自动化制造系统的计算机仿真及优化.pptVIP

机地结合了物理模型和数学模型的优点。贰物理—数学模型是一种混合模型，它有壹度仿真训练器等。肆例如航空、航天仿真训练器，发电厂调叁（3）物理—数学模型，即半物理模型建模就是对真实系统在不同程度上的抽象。这种抽象实际上是对真实系统的信息以某种适当的形式加以概括和描述，从而具体地定出模型的结构和参数。建模过程有三类主要信息来源：目标和目的，先验知识，试验数据。（书中解释）2.建模过程中的信息来源仿真建模的一般方法有：数学规划。采用排队论、线性规划等理论方法建立系统模型。图与网络方法。采用方框图、信号流程图来描述控制系统模型，或者用逻辑流程图、活动循环图、Petri网等来描述离散事件系统模型。随机理论方法。对于随机系统，还必须采用随机理论方法来建立系统模型。3.建模方法3.建模方法01建模与仿真研究的目的是分析实际系统02的性能特征。03如图9.5所示给出了系统建模与仿真的应04用步骤，总体上可分为系统分析、数学建模05、仿真建模、仿真试验、仿真结果分析以及06模型确认等步骤，各步骤的基本功能（书中07解释）。9.2.2计算机仿真的一般过程9.2.2计算机仿真的一般过程9.3自动化制造系统仿真研究的主要内容本节主要内容包括：总体布局研究动态调度策略的仿真研究作业计划的仿真研究9.3.1总体布局研究通常的方法是在按第8章中的原则确定出系01统的配置和布局后，通过仿真系统，按比较严格02的比例关系，在计算机屏幕上设计出系统的平面03或立体的布局图像，然后通过不同方位或不同运04行情况下的图形变换来观察布局是否合理。05最后，通过系统的动态运行来研究是否存在06动态干涉或阻塞问题，设计人员再根据仿真结果07对设计方案进行修改完善。089.3.1总体布局研究值得指出的是，虽然在研究系统布局时涉及01图形变换等动画处理，但从原理上来看仅仅是一02种静态结构的仿真，不涉及制造系统本身的动态03特性。04只有研究系统在动态运行时发生干涉或阻塞05问题时，才涉及系统的动态特性。06此时系统的动态特性主要是着眼于移动设备07和固定设备之间的关系，以及物料运输路径的合08理性。099.3.1总体布局研究9.3.2动态调度策略的仿真研究在不同的决策点具有相应的多个决策规则。因01此，根据系统的具体情况在各个决策点采用某些决02策规则，就构成了系统的不同调度方案。03进行动态调度策略的仿真研究是为了研究或验04证在实际的制造系统控制过程中的动态调度方案是05否合理、高效，或通过实验提前消除原控制系统软06件的潜在缺陷，属于对系统的比较详细、深入的仿07真。089.3.2动态调度策略的仿真研究为此，在建立仿真模型时，必须使仿真系01统中与原制造系统中有对应相同的决策点，每02个对应的决策点均采用对应相同的决策方法（03由决策规则和规则的适用优先顺序等方法来确04定）。05每个对应的决策点在相同的条件下应产生06对应相同的活动。换言之，仿真系统中的控制07逻辑图应与原来的制造系统的控制逻辑图相同08。099.3.2动态调度策略的仿真研究在制造系统建成后，设备配置及调度策略就已经确定了。这时，影响系统运行效率的主要因素就是生产作业计划。由于在生产过程中考虑到后续工序的需求和系统总体效率，零件往往是以混合批次的方式在系统中进行加工的。9.3.3作业计划的仿真研究例如，为了装配某一部件，需要A零件201件，B零件1件，C零件1件。02如果我们采用先加工A零件2000件，再加03工B零件1000件，然后加工C零件1000件的作04业计划进行生产，则有可能在加工A零件时，05由于加工2000件时间过长，造成后续装配工06序无件可装而空闲，这显然会造成整个制造07系统负荷不均，影响总体效率。089.3.3作业计划的仿真研究01如果，按加工A零件2件，B零件1件，C零02件1件的作业计划能够使后续工序不致空闲，但03却未必是高效的。04因为机床更换不同加工对象时，会涉及刀具05的准备（甚至中途换刀）等问题，会显著地增加06中间辅助时间，从而降低系统总的生产率。07因此，系统作业计划应按A、B、C零件的比08例关系2x:x:x的混合批次进行加工，但究竟x为多09少最适宜，却是需要仔细研究的。9.3.3作业计划的仿真研究而通过仿真却可以相当准确地预测不同加工计划的优劣