的参数模型；
3、 制麦车间布局：建立基本厂房体，运用多目标遗传算法对厂房主要设备位置进行调整布局，而后插入工艺输送设备，形成车间设备布局；
4、 制麦车间管道布置：运用pdsoft 软件根据具体设备要求对必要设备进行管嘴插入操作，而后根据各设备间管道的布局特点进行管道布置；
5、 干涉检查：在车间布局比较紧凑的情况下，设备和管道的交互布局使得部分设备和管道的布局存在不合理性，我们运用干涉检查将有效的排除了车间布局不合理的地方；
6、 动画仿真：对设备和管道完全布置好的车间进行漫游动画制作，充分了解到车间布局的每个环节。
关键字：参数化建模；多目标遗传算法；生产线布局；动画仿真
目录
第一章 绪论 ......................................................................................................... 1
1.1选题的理论意义与实际价值.......................................................................... 1
1.2国内外制麦生产线布局研究现状分析.......................................................... 2
1.2.1国外领域车间布局研究发展趋势和国内研究现状........................... 2
1.2.2制麦车间布局发展趋势....................................................................... 3
1.3制麦车间布局研究目标与主要内容.............................................................. 3
1.3.1制麦车间布局的研究目标................................................................... 3
1.3.2制麦车间布局的研究内容................................................................... 3
第二章 制麦车间设备参数化建模 ........................................................................... 5
2.1参数化设计概述.............................................................................................. 5
2.1.1参数化设计概念................................................................................... 5
2.1.2参数化设计的实现............................................................................... 5
2.1.3参数化设计方法的意义....................................................................... 5
2.2制麦车间设备参数化建模的意义.................................................................. 6
2.3制麦车间布局设备参数化建模方法及过程.................................................. 6
2.3.1参数化建模软件的选择....................................................................... 6
2.3.2制麦车间设备参数化设计步骤........................................................... 7
2.4设备建模参数化设计的优点........................................................................ 10
第三章 制麦车间布局的多目标遗传算法 ............................................................. 11
3.1 多目标遗传算法概述................................................................................... 11
3.2面向工艺规划多目标遗传速算法车间布局设计........................................ 11
3.2.1多目标遗传算法的特点..................................................................... 11
3.2.1变量模型的建立................................................................................. 12
3.2.3约束函数的建立................................................................................. 14
3.3工艺规划多目标遗传算法的相关操作........................................................ 15
第四章 制麦车间布局 ............................................................................................. 17
4.1车间布局概述................................................................................................ 17
4.2制麦生产设备介绍........................................................................................ 18
4.2.1制麦生产设备概述............................................................................. 18
4.2.2制麦各工艺输送装置......................................................................... 20
4.2.3制麦各工艺过程输送方式选择......................................................... 23
4.3制麦车间布局................................................................................................ 24
4.3.1厂房选择............................................................................................. 24
4.3.2多目标优化在制麦车间布局的运用................................................. 25
4.3.3制麦设备布置..................................................................................... 27
4.4 制麦车间管道布置....................................................................................... 31
4.5车间干涉检查................................................................................................ 33
4.6漫游动画 ........................................................................................................ 34
总结 ............................................................................................................................. 36
参考文献 ..................................................................................................................... 37
第一章 绪论
1.1选题的理论意义与实际价值
啤酒是全世界分布最广，也是历史最久的酒精性饮料，它的酒精度低、营养丰富、有益于人的健康，受到众人的喜爱，而我国啤酒工业也一步步的强大起来，至1988年产量跃居世界第三，1992年产量达10050000t ，但是按人均消费，仍落后于其他国家。导致这种结果的原因就是我们的生产效率太低，生产车间布局太过于落后。所以说制麦生产车间的优化布局是我国啤酒产业发展的基础，也是改革的重中之重。
现代制造业几个发展的重要阶段：20世纪30年代到60年带的追求规模生产的大批量和大规模的生产模式；70年代的准时制生产（JIT ）以及强调制造成本的精益生产；80年代全面质量管理；90年代至今的敏捷制造、智能制造等强调市场的快速响应（交货期），我们可以看出21世纪制造业的核心活动，从物质生产的知识生产，知识的价值信息产品占的比例越来越高，那就是如何通过处理和加工的知识，为客户创造更高的价值[1]。随着制造系统的不断发展和改进对生产线布局提出更高的要求：系统化、便于流线控制和可重构性。它要求生产线的布局具有一定的灵活性，可调节的，以适应市场波动及加工范围可调，以适应新的加工生产能力。当今制造业正面临着越来越激烈的挑战，物资流通的速度与效率成为衡量一个企业实际能力的重要指标。成产物流作为现代生产的重要组成部分，随着生产能力水平的日益，其蕴含的巨大潜力也越来越多的引起人们的注意。而作为制造产品的生产线，其布局的优劣对生产物流起到决定性的作用。 传统的制麦生产车间布局方法是，利用简单的计算机辅助二维平面设计，或采用现场布置的方法。传统的生产线布局方法存在的问题：
（1）传统的生产线布局所用的评价指标是物流效率（即总的物流运输距离），这是一个静态指标，不能反映出在动态环境下对布局柔性和可重构性的需求。
（2）传统的生产线布局无法实现对设备属性的关联，因而无法使规划人员对设备的工艺属性及各种加工参数有所了解，从而辅助规划人员进行生产线布局。
（3）传统的生产线布局采用二维的方法，因而无法对设备的运转过程了解和设备之间的是否合理等作出预测。
（4）传统的布局方法无法使规划人员对布局方案进行定性的分析，包括布局的美观性、工人操作的安全性与舒适性作出评价。只能靠布局完成后再进行调整，这样降低了布局设计的效率。
鉴于以上种种情况，为提高企业生产能力与竞争力，建立全三维可优化的生产线布局是势在必行。
1.2国内外制麦生产线布局研究现状分析
1.2.1国外领域车间布局研究发展趋势和国内研究现状
生产车间布局问题是给定一个布局空间和相应的待布物体，在满足必要的约束条件下，将待布物体合理的摆放在空间之中，并达到某种最优指标活动。Kouvelis 等曾指出生产设备的位置是制造系统解决的最关键问题之一。
从以往的研究来看，大量的研究主要集中于算法的设计和不同行业的具体应用。将运筹学的理论和方法引入到生产车间布局方法中，产生了大量的研究成果。Tavares 提出车间布局设计中常见的一些约束。Wang 通过产品生产过程所需要的生产周期，建立相应的数学模型，并采用模拟退火的法求解设备布局问题，算法搜索速度快。Shi Weiping 和Kouvelis 提出一种分割布局的方法，它是将车间布局递归的用水平或垂直的分割线讲矩形分割成两部分而得到的布局。Young 等证明了分割布局比起其它类型的布局更能紧凑的将设备布置在一个空间里，可以有效地利用空间。
国内也已经广泛展开关于车间布局设计的研究，目前，清华大学，同济大学，南京大学，上海交大，重庆大学等都集中在研究算法的优化布局。其中对车间敏捷制造提出新的布局形式。刘辉等将精益生产布局运用在车间布局的想法，针对生产厂房布局和结构的模型提出了一个数学模型，并提出了框架，根据设备的特点，该设备分类建议方法基于设备分类排序算法和定位算法。
国外针对车间布局也有很多研究，车间布局问题在仿真技术和虚拟制造技术
的基础上得到了新的发展。车间的三维布局与仿真也引起了更多人的关注像Szkman 和Cagan 等对此都做了较多的研究。在考虑设备与设备间的约束基础上，提出三维空间布局约束的新理论。此外Tiziana 针对车间布局快速化也提说了计算机三维车间布局的优化。
国内自90年代后，针对车间布局开展了很多研究。许多高校和研究所就制造系统设备模型、模型求解算法和仿真实现等方面展开研究。邱英汉用二叉法结构来表示三维实体布局问题。王金敏提出一种适合三维实体布局的优化算法等。 随着企业对生产车间布局的重视和普及，国内外已经有大量的学者在研究生产车间布局问题，生产车间的布局作为制造系统的基础，生产车间布局研究是制造系统发展的重中之重。
1.2.2制麦车间布局发展趋势
通过近几年的研究，国内已经出现了一些三维生产车间优化布局研究，但还处于起步阶段，离实际的工程应用还有距离。而且该系统的研究主要集中在纯机械加工行业。制麦领域基本还未涉及。
国内外的研究应用证明，将三维生产车间优化布局系统应用于生产，可有效降低费用，而且还可以指导设计。
1.3制麦车间布局研究目标与主要内容
1.3.1制麦车间布局的研究目标
在基本的生产工艺基础上，优化车间布局，合理调整设备位置，规划生产线，形成布局合理、结构紧凑的车间布局形态。于此同时降低设备的维护难度提高设备运转环境，优化生产过程，在低成本、低耗能的情况下提高麦芽产量和纯度麦，另一方面，降低工作人员的操作难度，提高生产效率和经济效益。
1.3.2制麦车间布局的研究内容
(1) 查找文献、收集分析相关资料，了解现有制麦工艺方案，针对工艺方案要求，
车间面积等约束条件，提出合理的布局方案；
（2）利用pdsoft 软件建立设备简要参数化模型、厂房的参数化模型；
（3）在pdsoft 装配环境下，利用布局装配的方法，搭建生产车间。
（4）利用遗传算法的多目标优化方法，以最大的车间利用面积与最小的物流成
本为目标函数，求解出最佳布局形式。
（5）搭建管道。
（6）利用装配干涉功能，检查布局模型中是否发生干涉现象。
(7) 漫游动画的制作。
第二章 制麦车间设备参数化建模
2.1参数化设计概述
2.1.1参数化设计概念
参数化设计是指部分或某些部分相对定型的一部分的变形例的图形的一部分或几个尺寸，形状，或修改的参数定义的部分，自动完成图形的变化的相关部分，使图形驱动。参数驱动的方式，对设计的轮廓尺寸分布要求不高，只需勾勒出轮廓，然后修改所标注的尺寸值，进而形成所需要的形状，或者直接定义为一个部分的一个关键参数，通过修改参数实现了产品的系列设计和优化[2]。
参数化有两种形式：设计参数化和图形参数化[3]。设计参数化是真的产品的设计过程而言的，其特点是：根据产品中的一个参数修改而达到整体参数、形状等的改变，最终实现图形的系列化修改。图形参数化是针对单个设备或产品的最终形态而言的，主要特点就是修改设备的某个参数或者某些参数来缩放设备得到自己所需要的设备或产品。
2.1.2参数化设计的实现
设备参数化设计所要求的条件：
1）产品的解析体元中各尺寸间存在约束关系，体元形态相互关联；
2）设备基本体元形状能随尺寸改变而改变；
3）设备各尺寸间存在关联性，存在蝴蝶效应。
符合上述条件的设备基本体元，就能反映处设备的几何形状，所以它相对于一个设备基本模型。当改变设备基本体元里面的一个或几个参数就会生产新的设备模型，并且模型可以快速定位和布局。
2.1.3参数化设计方法的意义
参数化是一种快速绘制、修改、布置为一体的智能化建模技术。在新的设备开发建模过程中三维建模得到了广泛的应用，并且参数化建模也在逐渐得到应
用。参数化运用的主要原因是往常普通建模在修改模型尺寸是改动较大，甚至需要从新建模，耗费较多的工作量，而参数化完全的排除了这些问题[4]。参数化有效的解决这些问题后，在设备建模、组装以及车间布局方面都得到了更好的应用，大大缩短了工作时间。
2.2制麦车间设备参数化建模的意义
设备建模是制麦车间布局的重要组成部分，主要包括粗选、精选、浸麦、发芽、干燥、除根等设备的建模[5]。对于不同制麦车间而言，尽管这些设备有各种各样的区别，但都是在一定形状的基础上，其整体结构基本上是类似的，只需对结构参数进行修改。基于这种情况，制麦车间布局设备参数化设计就有很大的实用性和必要性。一方面可以大大减少建立各种设备模型的作量；另一方面可以方便、快捷地在已有设备的基础上作出修改，得到新型布局设备。这对缩短制麦车间布局时间，提高车间生产效率有极大的帮助，也可以有效的优化制麦车间布局设备。
2.3制麦车间布局设备参数化建模方法及过程
2.3.1参数化建模软件的选择
结合制麦车间布局设备的特点, 利用计算机进行设备参数化设计即建立各种约束的设计，是通过已有设备的尺寸参数运用pdsoft 三维管道设计与管理软件来实现的。Pdsoft 软件是3DPiping 图形库和数据库相配合，构成了3DPiping 模型中的实体模型。图形库管理支持设备图形库，设备图形库里面的图形全是参数化图形，可以在运用的时候进行参数化改变。该软件的体元库主要分二维体元库和三维体元库。而我们制麦车间布局设备的参数化主要是三运用三维体元库进行设备建模。三维体元库主要：长方体、圆柱、多棱柱、同心圆台、偏心圆台、矩形断面台、椭球封头等。
2.3.2制麦车间设备参数化设计步骤
1）分析设计对象的图形，确定绘图参数：分析设计对象的常见视图的特性，解析设备图形为三维体元库里基本体元，并提取图中基本体元关键几何尺寸作为绘图基本参数。如图2-1所示的斗式提升机可分为1个矩形断面台、3个长方体和一个同心圆台
2）基本体元各参数的代号确定，已经初始参数的设定，如图2-2所示斗式提升机各体元参数的确定
3）基本体各参数的输入修改以及各参数间关系式的建立，初步确定设备参数化建模的开始如图2-3所示
4）输入各参数之间的函数表达是进行参数化确定，如图2-4所示
5）利用pdsoft 建模的特点，根据各基本体元的参数条件，把已输入的各参数表达字母与基本体元各关键线表达处字母进行互换，进而根据pdsoft
建模特
制麦生产车间布局建模方案
摘要
随着经济全球化的发展，制造系统不断发展的同时也对生产线布局提出更高的要求：可重构性、可适应性和系统的不断升级。其布局的优劣对生产物流起到决定性的作用。传统的制麦生产车间布局方法是，利用简单的计算机辅助二维平面设计，或采用现场布置的方法，这样布局方法存在很大问题。而国内外研究应用证明，将三维生产车间优化布局系统应用于生产，可有效降低费和指导设计。本文研究的目的是：在不影响基本生产工艺要求的前提下，调整设备与工作单位方位，规划生产线，使生产线布局合理、紧凑、车间整体形状规则，优化相关工艺参数和生产工艺流程，节约能源，降低生产成本，提高麦芽的产率与纯度，有利于操作人员工作便利，提高生产效益和经济效益。
本文主要研究的内容有：
1、 制麦生产线工艺分析研究：通过分析得出合理的、能调高效率、降低成本的工艺输送方式；
2、 制麦车间设备参数化建模：分析设备外形，解析设备基本体元，参数化数据导入建立可以随意改变尺寸大小的参数模型；
3、 制麦车间布局：建立基本厂房体，运用多目标遗传算法对厂房主要设备位置进行调整布局，而后插入工艺输送设备，形成车间设备布局；
4、 制麦车间管道布置：运用pdsoft 软件根据具体设备要求对必要设备进行管嘴插入操作，而后根据各设备间管道的布局特点进行管道布置；
5、 干涉检查：在车间布局比较紧凑的情况下，设备和管道的交互布局使得部分设备和管道的布局存在不合理性，我们运用干涉检查将有效的排除了车间布局不合理的地方；
6、 动画仿真：对设备和管道完全布置好的车间进行漫游动画制作，充分了解到车间布局的每个环节。
关键字：参数化建模；多目标遗传算法；生产线布局；动画仿真
目录
第一章 绪论 ......................................................................................................... 1
1.1选题的理论意义与实际价值.......................................................................... 1
1.2国内外制麦生产线布局研究现状分析.......................................................... 2
1.2.1国外领域车间布局研究发展趋势和国内研究现状........................... 2
1.2.2制麦车间布局发展趋势....................................................................... 3
1.3制麦车间布局研究目标与主要内容.............................................................. 3
1.3.1制麦车间布局的研究目标................................................................... 3
1.3.2制麦车间布局的研究内容................................................................... 3
第二章 制麦车间设备参数化建模 ........................................................................... 5
2.1参数化设计概述.............................................................................................. 5
2.1.1参数化设计概念................................................................................... 5
2.1.2参数化设计的实现............................................................................... 5
2.1.3参数化设计方法的意义....................................................................... 5
2.2制麦车间设备参数化建模的意义.................................................................. 6
2.3制麦车间布局设备参数化建模方法及过程.................................................. 6
2.3.1参数化建模软件的选择....................................................................... 6
2.3.2制麦车间设备参数化设计步骤........................................................... 7
2.4设备建模参数化设计的优点........................................................................ 10
第三章 制麦车间布局的多目标遗传算法 ............................................................. 11
3.1 多目标遗传算法概述................................................................................... 11
3.2面向工艺规划多目标遗传速算法车间布局设计........................................ 11
3.2.1多目标遗传算法的特点..................................................................... 11
3.2.1变量模型的建立................................................................................. 12
3.2.3约束函数的建立................................................................................. 14
3.3工艺规划多目标遗传算法的相关操作........................................................ 15
第四章 制麦车间布局 ............................................................................................. 17
4.1车间布局概述................................................................................................ 17
4.2制麦生产设备介绍........................................................................................ 18
4.2.1制麦生产设备概述............................................................................. 18
4.2.2制麦各工艺输送装置......................................................................... 20
4.2.3制麦各工艺过程输送方式选择......................................................... 23
4.3制麦车间布局................................................................................................ 24
4.3.1厂房选择............................................................................................. 24
4.3.2多目标优化在制麦车间布局的运用................................................. 25
4.3.3制麦设备布置..................................................................................... 27
4.4 制麦车间管道布置....................................................................................... 31
4.5车间干涉检查................................................................................................ 33
4.6漫游动画 ........................................................................................................ 34
总结 ............................................................................................................................. 36
参考文献 ..................................................................................................................... 37
第一章 绪论
1.1选题的理论意义与实际价值
啤酒是全世界分布最广，也是历史最久的酒精性饮料，它的酒精度低、营养丰富、有益于人的健康，受到众人的喜爱，而我国啤酒工业也一步步的强大起来，至1988年产量跃居世界第三，1992年产量达10050000t ，但是按人均消费，仍落后于其他国家。导致这种结果的原因就是我们的生产效率太低，生产车间布局太过于落后。所以说制麦生产车间的优化布局是我国啤酒产业发展的基础，也是改革的重中之重。
现代制造业几个发展的重要阶段：20世纪30年代到60年带的追求规模生产的大批量和大规模的生产模式；70年代的准时制生产（JIT ）以及强调制造成本的精益生产；80年代全面质量管理；90年代至今的敏捷制造、智能制造等强调市场的快速响应（交货期），我们可以看出21世纪制造业的核心活动，从物质生产的知识生产，知识的价值信息产品占的比例越来越高，那就是如何通过处理和加工的知识，为客户创造更高的价值[1]。随着制造系统的不断发展和改进对生产线布局提出更高的要求：系统化、便于流线控制和可重构性。它要求生产线的布局具有一定的灵活性，可调节的，以适应市场波动及加工范围可调，以适应新的加工生产能力。当今制造业正面临着越来越激烈的挑战，物资流通的速度与效率成为衡量一个企业实际能力的重要指标。成产物流作为现代生产的重要组成部分，随着生产能力水平的日益，其蕴含的巨大潜力也越来越多的引起人们的注意。而作为制造产品的生产线，其布局的优劣对生产物流起到决定性的作用。 传统的制麦生产车间布局方法是，利用简单的计算机辅助二维平面设计，或采用现场布置的方法。传统的生产线布局方法存在的问题：
（1）传统的生产线布局所用的评价指标是物流效率（即总的物流运输距离），这是一个静态指标，不能反映出在动态环境下对布局柔性和可重构性的需求。
（2）传统的生产线布局无法实现对设备属性的关联，因而无法使规划人员对设备的工艺属性及各种加工参数有所了解，从而辅助规划人员进行生产线布局。
（3）传统的生产线布局采用二维的方法，因而无法对设备的运转过程了解和设备之间的是否合理等作出预测。
（4）传统的布局方法无法使规划人员对布局方案进行定性的分析，包括布局的美观性、工人操作的安全性与舒适性作出评价。只能靠布局完成后再进行调整，这样降低了布局设计的效率。
鉴于以上种种情况，为提高企业生产能力与竞争力，建立全三维可优化的生产线布局是势在必行。
1.2国内外制麦生产线布局研究现状分析
1.2.1国外领域车间布局研究发展趋势和国内研究现状
生产车间布局问题是给定一个布局空间和相应的待布物体，在满足必要的约束条件下，将待布物体合理的摆放在空间之中，并达到某种最优指标活动。Kouvelis 等曾指出生产设备的位置是制造系统解决的最关键问题之一。
从以往的研究来看，大量的研究主要集中于算法的设计和不同行业的具体应用。将运筹学的理论和方法引入到生产车间布局方法中，产生了大量的研究成果。Tavares 提出车间布局设计中常见的一些约束。Wang 通过产品生产过程所需要的生产周期，建立相应的数学模型，并采用模拟退火的法求解设备布局问题，算法搜索速度快。Shi Weiping 和Kouvelis 提出一种分割布局的方法，它是将车间布局递归的用水平或垂直的分割线讲矩形分割成两部分而得到的布局。Young 等证明了分割布局比起其它类型的布局更能紧凑的将设备布置在一个空间里，可以有效地利用空间。
国内也已经广泛展开关于车间布局设计的研究，目前，清华大学，同济大学，南京大学，上海交大，重庆大学等都集中在研究算法的优化布局。其中对车间敏捷制造提出新的布局形式。刘辉等将精益生产布局运用在车间布局的想法，针对生产厂房布局和结构的模型提出了一个数学模型，并提出了框架，根据设备的特点，该设备分类建议方法基于设备分类排序算法和定位算法。
国外针对车间布局也有很多研究，车间布局问题在仿真技术和虚拟制造技术
的基础上得到了新的发展。车间的三维布局与仿真也引起了更多人的关注像Szkman 和Cagan 等对此都做了较多的研究。在考虑设备与设备间的约束基础上，提出三维空间布局约束的新理论。此外Tiziana 针对车间布局快速化也提说了计算机三维车间布局的优化。
国内自90年代后，针对车间布局开展了很多研究。许多高校和研究所就制造系统设备模型、模型求解算法和仿真实现等方面展开研究。邱英汉用二叉法结构来表示三维实体布局问题。王金敏提出一种适合三维实体布局的优化算法等。 随着企业对生产车间布局的重视和普及，国内外已经有大量的学者在研究生产车间布局问题，生产车间的布局作为制造系统的基础，生产车间布局研究是制造系统发展的重中之重。
1.2.2制麦车间布局发展趋势
通过近几年的研究，国内已经出现了一些三维生产车间优化布局研究，但还处于起步阶段，离实际的工程应用还有距离。而且该系统的研究主要集中在纯机械加工行业。制麦领域基本还未涉及。
国内外的研究应用证明，将三维生产车间优化布局系统应用于生产，可有效降低费用，而且还可以指导设计。
1.3制麦车间布局研究目标与主要内容
1.3.1制麦车间布局的研究目标
在基本的生产工艺基础上，优化车间布局，合理调整设备位置，规划生产线，形成布局合理、结构紧凑的车间布局形态。于此同时降低设备的维护难度提高设备运转环境，优化生产过程，在低成本、低耗能的情况下提高麦芽产量和纯度麦，另一方面，降低工作人员的操作难度，提高生产效率和经济效益。
1.3.2制麦车间布局的研究内容
(1) 查找文献、收集分析相关资料，了解现有制麦工艺方案，针对工艺方案要求，
车间面积等约束条件，提出合理的布局方案；
（2）利用pdsoft 软件建立设备简要参数化模型、厂房的参数化模型；
（3）在pdsoft 装配环境下，利用布局装配的方法，搭建生产车间。
（4）利用遗传算法的多目标优化方法，以最大的车间利用面积与最小的物流成
本为目标函数，求解出最佳布局形式。
（5）搭建管道。
（6）利用装配干涉功能，检查布局模型中是否发生干涉现象。
(7) 漫游动画的制作。
第二章 制麦车间设备参数化建模
2.1参数化设计概述
2.1.1参数化设计概念
参数化设计是指部分或某些部分相对定型的一部分的变形例的图形的一部分或几个尺寸，形状，或修改的参数定义的部分，自动完成图形的变化的相关部分，使图形驱动。参数驱动的方式，对设计的轮廓尺寸分布要求不高，只需勾勒出轮廓，然后修改所标注的尺寸值，进而形成所需要的形状，或者直接定义为一个部分的一个关键参数，通过修改参数实现了产品的系列设计和优化[2]。
参数化有两种形式：设计参数化和图形参数化[3]。设计参数化是真的产品的设计过程而言的，其特点是：根据产品中的一个参数修改而达到整体参数、形状等的改变，最终实现图形的系列化修改。图形参数化是针对单个设备或产品的最终形态而言的，主要特点就是修改设备的某个参数或者某些参数来缩放设备得到自己所需要的设备或产品。
2.1.2参数化设计的实现
设备参数化设计所要求的条件：
1）产品的解析体元中各尺寸间存在约束关系，体元形态相互关联；
2）设备基本体元形状能随尺寸改变而改变；
3）设备各尺寸间存在关联性，存在蝴蝶效应。
符合上述条件的设备基本体元，就能反映处设备的几何形状，所以它相对于一个设备基本模型。当改变设备基本体元里面的一个或几个参数就会生产新的设备模型，并且模型可以快速定位和布局。
2.1.3参数化设计方法的意义
参数化是一种快速绘制、修改、布置为一体的智能化建模技术。在新的设备开发建模过程中三维建模得到了广泛的应用，并且参数化建模也在逐渐得到应
用。参数化运用的主要原因是往常普通建模在修改模型尺寸是改动较大，甚至需要从新建模，耗费较多的工作量，而参数化完全的排除了这些问题[4]。参数化有效的解决这些问题后，在设备建模、组装以及车间布局方面都得到了更好的应用，大大缩短了工作时间。
2.2制麦车间设备参数化建模的意义
设备建模是制麦车间布局的重要组成部分，主要包括粗选、精选、浸麦、发芽、干燥、除根等设备的建模[5]。对于不同制麦车间而言，尽管这些设备有各种各样的区别，但都是在一定形状的基础上，其整体结构基本上是类似的，只需对结构参数进行修改。基于这种情况，制麦车间布局设备参数化设计就有很大的实用性和必要性。一方面可以大大减少建立各种设备模型的作量；另一方面可以方便、快捷地在已有设备的基础上作出修改，得到新型布局设备。这对缩短制麦车间布局时间，提高车间生产效率有极大的帮助，也可以有效的优化制麦车间布局设备。
2.3制麦车间布局设备参数化建模方法及过程
2.3.1参数化建模软件的选择
结合制麦车间布局设备的特点, 利用计算机进行设备参数化设计即建立各种约束的设计，是通过已有设备的尺寸参数运用pdsoft 三维管道设计与管理软件来实现的。Pdsoft 软件是3DPiping 图形库和数据库相配合，构成了3DPiping 模型中的实体模型。图形库管理支持设备图形库，设备图形库里面的图形全是参数化图形，可以在运用的时候进行参数化改变。该软件的体元库主要分二维体元库和三维体元库。而我们制麦车间布局设备的参数化主要是三运用三维体元库进行设备建模。三维体元库主要：长方体、圆柱、多棱柱、同心圆台、偏心圆台、矩形断面台、椭球封头等。
2.3.2制麦车间设备参数化设计步骤
1）分析设计对象的图形，确定绘图参数：分析设计对象的常见视图的特性，解析设备图形为三维体元库里基本体元，并提取图中基本体元关键几何尺寸作为绘图基本参数。如图2-1所示的斗式提升机可分为1个矩形断面台、3个长方体和一个同心圆台
2）基本体元各参数的代号确定，已经初始参数的设定，如图2-2所示斗式提升机各体元参数的确定
3）基本体各参数的输入修改以及各参数间关系式的建立，初步确定设备参数化建模的开始如图2-3所示
4）输入各参数之间的函数表达是进行参数化确定，如图2-4所示
5）利用pdsoft 建模的特点，根据各基本体元的参数条件，把已输入的各参数表达字母与基本体元各关键线表达处字母进行互换，进而根据pdsoft
建模特