离散制造系统规划与仿真建模研究

对离散制造过程的规划、建模和仿真技术进行了研究,建立了面向对象的系统模型,分析了仿真运行机理,通过仿真分析优化生产制造系统性能指标。应用实例,介绍了基于eM—Plant环境进行生产线建模仿真、设备布局、瓶颈分析的过程,为离散制造过程研究提供了有效的方法。

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C m u rE gnelgad A piaos计算机工程与应用 o p t nier n p l t n e n ci

离散制造系统规划与仿真建模研究贾晨辉，张浩，陆剑峰JA h n h i, HANG Ha], U Ja -e g I C e - u]Z o. L in fn 2 1,同济大学 C M I s研究中心，上海 20 9 0022上海电力学院，海 2 0 9 .上 000

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me tly u n ot - e k a ayi r l miae a e n e P a t n ao ta d b te n c n lssa iu n td b sd o M— ln, l e l

Ke o d:pa nn f rd ci yt ojc— r ne oeig ad s ua o;M- I t y w r s l i o o ut n88 m;betoi t m d l n i lin e Pa n g p o e e d n m t n摘要：离散制造过程的规划、模和仿真技术进行了研究，立了面向对象的系统模型，对建建分析了仿真运行机理，过仿真分析通优化生产制造系统性能指标。应用实例。绍了基于 e Pa t介 M— l环境进行生产线建模仿真、备布局、颈分析的过程。离散制造 n设瓶为

过程研究提供了有效的方法。关键词：产系统规划；向对象仿真建模；M— ln生面 e Pa t 文章编号：0 2 8 3 (0 7 0— 2 2 0 文献标识码： 中图分类号： 3 l 10— 3 12 0 )3 0 4— 4 A什 9

虚拟制造系统可分为三类，以设计为中心、以生产为中心和以控制为中心的虚拟制造系统【 l 1向生产工程的虚拟制造。面的核心问题是生产系统的规划，括布局规划、流规划和控包物

() 2虚拟布局规划根据产品工艺特征、产场地、工设备等信息，维真宴生加三

地模拟生产环境。理确定机床、合运输设备缓冲区和仓库等生产工位的位置，划生产制造系统布局方案，生产动态过程规对进行模拟，计相应评价参数，行布局优化。统进

制规划。目标是获得优化的生产系统性能指标。在虚拟制造环境下。仿真技术在生产制造系统规划问题的解决过程中得到了广泛的应用，它是传统数学方法的有力的补充，能够在计算机

() 3物流规划以工艺流程为依据 .确定物料在生产线内各设备间的转移。对同一生产线内各工序之间的物流方案进行决策，包括节拍、输送方案、输送装备、夹具的确定。判断物流分流策略和控制规则是否合理 .分析缓冲站和仓库容量是否过大或

过小。 () 4生产线平衡与瓶颈分析根据工艺规划和生产计划 .建立虚拟环境下的虚拟生产运作，行生产线平衡仿真分析，进根据仿真结果(如机床设备利用率)判断生产线上的各种随机因素对平衡性的影响，出瓶颈，找工序。整参数重新配置。化工序消除瓶颈，到优化的生产调优得

中模拟真实的生产系统的运行情况，并对其运行的性能进行分析与优化。

1离散生产制造系统规划生产制造系统规划问题的求解过程一般为：照生产计划参

与生产纲领，合相关因素选择合理的生产资源，综优化生产系统参数 (如节拍时间、缓冲区大小等)将加工、,装配等任务合理地分配给各个工位以使得工序平衡，最后规划生产系统的布局，足制造成本、期、备生产率、人疲劳程度等指标要满工设工

求t 2 1。生产制造系统规划的内容包括： () 1资源规划根据生产计划和纲领确定生产系统中资源。综合考虑各个方面的需求和其他规划问题的影响 .如设备布局的限制对资源需求数量和可及性影响 .工艺规划的改变会造成资源情况的不同。调度策略的影响等。基金项目：中德政府合作项目(0 0 D G 0 2 ) 20 2 F 007。

线规划方案。( )度与控制优化设计 5调核心是加工或装配任务的调度和排序。立调度规则和调建

度策略，其前提是生产资源的充分利用，括机床、包刀具、夹具、A V小车等等。 G 面向离散制造系统的虚拟制造的体系结构如图 1包括规，

作奢筒介：贾展辉(9 0,, 17 -)男博士研究生，研究方向为企业信息化理论，系统工程 .计算机集成制造系统。