生產(chǎn)過程仿真技術(shù)

生產(chǎn)過程仿真技術(shù)第1頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造基本思想是在產(chǎn)品制造過程的上游－設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行對產(chǎn)品制造全過程的虛擬集成，將全階段可能出現(xiàn)的問題解決在這一階段，通過設(shè)計(jì)的最優(yōu)化達(dá)到產(chǎn)品的一次性制造成功。虛擬制造系統(tǒng)是各制造功能的虛擬集成，它的可視化集成范圍包括與設(shè)計(jì)相關(guān)的各項(xiàng)子系統(tǒng)的功能，如用戶支持、工程分析、材料選用、工藝計(jì)劃、工裝分析、快速原型，甚至包括制造企業(yè)全部功能（如計(jì)劃、操作、控制）的集成。第2頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六先進(jìn)制造技術(shù)條件TQCS計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理技術(shù)等發(fā)展80年代初，以信息集成為核心的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem)80年代末，以過程集成為核心的并行工程(CE，CocurrentEngineering)技術(shù)90年代，出現(xiàn)了虛擬制造(VM，VirtualManufacturing)精益生產(chǎn)(LP，LeanProduction)敏捷制造(AM，AgileManufacturing)虛擬企業(yè)(VE，VirtualEnterprise)等新概念。第3頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六實(shí)例波音777，其整機(jī)設(shè)計(jì)、部件測試、整機(jī)裝配以及各種環(huán)境下的試飛均是在計(jì)算機(jī)上完成的，使其開發(fā)周期從過去8年時間縮短到5年。PerotSystemTeam利用DenebRobotics開發(fā)的QUEST及IGRIP設(shè)計(jì)與實(shí)施一條生產(chǎn)線，在所有設(shè)備訂貨之前，對生產(chǎn)線的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、加工能力等各方面進(jìn)行了分析與比較，使生產(chǎn)線的實(shí)施周期從傳統(tǒng)的24個月縮短到9.5個月。Chrycler公司與IBM合作開發(fā)的虛擬制造環(huán)境用于其新型車的研制，在樣車生產(chǎn)之前，發(fā)現(xiàn)其定位系統(tǒng)的控制及其他許多設(shè)計(jì)缺陷，縮短了研制周期。第4頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六國外應(yīng)用在美國，NIST(NationalInstituteofStandardsandTechnology)正在建立虛擬制造環(huán)境(稱之為國家先進(jìn)制造測試床NationalAdvancedManufacturingTestbed,NAMT)，波音公司與麥道公司聯(lián)手建立了MDA(MechanicalDesignAutomation)，在德國，Darmstatt技術(shù)大學(xué)Fraunhofer計(jì)算機(jī)圖形研究所，加拿大的Waterloo大學(xué)，比利時的虛擬現(xiàn)實(shí)協(xié)會等均先后成立了研究機(jī)構(gòu)，開展虛擬制造技術(shù)的研究。

第5頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造的定義佛羅里達(dá)大學(xué)GloriaJ.Wiens的定義：虛擬制造是這樣一個概念，即與實(shí)際一樣在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行制造過程。其中虛擬模型是在實(shí)際制造之前用于對產(chǎn)品的功能及可制造性的潛在問題進(jìn)行預(yù)測。著眼于結(jié)果美國空軍Wright實(shí)驗(yàn)室的定義是“虛擬制造是仿真、建模和分析技術(shù)及工具的綜合應(yīng)用，以增強(qiáng)各層制造設(shè)計(jì)和生產(chǎn)決策與控制。該定義著眼于手段。馬里蘭大學(xué)EdwardLin&etc給出的，“虛擬制造是一個用于增強(qiáng)各級決策與控制的一體化的、綜合性的制造環(huán)境。著眼于環(huán)境第6頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造的主要特點(diǎn)產(chǎn)品與制造環(huán)境是虛擬模型，在計(jì)算機(jī)上對虛擬模型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、測試，甚至設(shè)計(jì)人員或用戶可“進(jìn)入”虛擬的制造環(huán)境檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)、加工、裝配和操作，而不依賴于傳統(tǒng)的原型樣機(jī)的反復(fù)修改；還可將已開發(fā)的產(chǎn)品(部件)存放在計(jì)算機(jī)里，不但大大節(jié)省倉儲費(fèi)用，更能根據(jù)用戶需求或市場變化快速改變設(shè)計(jì)，快速投入批量生產(chǎn)，從而能大幅度壓縮新產(chǎn)品的開發(fā)時間，提高質(zhì)量、降低成本；可使分布在不同地點(diǎn)、不同部門的不同專業(yè)人員在同一個產(chǎn)品模型上同時工作，相互交流，信息共享，減少大量的文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產(chǎn)品開發(fā)以快捷、優(yōu)質(zhì)、低耗響應(yīng)市場變化。第7頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造分類按照與生產(chǎn)各個階段的關(guān)系以設(shè)計(jì)為核心的虛擬制造

(DesignCenteredVM)，DFX技術(shù)以生產(chǎn)為核心的虛擬制造

(ProductionCenteredVM)以控制為中心的虛擬制造

(ControlCenteredVM)三類VM之間的關(guān)系第8頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造研究難點(diǎn)產(chǎn)品、工藝規(guī)劃及生產(chǎn)系統(tǒng)的信息模型可制造性評價方法包括各工藝步驟的處理時間，生產(chǎn)成本和質(zhì)量的估計(jì)等制造系統(tǒng)布局、生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度規(guī)劃分布式環(huán)境牽涉到公司合作，信息共享，信息安全性等統(tǒng)一的集成框架和體系。

第9頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造的產(chǎn)品生產(chǎn)可制造性可生產(chǎn)性可合作性虛擬制造虛擬生產(chǎn)虛擬企業(yè)第10頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造平臺

基于產(chǎn)品技術(shù)復(fù)合化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與分析，除了幾何造型與特征造型等環(huán)境外，還包括運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)模型分析環(huán)境等；基于仿真的零部件制造設(shè)計(jì)與分析，包括工藝生成優(yōu)化、工具設(shè)計(jì)優(yōu)化、刀位軌跡優(yōu)化、控制代碼優(yōu)化等；基于仿真的制造過程碰撞干涉檢驗(yàn)及運(yùn)動軌跡檢驗(yàn)—虛擬加工、虛擬機(jī)器人等；材料加工成形仿真，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加工成形過程溫度場、應(yīng)力場、流動場的分析，加工工藝優(yōu)化等；產(chǎn)品虛擬裝配，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特征，精度特征，三維真實(shí)地模擬產(chǎn)品的裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實(shí)模擬裝配過程，以檢驗(yàn)產(chǎn)品的可裝配性。第11頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬生產(chǎn)平臺虛擬生產(chǎn)環(huán)境布局虛擬設(shè)備集成虛擬計(jì)劃與調(diào)度第12頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六虛擬企業(yè)平臺虛擬企業(yè)協(xié)同工作環(huán)境支持異地設(shè)計(jì)、異地裝配、異地測試的環(huán)境，特別是基于廣域網(wǎng)的三維圖形的異地快速傳送、過程控制、人機(jī)交互等環(huán)境。虛擬企業(yè)動態(tài)組合及運(yùn)行支持環(huán)境，特別是INTERNET與INTRANET下的系統(tǒng)集成與任務(wù)協(xié)調(diào)環(huán)境。第13頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六基于PDM的虛擬制造平臺集成支持虛擬制造的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的虛擬制造集成技術(shù)基于PDM的產(chǎn)品開發(fā)過程集成第14頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六三類仿真模型產(chǎn)品模型是所有活動的目的和中心制造系統(tǒng)模型產(chǎn)品開發(fā)必須要考慮的約束開發(fā)過程（包括設(shè)計(jì)、加工、裝配、測試等）模型是產(chǎn)品開發(fā)的使能器，也是對產(chǎn)品開發(fā)活動進(jìn)行管理和控制的基礎(chǔ)第15頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六三類仿真應(yīng)用(1)以產(chǎn)品模型為中心的仿真

包括產(chǎn)品的靜態(tài)和動態(tài)性能分析、產(chǎn)品的可制造性分析、產(chǎn)品的可裝配性分析。在進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時，要考慮的不只局限于與功能需求有關(guān)的方面，如形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)及各種物理特性，還要綜合考慮諸如制造、裝配、維護(hù)、成本等各方面的因素。因此，產(chǎn)品本身的仿真，如CAE、DFA等，是仿真技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用的基本方面。

(2)以制造系統(tǒng)模型為中心的仿真

包括對于復(fù)雜制造裝備（如加工中心、機(jī)器人等）的仿真、對于復(fù)雜制造系統(tǒng)（柔性制造車間的設(shè)計(jì)和運(yùn)行）的仿真。仿真的目的在于，確定設(shè)備能力和運(yùn)行情況，包括加工路線、資源的分配、物料的供應(yīng)等。(3)以開發(fā)過程模型為中心的仿真包括設(shè)計(jì)過程的仿真和制造過程的仿真。產(chǎn)品的開發(fā)大致包括設(shè)計(jì)和制造兩個階段。在設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品的性能和成本就基本上確定了，而正是因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段的重要性，以及設(shè)計(jì)過程中多學(xué)科協(xié)作和反復(fù)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)帶來的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)過程的建模和仿真越來越受到人們的重視。仿真的目的在于縮短周期，降低成本。制造過程是仿真應(yīng)用的傳統(tǒng)方面，制造過程的仿真必須把產(chǎn)品模型和制造系統(tǒng)模型結(jié)合起來加以考慮，但它不僅僅是兩者的簡單相加，還需考慮控制策略、庫存能力、負(fù)載能力等方面的問題。

第16頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)過程仿真技術(shù)研究意義是虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)之一是在生產(chǎn)過程模型中融入仿真技術(shù)，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，在實(shí)際生產(chǎn)開始之前優(yōu)化資源配置和工藝過程根據(jù)產(chǎn)品的工藝特征，生產(chǎn)場地，加工設(shè)備等信息，三維真實(shí)地模擬生產(chǎn)環(huán)境，并允許用戶交互地修改有關(guān)布局，對生產(chǎn)動態(tài)過程進(jìn)行模擬，統(tǒng)計(jì)相應(yīng)評價參數(shù)，對生產(chǎn)環(huán)境的布局進(jìn)行優(yōu)化評估和優(yōu)化生產(chǎn)過程，評價不同的工藝方案資源需求規(guī)劃生產(chǎn)計(jì)劃等主要目標(biāo)是評價可生產(chǎn)性,減少系統(tǒng)運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用第17頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)過程仿真理論基礎(chǔ)離散事件仿真Petri網(wǎng)建模第18頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六方法通過給出實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)或假設(shè)的生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)的三維模型，在計(jì)算機(jī)中再現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備、工人和分析生產(chǎn)物流與邏輯順序的其它相關(guān)因素生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)需根據(jù)主導(dǎo)產(chǎn)品的類型、產(chǎn)量、加工工藝等系統(tǒng)特性選擇加工設(shè)備、物流設(shè)備以及各種輔助設(shè)備,結(jié)合車間空間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對這些設(shè)備進(jìn)行空間配置,并充分考慮設(shè)備之間在空間位置上的協(xié)調(diào)性,以確保整個系統(tǒng)的暢通和自動化.第19頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六目標(biāo)生產(chǎn)過程仿真技術(shù)解決的是如何生產(chǎn)產(chǎn)品的問題，而不是產(chǎn)品本身的問題。生產(chǎn)過程仿真的目的是在實(shí)際生產(chǎn)開始之前優(yōu)化現(xiàn)有的資源配置，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，或?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)中將要發(fā)生的改動或投資提供量化、直觀的分析和依據(jù)第20頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六與實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)系約束條件轉(zhuǎn)化如生產(chǎn)班次安排、設(shè)備故障率等可信程度輸出結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果的比較來驗(yàn)證指導(dǎo)利用模型的輸出結(jié)果去指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)施第21頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六傳統(tǒng)手工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過程確定生產(chǎn)節(jié)拍確定各工序所需的加工設(shè)備數(shù),計(jì)算設(shè)備負(fù)荷系數(shù)工序同期化計(jì)算所需作業(yè)人數(shù)確定生產(chǎn)線節(jié)拍性質(zhì),選擇運(yùn)輸方式和物流系統(tǒng)進(jìn)行平面布局設(shè)計(jì)編制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃圖表第22頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問題注重局部，忽略全局動態(tài)特性表述困難以手工為主，以二維為主與實(shí)際問題差距大第23頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)線虛擬設(shè)計(jì)集成架構(gòu)第24頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六初步前期規(guī)劃確定生產(chǎn)節(jié)拍確定各工序所需的加工設(shè)備數(shù)計(jì)算設(shè)備負(fù)荷系數(shù)工序同期化計(jì)算所需作業(yè)人數(shù)確定生產(chǎn)線節(jié)拍性質(zhì)選擇運(yùn)輸方式和物流系統(tǒng)等。由相應(yīng)程序完成第25頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六二三維幾何建模二維建模實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線中各模型在仿真運(yùn)行時的操作控制仿真控制語言SCL的圖形表現(xiàn)三維建?？杀普娴胤从成a(chǎn)線產(chǎn)品及其加工部位設(shè)備邏輯表示保證二維和三維模型的一致第26頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六規(guī)劃生產(chǎn)線系統(tǒng)按照零件加工的工藝內(nèi)容,通過工序的優(yōu)化組合,確定機(jī)床和其他設(shè)備,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線系統(tǒng)的初步規(guī)劃;再根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求,確定生產(chǎn)線的節(jié)拍。第27頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六優(yōu)化生產(chǎn)線系統(tǒng)布局根據(jù)工廠空間、計(jì)劃生產(chǎn)能力和零件加工所需工序,初步快速交互地確定多種生產(chǎn)線布局方案,或驗(yàn)證已設(shè)計(jì)好的方案的空間。第28頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六確定生產(chǎn)能力通過仿真,驗(yàn)證現(xiàn)有的和預(yù)計(jì)新的生產(chǎn)系統(tǒng)在當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的生產(chǎn)能力以及生產(chǎn)線是否能夠完成要求的年產(chǎn)量,如果不能,修改運(yùn)行參數(shù)。第29頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六確定運(yùn)作方式能夠幫助確定是否按ＪＩＴ模式或建立倉庫模式來運(yùn)作;是否可以去除某些設(shè)備;是否有必要在總裝線處設(shè)立存儲倉庫(會增加總的代價)。仿真能容易地比較這些附加的費(fèi)用和由于備用件的缺乏而造成的總裝線怠工損失兩者的利弊。第30頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)通過仿真查找瓶頸工序,減少節(jié)拍時間以提高產(chǎn)量或工件的加工頻率,確定各種機(jī)床的數(shù)量;通過成本分析,研究改善影響生產(chǎn)的一些環(huán)節(jié)是否能提高生產(chǎn)能力,優(yōu)化各工位的庫存量。還要優(yōu)化生產(chǎn)線的特征值,這包括機(jī)床的加工時間、可靠性參數(shù)和緩沖區(qū)的設(shè)置。機(jī)床加工時間的分配是否均勻,緩沖區(qū)設(shè)計(jì)是否合理。第31頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六確定物料管理和存放通過仿真優(yōu)化傳送帶的尺寸和速度,優(yōu)化起重機(jī)構(gòu)、自動導(dǎo)向小車以及驅(qū)動車的數(shù)目和任務(wù)分配。確定物料存放情況分散或集中的優(yōu)劣。第32頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六確定庫存和警戒線通過仿真確定在總裝線倉庫中的子裝配零件的數(shù)量,或生產(chǎn)線緩沖站中的零件數(shù)量。第33頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六優(yōu)化人力資源通過仿真可以估算出必要的操作工人數(shù),優(yōu)化技術(shù)人員和技術(shù)工人在各崗位的分配。第34頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六確定換班方式通過仿真研究一些或全部生產(chǎn)線加班對產(chǎn)量的影響,可以根據(jù)每小時的平均工作量或一段時間內(nèi)的產(chǎn)品的產(chǎn)量計(jì)算出總產(chǎn)量,從而提供換班方式的依據(jù)。第35頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六預(yù)測設(shè)備故障對生產(chǎn)中的實(shí)際故障率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模,計(jì)入生產(chǎn)線中進(jìn)行仿真,找出故障率對仿真結(jié)果的影響,估算在線和離線情況下預(yù)防性維修的代價以及預(yù)防性維修的頻率及其可靠度,以指導(dǎo)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。第36頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六確定生產(chǎn)周期通過仿真確定產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,以確定定單和庫存,最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確交貨時間,對問題定單提出警告。第37頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六控制策略利用各種控制策略確定批量大小、看板數(shù)量和庫存水平。第38頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)過程仿真建模過程第39頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六制造系統(tǒng)布局定義首先按照生產(chǎn)線的布局圖建立各個基本建模實(shí)體:緩沖站、裝料站、機(jī)床、卸料站、輔助設(shè)備等;物料運(yùn)輸實(shí)體:傳送帶、工人、自動導(dǎo)向小車(ＡＧＶ)或機(jī)械手、托盤等;控制器:工人管理器、ＡＧＶ控制器。按相互關(guān)系將模型實(shí)體連接起來。第40頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六邏輯關(guān)系定義將如下的各種邏輯關(guān)系或參數(shù)與特定的實(shí)體相關(guān)聯(lián):———機(jī)床工件加工節(jié)拍、班次;———緩沖策略;———ＡＧＶ運(yùn)動策略;———控制器控制策略;———裝卸站的相關(guān)策略;———機(jī)床的相關(guān)策略及故障率和維修率。第41頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)資源(Resource)系統(tǒng)中發(fā)生變化所涉及的與系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)的因素，稱為資源。包括原材料、半成品、產(chǎn)品、人員、工具、設(shè)備、數(shù)據(jù)及信息。庫所(Place)資源按其在系統(tǒng)中的作用分類，每一類存放一處，則該處抽象為一個庫所，又稱P元素，庫所不僅是一個場所，而且表示該場所存放的資源。變遷(Transition)資源的消耗、使用及產(chǎn)生對應(yīng)于庫所的變化，網(wǎng)論中稱之為變遷，又稱T元素。第42頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六第43頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)的運(yùn)行Petri網(wǎng)的運(yùn)行由在網(wǎng)中標(biāo)記的數(shù)目和分布情況來控制。標(biāo)記留駐在位置里，控制著變遷節(jié)的運(yùn)行。一個Petri網(wǎng)是由變遷節(jié)的引發(fā)(firing)來運(yùn)行的。一個變遷節(jié)的引發(fā)，即是從它的各個輸入位置移走標(biāo)記，而將產(chǎn)生的新的標(biāo)記分配到它的各個輸出位置中。一個變遷節(jié)只有當(dāng)它使能(Enabled)時才可以引發(fā)。當(dāng)一個變遷節(jié)的每一個輸入位置里的標(biāo)記的個數(shù)不少于從這個輸入位置到變遷節(jié)的弧的條數(shù)時，稱這個變遷節(jié)是使能的第44頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)的變遷規(guī)則第45頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)的重要性質(zhì)第46頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)的本原事件條件第47頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)建模實(shí)例第48頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六第49頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六Petri網(wǎng)的分析方法可達(dá)樹法簡約分析法關(guān)聯(lián)矩陣法第50頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六系統(tǒng)仿真服務(wù)設(shè)置仿真時鐘,運(yùn)行于所建立的生產(chǎn)線。系統(tǒng)仿真時所見的是實(shí)際生產(chǎn)線的動態(tài)運(yùn)行過程的復(fù)現(xiàn),可能存在的問題可以得到真實(shí)的反映,如運(yùn)行中的生產(chǎn)線瓶頸。第51頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六仿真結(jié)果評價制造系統(tǒng)在足夠時間的仿真運(yùn)行后,可以產(chǎn)生能評價生產(chǎn)線的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)以文本或圖表方式顯示,輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行系統(tǒng)評價。數(shù)據(jù)類型有:———機(jī)床、ＡＧＶ等設(shè)備利用率;———產(chǎn)品的產(chǎn)量;———加工成本;———工人操作成本;———運(yùn)輸、廢料消耗分析。第52頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六面向?qū)ο蟮纳a(chǎn)線建模5種基本對象類第53頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)線類生產(chǎn)線的基類,并將派生出包括設(shè)備類在內(nèi)的其它子類第54頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六設(shè)備類生產(chǎn)線中的各種設(shè)備設(shè)備類屬于生產(chǎn)線制造環(huán)境中執(zhí)行加工任務(wù)的對象,在生產(chǎn)線中有有形的實(shí)體與之對應(yīng),與產(chǎn)品類不同的是它的幾何外形對于生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)研究至關(guān)重要.因此,設(shè)備類中的常用設(shè)備,如臥式加工中心、立式加工中心、測量機(jī)、立體倉庫等的三維模型應(yīng)盡可能精確地反映其幾何外形.為此,設(shè)備類的三維模型庫可以利用CAD專業(yè)工程軟件,如3DStudioMax,ProEngineer,I-Deas等制作,并保存為VRML(virtualrealitymodelinglanguage)格式.第55頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六產(chǎn)品類生產(chǎn)線中各種待加工產(chǎn)品產(chǎn)品類屬于生產(chǎn)線制造環(huán)境中的被加工對象,在生產(chǎn)線中有有形的實(shí)體與之對應(yīng),雖然其幾何外形對于研究加工部位的仿真問題很重要,但在生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)研究中,其工藝信息是解決設(shè)備配置問題的關(guān)鍵.因此,產(chǎn)品類雖然需要同時建立二維和三維模型,但只須提取其輪廓信息,而不必精確顯示幾何外形.第56頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六控制類邏輯對象類,其主要功能是設(shè)計(jì)控制策略和選擇決策規(guī)則,從而對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)調(diào)度在控制類的二維模型中,設(shè)置由仿真控制語言SCL(simulationcontrollanguage)編寫的腳本程序,控制生產(chǎn)線中各模型的仿真運(yùn)行.第57頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六事件類提供仿真運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)必要的功能和機(jī)制,定義各種可能出現(xiàn)的系統(tǒng)事件信息.它可以是系統(tǒng)中故障事件的開始或結(jié)束,也可以是系統(tǒng)中一個實(shí)體的產(chǎn)生、消失或?qū)傩灾档母淖?設(shè)置用于記錄系統(tǒng)事件的格式列表第58頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六建立對象模型庫生產(chǎn)線的制造環(huán)境是由制造生產(chǎn)過程所必需的基本生產(chǎn)要素,如加工中心、工件、運(yùn)輸小車、倉庫、傳送帶、緩沖站等構(gòu)成.生產(chǎn)線的可視化設(shè)計(jì),實(shí)際上就是要實(shí)現(xiàn)這些要素的可視化建模,因此應(yīng)首先建立一個針對以上各對象類的模型庫,以備在生產(chǎn)線的可視化建模時調(diào)用.為使生產(chǎn)線的制造環(huán)境更加逼真,將模型庫中的模型分為二維和三維兩種.第59頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)線可視化建模用戶可以采用交互方式從模型庫中點(diǎn)取所需的模型,放置到窗口中,然后設(shè)置模型的屬性,進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整;也可以通過開發(fā)前置處理程序,生成生產(chǎn)線的規(guī)劃設(shè)計(jì)信息,如所選設(shè)備類型、數(shù)量、布局位置、朝向等,并按格式保存在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中;然后利用系統(tǒng)的Init初始化程序讀取數(shù)據(jù)庫中的這些信息,生成所需生產(chǎn)線的可視化模型.為保證二維和三維模型的一致性,生產(chǎn)線的二維和三維建模過程是同步進(jìn)行的,即無論采用哪種建模方式,一種模式下的操作會實(shí)時反映在另一模式下第60頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六生產(chǎn)過程仿真軟件專用軟件DENEB(delmia)的QuestSimple+鑄造過程仿真軟件Procast開發(fā)工具WorldToolKitOpenInventor通用軟件EnvisionVegaMultiGenCreatorADAMSSolidWorksMatlib的Simulink第61頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六SIMULINKSIMULINK是MathWorks公司開發(fā)的又一個產(chǎn)生重大影響的軟件產(chǎn)品。SIMULINK總是由模塊庫、模型構(gòu)造及分析指令、演示程序等三部分組成。

第62頁，共71頁，2023年，2月20日，星期六SIMULINK的發(fā)展在工程實(shí)際中，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，如果不借助專用的系統(tǒng)建模軟件，則很難準(zhǔn)確地把一個控制系統(tǒng)的復(fù)雜模型輸入計(jì)算機(jī)，對其進(jìn)行進(jìn)一步的分析與仿真。1990年，MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制系統(tǒng)模型圖輸入與仿真工具，并命名為SIMULAB，該工具很快就在控制工程界獲得了廣泛的認(rèn)可，使得仿真軟件進(jìn)入了模型化圖形組態(tài)階段。但因其名字與當(dāng)時比較著名的軟件SIMULA類似，所以1992年正式將該軟件更名為SIMULINK。SIMULINK的出現(xiàn)，給控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)帶來了福音。顧名思義，該軟件的名稱表明了該系統(tǒng)的兩個主要功能：