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工业生产系统是一个为了生产某种或某类产品,综合生产工艺、生产计划、质量控制、人员调度、设备维护、物料控制等各种技术为一体的复杂系统。为实现快速重构以响应市场竞争,提高生产系统规划设计的速度、柔性,减少投资风险,一定使企业的生产系统能够高度可靠地、好地进行生产和运行。但是,目前在生产系统规划设计和运行管理方面面临着许多问题,如由于系统本身的复杂性难以评估设计风险、系统适应性差、系统运行过程中生产调度困难等等。尤其是在大型复杂的生产系统中,这些问题更为突出。 |
生产工艺仿真是一种系统建模和实验分析的方法,能够把生产资源、产品工艺路线、库存、管理等信息动态结合起来,以系统活动过程的“生动复现”代替以往数学方法的抽象描述,表达形式易于理解,能反映生产系统动态过程和特征,为生产系统的设计、方案验证和运行过程中管理提供了理想手段。近些年来,在我国制造业领域得到了初步的运用,该方法主要分为三个方面:
1) 以产品模型为总部的仿真
包括产品的静态和动态性能分析、产品的可制造性分析、产品的可装配性分析。在进行产品开发时,要考虑的不只局限于功能需求有关的方面,如形状、尺寸、结构及各种物理特性,还要综合考虑诸如制造、装配、维护、成本等各方面的因素。因此,产品本身的仿真,如CAE、DFA等,是仿真技术在制造业应用的基本方面。
2) 以制造系统模型为总部的仿真
包括对于复杂制造装备(如加工总部、机器人等)的仿真、对于复杂制造系统(柔性制造车间的设计和运行)的仿真。仿真的目的在于,确定设备能力和运行情况,包括加工路线、资源的分配、物料的供应等。
3) 以开发过程模型为总部的仿真
包括设计过程的仿真和制造过程的仿真。产品的开发大致包括设计和制造两个阶段。在设计阶段,产品的性能和成本就基本上确定了,而正是因为设计阶段的重要性,设计过程中多学科协作和反复设计、试验带来的复杂性,设计过程的建模和仿真越来越受到人们的重视。仿真的目的在于缩短周期,降低成本。
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