制造系统建模与仿真学习心得
4页1、制造系统建模与仿真学习心得一、制造系统建模与仿真的含义1制造系统 制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入输出系统,它涉及产品生命周期(包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等)的全过程或部分环节。其中,硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等;软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等;制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源;狭义制造资源主要指物能资源,包括原材料、坯件、半成品、能源等;广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。随着科技的进步,制造系统的发展也经验了传统手工生产、机械化、自动化孤岛、集成制造、并行工程和灵敏制造等几个阶段。2模型与仿真 模型是对真实对象和真实关系中那些有用的和让人感爱好的特性的抽象,是对系统某些本质方面的描述。它以各种可用的形式描述被探讨系统的信息。系统模型并不是对真实系统的完全复现,而是对系统的抽象,而仿真是通过对模型的试验以达到探讨系统的目的,当制造系统尚未建立或者探讨时间长成本高以及从平安性考虑我
2、们有必要对制造系统预先进行建模并仿真以确定系统的最佳结构和配置方案、防止较大的经济损失、确定合理高效的作业安排,从而提高经济效益。制造系统建模与仿真技术是以相像原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础,以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具,利用模型参加已有或设想的制造系统进行探讨、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。二、 系统建模与仿真的发展及类型1 系统建模与仿真的发展大致经验了这么几个阶段:16001940年左右,这一时期的建仿照真主要是在物理科学基础上的建模;20世纪40年头,由于电子计算机的出现,建仿照真技术起先飞速发展;20世纪50年头中期,建仿照真起先应用与航空领域;20世纪60年头,这一阶段主要是工业限制过程中的仿真;20世纪70年头,起先出现了包括经济、社会和环境因素的大系统仿真。到70年头中期,出现了系统与仿真的结合,如用于随机网络建模的SLAM仿真系统。在这一时期,系统仿真起先与更高级的决策结合,出现了决策支持系统DSS;20世纪80年头中期,出现了如美国
3、Pritsker公司TESS建仿照真系统的集成化建模与仿真环境;20世纪90年头起先,建仿照真起先朝着可视化建仿照真、虚拟现实仿真和分布式交互仿真的方向发展。2 系统建模与仿真的类型: 依据模型的种类分为:a. 物理仿真:依据真实系统的物理性质构造系统的物理模型,并在物理模型上进行试验的过程称为物理仿真。(静态、动态,如房屋建筑模型,输送系统模型)b. 数学仿真:对实际系统进行抽象,并将其特性用数学关系加以描述而得到系统的数学模型,对数学模型进行试验的过程称为数学模型。理论上讲,数学仿真可以全面解决实际问题,但事实上数学模型的描述很难实现。c. 半物理仿真:将数学模型与物理模型甚至实物联合起来进行试验。(简洁部分建数学模型,困难部分建物理模型)依据系统模型的特性分类:a. 连续系统:指系统状态随时间连续改变的系统。例:电路系统、机械动力系统、生态系统、物理和工程领域的场问题。这类问题一般可以用微分方程来进行描述。b. 离散系统:指系统状态在某些随机时间点上发生离散改变的系统。如理发馆(顾客、理发师)系统的内部状态改变是随机的,因此很难用函数形式来描述系统内部状态的改变,更关切系统内部状
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