基于分形理论的制造信息系统的结构建模研究.pdfVIP

学兔兔 务l造 lI8 化 基于分形理论的制造信息系统的结构建模研究 Structure modeling of manafucturing informaUon system based on fractaI theory 张小花。，陈 玮 ZHANG Xiao．hua。．CH EN Wei (1．仲恺农业工程学院 机电学院，广州510225；2．广东工业大学 自动化学院，广州510640) 摘 要：分形理论在制造企业的建模方面的应用还处于探索阶段，本文分析了制造信息系统在层次结构 以及时间尺度上的分形特征，将分形理论引入到制造信息系统的结构建模中，通过提取制造 信息系统的动态控制元结构为分形元，根据制造信息系统的结构特点和建模目标，提取了相 应的分形规则，并通过实例构建了制造信息系统的结构模型。研究表明可以应用分形理论对 制造信息进行结构建模，从而为以后分析制造信息系统的功能特性和结构特性奠定基础。 关键词：分形理论；结构建模；制造信息系统 中图分类号：TP271 文献标识码：B 文章编号：1 009-01 34(201 2)04(上)一0073—04 Doi：1 0．3969／j．1ssn．1 009-01 34．201 2．4(I-)．23 0 引言 1基于分形理论的制造信息系统结构 分形理论是非线性科学的生长点之一，在自 建模方法 然科学、社会科学等方面得到了大量应用。与数 1．1制造信息系统的分形特征 学上构建的严格意义上的分形图形不同的是，现 无论从企业的组织模式还是信息流的观点来 实系统的分形结构都是统计意义上的自相似的， 看，制造信息系统在各个层次之间都有统计意义 它们是随着时间的发展不断演化形成的。现实系 上的自相似特性。制造信息系统存在不同尺度的 统的分形结构的产生有两个条件：一是基本单 自相似特性。所谓不同尺度的自相似，是指某种 元，二是非线性动态迭代，而这些正是先进制造 结构或过程的特征从不同的时间尺度、空间尺度 信息系统本质所在。当前的制造信息系统发展的 或任何其他合理定义的尺度来看是相似的，可以 模式就是靠有丰富层次的基本实体以及系统内部 看成该系统(或结构)的局域相似或结构与整体相 自组织的作用，从而建立起一个开放的、有层次 似，如果系统包含不同的层次，则不同层次(尺度) 结构的耗散系统，制造信息系统本身是一个非线 上都存在相似。研究制造信息系统的分形特征， 性动力学系统。因此，分形理论可以用来研究制 主要是研究其在不同尺度的自相似性。 造信息系统的各层次之间的功能和结构的自相似 1．1．1层次结构的相似性 性。尽管作为一种全新的数学工具，分形理论诞