基于Petri网技术的生产流程实体建模方法研究

为快速发掘制造企业生产过程中的瓶颈单元,提出了一种将Petri网和面向对象方法相结合的生产流程实体建模方法.该方法将生产流程中各个加工站点或生产单元进行高度抽象,抽象出一个个生产站点库所子模块,结合企业生产流程实际情况,将抽象库所进行排列组合,从而组建企业生产系统的生产流程实体建模模型,然后建立生产流程实体建模目标函数模型,采用模拟退火算法计算出产能最小单元,并结合Flexsim仿真软件对生产流程实体建模模型进行了三维动画运行仿真,从而发现了生产流程中的瓶颈单元,并提出了改善措施,提高了企业的产能和效益,从而验证了生产流程实体建模方法的实用性.     

基于着色随机时间Petri网的维修性建模方法

产品的维修性是决定其维修品质与寿命周期费用的关键因素,维修性建模是维修性设计的重要环节,对产品的维修性水平有重要影响.对维修性建模方法进行深入研究:利用着色随机时间Petri网的库所与颜色标记等基本要素描述维修对象、维修资源等维修实体及其状态,基于库所、颜色标记、随机时间变迁等基本要素给出维修实体状态与维修作业关系以及维修作业逻辑关系的描述方法,并以此为基础构建基于着色随机时间Petri网的维修过程模型.根据该模型提出基于蒙特卡罗法的维修时间仿真算法以及维修资源需求量计算方法.结合某型飞机前起落架系统给出维修过程建模与维修时间仿真、维修资源需求量计算实例,表明模型与方法的优越性.     

基于仿真和正交试验的优化调度研究

针对生产系统多点协调调度问题,提出了一种基于仿真和正交试验的优化调度方法。在动态生产环境中,为了支持快速仿真调度分析,以模型元素和控制逻辑分离的原则为指导,采用面向对象方法,实现了基于模块化控制逻辑的快速仿真建模。以仿真模型作为系统目标求解函数,各种决策参数作为系统输入变量,通过正交试验优化仿真实验,确定最佳调度决策参数组合,将其应用于生产系统的调度控制。以某研究所的数控车间为例,验证了该调度方法的可行性和有效性。     

3D环境下飞机装配工艺规划与仿真一体化模型

为实现3D环境下飞机装配工艺规划与仿真过程的集成和统一,提出了一种飞机装配工艺一体化模型。该模型综合了装配工艺设计对产品对象以及工装、工具等资源对象在信息组织管理、零件几何运动描述等方面的要求,确定了装配＂产品—资源—工艺＂间的层进映射关系,将产品对象和资源对象间复杂的1∶N或N∶1关系分解为具体的1∶1关系,并基于文件对象结构原理建立了其数学表示模型。以某飞机中央翼部件装配为例,将该建模方法应用到自主开发的数字化飞机装配工艺规划与仿真系统中,验证了所提方法的有效性。     

一种面向任务的生产线快速建模仿真系统研究

根据市场需求实现对企业制造资源的快速配置是应对激烈市场竞争的核心,现提出了一种面向任务的生产线快速建模仿真系统。该系统基于制造系统仿真建模技术,通过应用面向对象技术建立企业制造资源类库,集成产品制造和工艺过程相关规则处理机制,针对任务中产品的结构和生产工艺等特点,并考虑生产任务、企业生产现状等约束条件,自动而快速地建立面向该任务的制造生产线仿真模型,作为企业重新配置制造资源的依据。该系统对于提高企业的调度、管理效率具有重要意义。     

卷烟生产调度建模仿真研究

本文分析了卷烟生产调度实际情况,建立了卷烟多阶段生产仿真优化系统的框架,在此基础上,采用面向对象的方法对生产中的资源对象、加工任务进行建模分析;利用分层建模的方式构建了卷包、制丝、物流环节的生产流程模型,并实现对象模型在仿真软件eM-Plant中映射。并对卷烟生产计划方案进行了仿真优化和定量验证分析,给出生产流程中涉及的时间、成本、消耗的资源运行指标。结果表明,通过建立仿真模型平台,可以有效地解决实际生产中复杂的卷烟生产计划求解与优化问题。     

面向工艺设计的制造过程建模

基于工艺设计对产品制造成本、质量和效率的重要影响,提出了一种基于工艺设计的制造过程建模方法,以通过对过程模型的仿真,预测、分析和优化工艺设计效果。基于对制造过程的特征分析,采用面向对象的方法,首先将制造过程定义为一组成对象,并划分为制造活动、过程控制和制造资源3类成分对象,建立了制造过程类结构模型和动态过程模型。分别定义了工序类、制造资源类和过程控制类的类结构模型,以及各类对象的方法和属性。基于这些模型开发了一种计算机辅助工艺设计系统,可快速、自动地构建工艺设计定义的制造过程模型,并对过程参数（成本、时间）、切削加工、工件物流进行计算和仿真。     

基于仿真的生产线控制规则性能评估技术研究

综合考虑了工件的加工时间、到达率和交货期等随机因素，仿真分析了不同故障率下调度规则和路径选择规则组合的性能，并给出了每种性能评价指标下最优的规则组合。另外，在动态生产环境中，为了支持快速仿真分析，提出了基于建模模板的仿真建模方法。该方法以建模元素和仿真控制逻辑分离的原则为指导，采用面向对象仿真建模技术，构建面向生产线的过程控制模型，实现控制模型的模块化，提高了模型的可重用性和可扩展性。     

面向对象的赋时着色Petri网在FMS中的建模与仿真

在对柔性制造系统建模时,一般Petri网对描述有一定的局限性,因此提出面向对象的赋时着色Petri网(OOCTPN)概念。在柔性制造系统的建模与分析中,以生产物流系统为研究对象,首先对系统按照功能进行模块划分,以基本Petri网对各子模块进行建模,然后将各子网赋予时间和颜色特征对系统进一步描述,再通过消息传递将各子网联系起来,以建立柔性制造系统的综合模型。最后,以汽车零部件的柔性制造系统为实例,建立OOCTPN模型并用Flexsim进行动态仿真,验证了该OOCTPN模型的正确性和可达性并证明该建模方法及所建模型的有效性。     

变电站监控信息点表快速生成技术研究与应用

提出一种基于模型化监控信息点表典型规范的变电站监控信息点表快速生成方案,该方案借鉴IEC 61850面向对象建模的思想,首先将监控信息点表典型规范模型化,形成规范模板库,然后将规则模板库与监控信息点表进行关系映射,最后通过模型对象选择,辅以一定配置,实现规范监控信息点表的快速生成。     

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Web的远程塑料注射成型CAE系统

随着 Internet和电子商务的迅猛发展 ,一种应用软件的新模式——应用服务提供商 (ASP) ,也逐渐凸现。本文构造了一个面向 ASP的基于 Web的远程塑料注射成型 CAE系统 ,详细介绍了系统的构造方法和关键技术     

CIM环境下连续生产过程通用虚拟生产调度系统

介绍了一种通用的面向连续生产过程分析和调度的原型系统,以及实现这类系统的一些思想、技术和方法。提出了一种连续生产装置抽象模型,并基于此模型通过面向对象编程方法,建立了通用的生产装置分析调度平台。这个平台的主体是一个复杂的生产装置分析调度对象类。     

面向ETO的零件库设计技术及应用

为了快速设计和制造出满足客户个性化需求的产品,提出面向订单设计的零件库必须包含实物零件和零件族,以及对产品全生命周期提供支持的信息,包括几何、工艺、生产、成本、交货期等。提出了一个面向ETO的零件库系统框架,该框架由实物零件库及其管理与检索工具、零件族库及其建模与变型设计工具等构成,并给出统一的零件信息模型。最后介绍了面向ETO零件库系统的应用实例。     

基于DELMIA的三维数字化制造模式探索与实践

为探索型号产品三维数字化制造模式,基于达索公司DELMIADPE/DPM系统,提出了一种三维数字化制造应用框架。以某零件三维模型为数据源,实现了基于该框架的三维工艺规划、工艺设计仿真验证及生产现场发布。应用表明,该模式对构建三维到工艺、三维到现场的数字化制造体系具有较大的参考价值。     

基于图卷积网络的数字孪生车间生产行为识别方法

车间人员行为的智能识别对规范生产过程、保障安全生产、实现车间生产行为数字孪生模型的快速构建具有重要的现实意义.提出一种融合注意力机制的图卷积网络的生产行为识别方法,对数字孪生车间生产行为进行数字化描述和快速识别.构建了一种基于拓扑图结构的人员数字孪生体特征,以及一种基于图卷积网络的注意力图卷积网络模型,将数字孪生体特征...     

A reverse engineering approach to generate a virtual plant model for PLC simulation

A reverse engineering approach to generate a virtual plant model is proposed. The model can be used for programmable logical controller (PLC) simulation. The virtual plant model for the PLC simulation consists of virtual device models and must interact with the input and output signals of a PLC. The behavior of a virtual device model should be the same as that of real device. Conventionally, the discrete event system specifications (DEVS) formalism has been used to represent the behavior of a virtual device model. Modeling using DEVS formalism, however, requires in-depth knowledge of the simulation area, as well as a significant amount of time and effort. One of the key ideas of the proposed methodology is to provide a method to generate a virtual plant model using both log data (time-stamped signal history) and a PLC I/O signal table extracted from the existing production system. The proposed reverse engineering approach provides two major benefits: (1) significant reduction in the time and effort for the construction of a reliable virtual plant model of a current production system, which can be referenced for newly planned production systems, and (2) reduction in the stabilization time of a production system through PLC simulation. The proposed approach was implemented and applied to an automated production line.     

起重臂动态面自适应模糊滑模控制联合仿真研究

转载车上的起重臂俯仰机构是常见的机电液系统。为了克服转载时系统存在非线性特性和干扰等问题,提出了一种动态面自适应模糊滑模控制的方法。基于反演滑模控制设计了李亚普诺夫函数和虚拟控制量,分别引入动态面控制计算虚拟控制量的导数、自适应控制对参数进行在线估计和模糊控制对切换项进行模糊化。为了更准确地模拟转载作业过程和验证控制器的性能,提出了基于AMESim和Simulink联合仿真的方法,利用AMESim的元件库建立系统的机械-液压模型,并通过软件接口与Simulink模型相连构建联合仿真模型。经仿真验证,所设计的滑模控制器具有较高的控制精度和较强的鲁棒性,并消除了抖振。