基于Flexsim的生產(chǎn)線建模與仿真

1、制造業(yè)信息化基于的生產(chǎn)線建模與仿真李曉雪（湖北荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程學(xué)院，湖北荊門）摘要：以一條實際的生產(chǎn)線為例，詳細(xì)研究了用仿真平臺進(jìn)行生產(chǎn)線建模和仿真的流程和步驟，對生產(chǎn)線的模型到建立和轉(zhuǎn)換，的函數(shù)的設(shè)置進(jìn)行了深入的研究。關(guān)鍵詞：仿真；生產(chǎn)線中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：（）引言個步驟的詳細(xì)分析。（）明確仿真目的建立生產(chǎn)線仿真首先要明確仿真的目的，這樣才能避免對仿真過程中不必要細(xì)節(jié)的糾纏，突出問題的重點。（）數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集包括收集與系統(tǒng)輸入輸出有關(guān)的數(shù)據(jù)以及反應(yīng)系統(tǒng)各部分之間關(guān)系的數(shù)據(jù)：包括各圖虛擬仿真是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其本質(zhì)就是以計算機支持的仿真技術(shù)為前提，對生產(chǎn)線的

2、各個元素和生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)一的建模，虛擬的環(huán)境中反映出生產(chǎn)制造全過程，而更有效地組織生產(chǎn)計劃使企業(yè)獲得更大的利潤。明確仿真目的收集數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)的模型建立系統(tǒng)的模型模型確認(rèn)仿真模型運行模型運行結(jié)果分析是近年來新開發(fā)的面向中小企業(yè)的三維仿真軟件，可以直接在個人電腦上運行。本文以一條實際的生產(chǎn)線為例，詳細(xì)研究了用仿真平臺進(jìn)行生產(chǎn)線建模和仿真的流程和步驟，對生產(chǎn)線的模型到建立和轉(zhuǎn)換，的函數(shù)的設(shè)置進(jìn)行深入的研究。簡介是新一代的仿真軟件，是基于技術(shù)生產(chǎn)線仿真基本流程開發(fā)的，三維效果非常好，它是迄今為止世界上唯一一個在圖形建模環(huán)境中集成了和編譯器的仿真仿真以及實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的軟件。能應(yīng)用于建模、可視化，它能使決

3、策者很容易在個人計算機中建構(gòu)及監(jiān)控任何工業(yè)及企業(yè)的分布式流程。應(yīng)用深層開發(fā)要想利用對象，這些對象代表著一定的活動和排序過程。模板里的某個對象，只需要用鼠標(biāo)把該對象從庫里拖出來放在模型視窗即可。每一個對象都有一個坐標(biāo)（，）、（，），旋轉(zhuǎn)以及一個動態(tài)行為（時間）。對象可以創(chuàng)速度建、刪除，而且可以彼此嵌套移動，它們都有自己的功能或繼承來自其它對象的功能。這些對象的參數(shù)可以把任何制造業(yè)、物料處理和業(yè)務(wù)流程的快速、輕易、高效建模的主要特征描述出來。中的對象參數(shù)可以表示幾乎所有存在的實物對象。像機器、操作員、傳送帶、叉車、倉庫、交通燈、儲罐、箱子、貨盤、集裝箱等等都可以用個生產(chǎn)線的相互關(guān)系、生產(chǎn)時間、準(zhǔn)備

4、時間、加工零件路徑關(guān)系等。這是保證以后生產(chǎn)線模型能真正反映真實生產(chǎn)線模型的必要條件。（）建立系統(tǒng)的網(wǎng)模型生產(chǎn)線的加工過程中，機器與機器之間的關(guān)系很難用離散事件數(shù)學(xué)模型來描述，而用可以簡單清晰地描述它們之間復(fù)雜的關(guān)系。（）建立系統(tǒng)的仿真模型建立系統(tǒng)的仿真模型就是把前面建立的網(wǎng)模型轉(zhuǎn)換為仿真模型。這是建立生產(chǎn)線系統(tǒng)最關(guān)鍵的一步。（）模型確認(rèn)確認(rèn)是確定模型是否正確的代表實際系統(tǒng)，把模型及其特性與現(xiàn)實的系統(tǒng)及其特性比較的全過程。對模型的確認(rèn)工作往往是通過對模型的矯正來完成，比較模型和實際系統(tǒng)的特性是一個迭代的過程。這個過程重復(fù)進(jìn)行直到認(rèn)為模型準(zhǔn)確為止。（）仿真運行研究仿真運行就是將系統(tǒng)的仿真模型放在計

5、算機上運行。在運行過程中了解模型對各種不同的輸入數(shù)據(jù)以及不同的仿真機制輸出響應(yīng)的情況。（）仿真結(jié)果分析對仿真結(jié)果分析是確定仿真實驗中所獲得的數(shù)據(jù)是否合理和充分，是否滿足系統(tǒng)的目標(biāo)要求，同時將仿真結(jié)中的模型表示，同時數(shù)據(jù)信息也可以輕松地用同時可以讓建模豐富的模型庫表示出來。者使模型構(gòu)造更具有層次結(jié)構(gòu)，在組建客戶對象的時候，每一組件都使用了繼承的方法，在建模中使用繼承結(jié)構(gòu)可以節(jié)省開發(fā)時間。可以使用戶充分利用的層次體系特性進(jìn)行系統(tǒng)的二次開發(fā)。生產(chǎn)線仿真的基本過程生產(chǎn)線仿真的基本流程如圖，它從明確仿真目的到分析仿真模型運行結(jié)果一共有七步組成，下面是對這七機械工程師年第期制造業(yè)信息化果整理成報告，確定比

6、較系統(tǒng)不同方案的準(zhǔn)則、實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)和問題可能的解，為系統(tǒng)方案的最終決策提供輔助支持。仿真模型的建立生產(chǎn)線簡述該生產(chǎn)線由三個加工機器組成，它們的任務(wù)是完成對圖仿真模型模型函數(shù)的設(shè)置模型的各個機器的準(zhǔn)備時間和加工時間按照加工規(guī)則表在模型的和中按照型號返回不同值。由于模型的的上游生產(chǎn)線生產(chǎn)的零件按照型號進(jìn)行裝配，加工規(guī)則如下表。型號為、的零件根據(jù)表中所提供的加工規(guī)則在機器一、機器二、機器三按照準(zhǔn)備時間和加工時間由工人進(jìn)行裝配。各個加工機器上由操作工人完成零件的準(zhǔn)備和裝配。加工規(guī)則表零件型號機器一裝配不裝配裝配機器二裝配裝配不裝配機器三裝配裝配裝配準(zhǔn)備時間加工時間屬性只能確定零件在機器之間

7、的簡單物流關(guān)系，而復(fù)雜的關(guān)系需要修改代碼來實現(xiàn)。這里根據(jù)加工規(guī)則表修改代碼來實現(xiàn)零件在機器之間物流關(guān)系，具體接口的代碼如下：（“規(guī)則表”，（），）；（“規(guī)則表”，（），）；（“規(guī)則表”，（），）；“裝配”“裝配”“裝（）；配”生產(chǎn)線建模圖是兩臺機器的關(guān)系模型圖。圖中的圓圈是庫所，粗!線是變遷，五角型是決策點庫所。決策點庫所中的令牌比較特殊，它是可以重復(fù)使用但；!仿真模型的運行模型的工作參數(shù)和加工計劃確定后就可以在圖兩個機器關(guān)系模型環(huán)境編譯，通過后就可以直接運行仿真模型。模型運行過程中可以用鼠標(biāo)拖動模型來查看模型的運行狀況或者在模型運行開始設(shè)置觀察點，那么模型在運行過程中自動運行到觀察點進(jìn)行觀察

8、。模型運行后可以用屬性把要獲得的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到表中。在模型運行停止后，可以利用屬性把需要整個模型的統(tǒng)計報告導(dǎo)入到中，來進(jìn)行更加仔細(xì)的分析。卻不能移到其它庫所，也就是說某一決策點相關(guān)的觸發(fā)將令牌從該決策點移出并重移入該決策點。圖中庫所、變遷、決策點的含義解釋如下：!、!、!、!：零件庫所。!輸入庫所，其令牌來自于上游生產(chǎn)線，!輸出庫所，其令牌來自該生產(chǎn)線的輸出。!是準(zhǔn)備零件令牌，!是裝配零件令牌。、：變遷。、是加工路徑變遷，它是由!庫所的令牌性質(zhì)所決定的，它決定了來自!庫所的令牌是在該機器上加工（變遷發(fā)生）還是直接進(jìn)入下一個加工機器（變遷發(fā)生）。是由規(guī)則決定的準(zhǔn)備變遷，結(jié)語進(jìn)行生產(chǎn)線建模和仿真，可以

9、得到制造上和管理上不同要求的數(shù)據(jù)資料，為生產(chǎn)的實際運行參數(shù)提供了理論依據(jù)，使得實際系統(tǒng)的設(shè)計更好地滿足設(shè)計者的要求。本文通過對實際生產(chǎn)線系統(tǒng)仿真，探討了用進(jìn)行生產(chǎn)線的建模方法，為以后的生產(chǎn)線建模與仿真提供了一種有參考價值的、統(tǒng)一的方法。參考文獻(xiàn)張衛(wèi)德，嚴(yán)洪森，徐成基于的生產(chǎn)線仿真和應(yīng)用工業(yè)控制計算機，（）：是由規(guī)則決定的加工變遷。、決策點規(guī)定了和變遷發(fā)生規(guī)則。它們根據(jù)零件加工規(guī)則表的準(zhǔn)備時間和加工時間來使變遷發(fā)生的。來自決策點庫所的令牌經(jīng)過變遷之后又回到?jīng)Q策點庫所。模型到模型的轉(zhuǎn)換該生產(chǎn)線的模型建立以后，根據(jù)該線的，模型、仿真模型對象控件建立沖壓車間三維模型，如圖。模型的!庫所在用控件來模擬；!、!用來模擬，屬性表中設(shè)置工人參與零件的準(zhǔn)備