第六章 自动化制造系统的计算机仿真及优化

第六章 自动化制造系统的计算机仿真及优化

第六章 自动化制造系统的计算机仿 真计算机仿真是一种省时.省力 省钱的系统分析 计算机仿真是一种省时 省力.省钱的系统分析 省力 研究工具,对分析自动化制造系统的设计和运行性 研究工具 对分析自动化制造系统的设计和运行性 对分析自动化制造系统的设计 能具有非常大的优势

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第一节 计算机仿真的基本概念及意义

一.仿真的基本概念 仿真的基本概念就是通过对系统模型的实验去研究一个存在或设计中的系统. 仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个存在或设计中的系统

计算机仿真 仿 半物理仿真 真 全物理仿真

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二.计算机仿真的发展情况 计算机仿真的发展情况 1. 47年第一台计算机的研制成功 计算机仿真开始 年第一台计算机的研制成功,计算机仿真开始 年第一台计算机的研制成功崭露头角 主要对连续系统进行仿真

2. 58年出现第一台混合仿真计算机 成功用于洲 年出现第一台混合仿真计算机,成功用于洲 年出现第一台混合仿真计算机际导弹研究

3. 70年代以来,广泛用于连续系统和离散系统的 70年代以来 年代以来,广泛用于连续系统和离散系统的仿真

4. 60-70年代是仿真理论发展最快的时期 年代是仿真理论发展最快的时期

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三.计算机仿真的意义 计算机仿真的意义

(1)可以替代许多难以开展或无法实现的实验 (2)可以解决一般理论方法难以求解的大型系统问题 (3)可以经济快速地比较不同方案以降低投资风险并节省研究开 发费用 (4)可以避免实际实验对生命和财产的危害 (5)可以缩短实验时间

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四.计算机仿真的特点

抽象出来的 仿真模型是从实际系统中抽象 仿真模型是从实际系统中抽象出来的 计算机仿真给出的是由实验选出的较优解 计算机仿真结果的可信度与仿真模型、 计算机仿真结果的可信度与仿真模型、仿真方法和仿真实 验输入数据有关

选择实验方法的次序 1.数学方法 2.物理实验方法 3.仿真方法 4.直观决策

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五.自动化制造系统仿真的作用

在设计和运行等阶段可起着重要的决策支持作用

通过仿真可以选择系统的最佳结构和配置方案-- 在设计阶段，通过仿真可以选择系统的最佳结构和配置方案-- 既可以完成预定的生产任务， 既可以完成预定的生产任务，有具有很好的柔性和经济性

在运行阶段，通过仿真可以预测系统在不同的调度策略下的性能， 通过仿真可以预测系统在不同的调度策略下的性能，为系统选择较好的调度方案 选择合理高效的作业计划，充分发挥制造系统潜力， 选择合理高效的作业计划，充分发挥制造系统潜力，提高经济效益

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仿真技术在系统的设计和运行

阶段所能做的辅助决策 1.确定系统的配置和布局1)机床的类型.数量和布局 机床的类型. 2)运输车.机器人.托盘和夹具等设备和装置的类型.数量和布局 运输车.机器人.托盘和夹具等设备和装置的类型. 3)刀库.仓库和托盘缓冲站等设备的容量的大小和布局 刀库. 4)评估现有的系统中引入一台新设备的效果

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2.性能分析 1)生产率分析 2)制造周期分析 3)产品生产成本分析 4)设备负荷平衡分析 5)系统瓶颈分析 3.调度及作业计划评估 1)评估和选择较优的调度策略 2)评估和选择较优的作业计划

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第二节 计算机仿真的基本理论和方法

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一.计算机仿真的一般过程

1建模1)收集必要的系统实际数据，为建模奠定基础 收集必要的系统实际数据， 2)采用文字(自然语言).公式.图形对模型的功能.结构行为和约束 采用文字(自然语言).公式.图形对模型的功能. ).公式 进行描述 3)将前一步的描述转换为相应计算机程序(计算机仿真模型) 将前一步的描述转换为相应计算机程序(计算机仿真模型)

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2.输入必要的数据，在计算机上运行仿真程序， 输入必要的数据，在计算机上运行仿真程序， 记录仿真的结果数据

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3.结果数据的统计分析 自动化制造系统中的评价指标： 自动化制造系统中的评价指标： 系统效率 生产率 资源利用率 零件的平均加工周期 零件的平均等待时间 零件的平均队列长度

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二.离散事件系统仿真的基本技术(一)离散事件系统的基本概念

1.离散事件系统 是指其活动和状态变化仅在离散时间点上发生的一类系统. 是指其活动和状态变化仅在离散时间点上发生的一类系统. 2 .实体 构成系统的各种要素称为实体 3.属性 实体的特征称为属性 4.集合 一些实体以某种逻辑方式组成的群体称为集合

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