基于数字孪生的生产系统仿真软件关键技术与发展趋势

随着设计和制造过程智能化程度的提升，基于数字孪生技术开展生产系统仿真的研究对国产自主化工业软件具有重要意义。在解析基于数字孪生生产系统仿真软件的特征和应用需求的基础上，阐述了生产系统仿真软件的关键技术，包括生产系统孪生模型构建、生产系统仿真优化和离散事件基础仿真引擎；通过整合国内外生产系统仿真软件，总结了生产系统仿真软件的应用；基于数字孪生的生产系统仿真软件的特征，以及软件与数字孪生模型高保真表示、高效构建、高效仿真和人机交互等的紧密结合，探讨了基于数字孪生的生产系统仿真软件开发的技术挑战与发展趋势，以期为我国基于数字孪生的生产系统仿真软件的自主研发提供参考。     

波动制造环境下考虑学习遗忘效应的人员柔性仿真

人员柔性可以为生产系统的人员安排、人机配合带来可配置的灵活性,是生产系统应对波动制造环境的有效途径。为了分析波动环境下人员柔性对于生产系统的影响,提出了考虑学习遗忘效应的人员柔性仿真研究。首先,采用离散事件和智能体混合建模的方法构建了生产系统的仿真模型,给出了模型框架、生产者智能体的行为逻辑和学习—遗忘模型。其次,定义了仿真模型的输入参数,提出了生产周期、系统柔性和团队学习水平等评价指标,设计了仿真对比实验方案。最后,选取某典型离散生产系统进行了人员柔性的仿真研究。仿真结果表明:提高人员柔性将导致团队学习水平的降低以及学习水平稳定性的提升;柔性较低的生产团队在中低水平的波动环境下生产周期更短,而高柔性的生产团队在剧烈的环境波动下生产周期更短;在系统柔性指标上,高柔性生产团队的表现显著优于中低柔性生产团队。     

基于虚拟现实的月饼生产数字化仿真系统

针对月饼生产流程不透明、用户参与度低等问题,设计了一种基于虚拟现实的月饼生产全流程数字化仿真系统,将现代工业化流水线生产与月饼制作工艺相结合,构建仿真系统的4层架构体系。基于Unity3D引擎、SolidWorks软件和3ds Max建模软件,建立月饼生产仿真系统。基于模块化的设计思想,针对系统功能的多样性,细化处理生产系统各模块。基于用户体验理论,对系统进行交互设计。经测试,建立的月饼生产仿真系统能真实再现现代工业生产方式下月饼制作的全流程。     

基于仿真的车间作业计划系统研究

基于仿真的车间作业计划系统可以增加系统的透明度,提高计划执行率.针对多品种小批量的生产模式,在eM-Plant软件上提出一种基于离散事件的仿真方案,开发了相应的系统模型和仿真算法,运行仿真系统,得到调度结果,验证所编制的车间计划的可行性.采用上述仿真系统就某军工车间一计划周期的生产任务进行仿真,根据不同优先级的仿真算法,得到合理的车间作业计划.实例证明本系统提高了车间作业计划编制有效性.     

基于WITNESS的排队系统仿真

主要研究了如何利用WITNESS软件解决生产系统中排队系统的仿真问题.文中内容可为生产系统仿真和教学提供参考.     

基于Em-plant的包装制造生产系统仿真研究

以包装制造生产系统为应用背景,建立真实包装生产系统的Petri模型,结合真实包装生产系统的布局和生产参数,将Petri模型映射为Em-plant仿真模型,将经典IE、数学建模、仿真试验等方法相结合,进而为优化包装制造生产系统提供依据。     

无缝钢管生产的多规则调度仿真优化研究

无缝钢管生产由热加工与冷加工组成,热加工有很强的连续性,而冷加工过程具有可重入现象,单一规则或局部规则调度很难解决此类问题。提出多规则组合仿真优化方法,从无缝钢管的生产特点入手,寻找到关键决策点,在Arena仿真环境下设计调度规则模块库和系统参数水平集合;采用柔性化仿真建模技术,将仿真模型分为功能模块、控制模块,构建无缝钢管生产系统的仿真模型;以平均生产周期为目标,利用TS算法优化无缝钢管生产系统的调度规则组合及相关参数水平,实例证明方法有效.     

基于Plant Simulation的导弹装配生产线仿真技术研究

生产线仿真是对导弹装配生产进行生产规划、生产调度和生产计划制定的有效手段。针对某型导弹生产过程中工位分配、产能平衡、AGV数量规划和路径规划等问题,建立了基于Plant Simulation的导弹装配生产系统仿真模型,提出物流仿真技术与管理运筹学相结合的可行性操作方法,并进行理论分析与仿真实验。仿真结果验证了该方法的有效性,表明了仿真技术在导弹装配系统中的良好应用前景。     

水下生产设施液压控制仿真系统

为解决水下生产设施液压控制系统设计过程繁琐等问题,将AMESim软件的液压仿真技术与Visual Basic软件设计技术相结合,并将之应用于参数校核和系统仿真分析中。开展了对水下生产液压控制系统的工作原理以及组成元件的分析,建立了辅助软件设计与基本设计思路之间的关系,提出了水下生产设施液压控制仿真系统;在AMESim环境下开发了一套针对水下生产系统的液压元件库,实现了仿真领域的专业性;同时在Visual Basic程序开发上,根据设计人员输入的参数,校核相关标准,并将计算与输入的数据自动导入至AMESim仿真系统中,实现了水下生产系统仿真的过程控制;在中国海洋石油公司的一个项目中对辅助设计软件的功能和操作进行了评估。测试结果表明,针对水下生产设施液压控制仿真系统的设计开发可为相关设计人员提供界面友好、操作清晰的设计平台。     

基于仿真的数字化车间天车系统设计与验证

天车是生产车间物料运输的重要设备,目前在生产系统设计的时候,往往忽略了天车调度方案对生产线运行的影响。针对天车调度问题,介绍了一种利用仿真模型对生产系统中天车调度方案设计的方法。论文分析了天车调度的几种典型方案,构建了包括天车模型的数字化车间生产系统模型,利用Plant Simulation软件对整个生产系统的运行过程进行仿真,分析不同天车调度控制方案下生产系统的运行指标,从而得到优化的结果。论文把天车系统和生产系统结合起来进行优化仿真,为生产系统的设计优化提供了一种新的方法。     

基于 Linux 的液压伺服系统半实物仿真方法研究

针对商用硬件在环仿真系统价格昂贵、开放性差的问题,提出了一种基于 Linux 实时内核的硬件在环仿真系统的搭建原理和仿真实现方法。采用 USB3.0 总线的研华数据采集卡作为仿真系统对外的硬件接口,保证了仿真系统的实时性、便携性和仿真精度。为了验证所开发的硬件在环仿真系统的实时性,分别进行了实时性能测试和阀控缸液压伺服系统的硬件在环仿真测试。结果表明,所开发的半实物仿真系统实时性强,仿真结果准确可靠,可以在控制器设计的参数整定工作中发挥作用。     

Stabilized multi-domain simulation algorithms and their application in simulation platform for forging manipulator

Most researches focused on the analytical stabilized algorithm for the modular simulation of single domain, e.g., pure mechanical systems. Only little work has been performed on the problem of multi-domain simulation stability influenced by algebraic loops. In this paper, the algebraic loop problem is studied by a composite simulation method to reveal the internal relationship between simulation stability and system topologies and simulation unit models. A stability criterion of multi-domain composite simulation is established, and two algebraic loop compensation algorithms are proposed using numerical iteration and approximate function in multi-domain simulation. The numerical stabilized algorithm is the Newton method for the solution of the set of nonlinear equations, and it is used here in simulation of the system composed of mechanical system and hydraulic system. The approximate stabilized algorithm is the construction of response surface for inputs and outputs of unknown unit model, and it is utilized here in simulation of the system composed of forging system, mechanical and hydraulic system. The effectiveness of the algorithms is verified by a case study of multi-domain simulation for forging system composed of thermoplastic deformation of workpieces, mechanical system and hydraulic system of a manipulator. The system dynamics simulation results show that curves of motion and force are continuous and convergent. This paper presents two algorithms, which are applied to virtual reality simulation of forging process in a simulation platform for a manipulator, and play a key role in simulation efficiency and stability.     

采油仿真培训系统设计

从新疆油田对采油工种的职业培训需求出发,本着职业技能培训与鉴定相结合的思想,对采油仿真培训系统设计进行了深入的研究.分析了采油仿真培训系统的总体结构设计,详细讨论了注采模拟培训系统、油田生产动态管理模拟培训系统、监控与管理系统和采油自动化仿真培训系统的功能,介绍了软件系统设计.     

多智能体仿真技术在多机器人系统中的应用

首先对多智能体系统及多智能体仿真技术进行简要的介绍,并引入了SeSam多智能体仿真环境。然后基于多智能体技术及SeSam仿真工具,对一个多移动机器人系统进行了系统建模和仿真研究     

基于Flowmaster软件的飞机燃油系统流体仿真平台构建研究

主要基于流体计算软件Flowmaster,研究了燃油系统流体仿真计算平台的构建。研究表明,仿真平台可以满足燃油系统及其子系统的构建、计算分析、动态模拟、优化设计、系统耦合和系统优化的基础上,实现多用户、协同环境、数据集成的飞机燃油系统仿真。     

基于DELMIA/Quest的装配车间物流系统仿真

以研究数字化工厂物流仿真系统结构,分析数字化工厂生产物流系统为基础,简要介绍DELMIA/Quest仿真软件中模型的基本构成、模型的建立及Quest仿真语言.并在DELMIA/Quest平台下,对某装配车间进行物流仿真,通过仿真结果分析物流系统拥堵情况,找到瓶颈工位,进而优化系统.     

模拟仿真技术及其在液压系统中的应用

仿真技术是研究或设计某个液压系统不可缺少的重要技术,它对提高系统性能和产品质量、缩短研究周期起着极其重要的作用。本文介绍了液压仿真技术的发展、仿真系统的分类及仿真技术在液压系统中的应用。     

单兵武器系统协同仿真方法

为提高单兵武器系统整体设计性能,缩短设计周期,在内弹道仿真、外弹道仿真及人枪相互作用仿真模型二次开发的基础上,采用基于接口的协同仿真技术,建立了单兵武器系统协同仿真模型.通过对单兵武器系统协同仿真模型的研究,获得了单兵武器系统整体性能参数,并验证了协同仿真技术的有效性.该研究为单兵武器系统的仿真研究提供了新的思路.     

模拟仿真器在工业控制中的应用

随着仿真技术的发展,仿真技术应用目的趋于多样化、全面化。最初仿真技术是作为对实际系统进行试验的辅助工具而应用的,而后又用于训练目的,现在仿真系统的应用包括：系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预测、系统的使用与维护等各个方面。     

模拟仿真技术及其在液压系统中的应用

仿真技术是研究或设计某个液压系统不可缺少的重要技术，它对提高系统性能和产品质量、缩短研究周期起着极其重要的作用。本文介绍了液压仿真技术的发展、仿真系统的分类及仿真技术在液压系统中的应用。