eM-Plant生产系统仿真软件功能介绍
eM-Plant仿真技术教程教学设计
eM-Plant仿真技术教程教学设计概述eM-Plant是一款可以进行工业过程仿真的软件，它可以模拟工业流程中的各种设备、管线等，帮助用户直观地了解工业生产过程中的各种操作和变化。
由于eM-Plant非常实用，因此越来越多的人开始学习它。
本文档将详细介绍eM-Plant仿真技术，并根据实际情况设计了一套教学方案，以期帮助广大学习者更好地掌握这项技术。
eM-Plant仿真技术介绍eM-Plant需要至少两个人工作，一个人负责工艺流程的绘制，另一个人负责控制系统的编写和仿真。
eM-Plant可以模拟的对象非常广泛，包括各种设备、机器人、机架、机械、线路等等。
用户能够直接拖拽设备并连接管道进行操作，同时还能够进行全面的操作。
eM-Plant所需的计算机配置并不高，只需要一台支持Windows操作系统的电脑，就可以轻松进行工艺仿真和计算。
这使得eM-Plant非常适合由工程领域的人员学习和使用。
eM-Plant仿真技术教学设计对于eM-Plant的教学设计，我们建议采用如下方法：第一步：原理介绍对于初学者来说，最重要的就是了解eM-Plant的原理和基本操作。
在课程开始前，我们应该先通过一些介绍性的资料来让学生们对eM-Plant有一个大概的认识。
这样能够让学生们有助于更好地理解后续的教学内容。
第二步：基本任务拆解我们建议将eM-Plant仿真技术的教学过程分为以下几个步骤：•设计•模拟•分析•优化这些步骤将课程中的主要切入点，教学时应该依次讲解每个步骤的操作流程和注意点，为学生们提供全面、系统的知识体系，帮助学习者更好地学习。
第三步：实战演练在教学过程中，我们应该通过实战演练来让学生们了解eM-Plant的具体操作流程。
这样，学生们可以更好地掌握eM-Plant的操作过程，从而更好地应对工作实践。
对于不同的操作流程，我们也可以分时段或分模块进行演练，让学生们分步骤地进行操作。
第四步：课程总结在教学结束后，我们应该对整个课程进行总结。
EM_Plant环境下车间生产管理仿真及优化创新实验
EM-Plant环境下车间生产管理仿真与优化创新实验大纲实验名称：EM-Plant环境下车间生产管理仿真与优化创新实验实验学时：24适用专业：工业工程专业开课学院：机电学院开课学期：第6学期一、实验课程简介本实验采用的是EM-Plant软件工具,该软件是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具,系统结构和实施都满足面向对象的要求。
eM-Plant可以对各种规模的工厂和生产线,包括大规模的跨国企业,建模、仿真和优化生产系统,分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等。
二、学生应达到的实验能力与标准1、上机实验前,应认真预习实验内容及有关的相应知识。
2、查找有关信息,了解EM-Plant的初步知识。
3、掌握仿真建模流程。
4、了解EM-Plant建模的基本元素、对象及SimTalk语言。
5、了解统计分析、优化工具。
三、讲授实验的基本理论与实验技术知识1、熟悉和使用EM-Plant软件工具。
2、建立对象专业化的轴套装配过程仿真。
3、建立工艺专业化的轴套装配过程仿真。
4、建立轴加工的关键路线识别仿真。
四、实验考核与成绩评定平时上机实践与设计实验考核相结合,其中平时成绩占30%,实验考核占70%。
EM_Plant创新实验指导书张帅王军强主编西北工业大学20XX12月目录实验一轴套装配过程仿真〔对象专业化31．实验目的32．实验输入、输出参数33．实验步骤33.1建立起始和结束对象33.2建立Complathe层和CompMill层33.3建立Drill、Grinder、Bearing_Buffer、Shaft_Buffer、Assembly设备43.4建立Table_In、Table_Shaft、Table_Bearing、Table_Result表43.5 Variable的建立53.6建立Method方法53.7各控件属性设置63.8完成后的仿真图74．实验报告要求7实验二轴套装配过程仿真〔工艺专业化71．实验简介72．实验目的73．输入参数74．输出参数85．实验步骤85.1建立起始和结束对象85.2建立车床、铣床、钻床、磨床及缓冲设备85.3建立Order、Bearing_gy、Shaft_gy、Table_Shaft、Table_Bearing、Table_machine、Table_Result表85.4 Variable的建立95.5建立Method方法95.6各控件属性设置115.7完成后的仿真图126．实验报告要求12实验三轴加工的关键路线识别121．实验目的132．实验输入参数133．实验输出参数134．实验步骤134.1建立起始和结束对象134.2建立车床、铣床、钻床、磨床及缓冲设备134.3建立Table_A、TableFile_A、TableFile_B、TableFile_C表134.4 建立变量144.5建立Method方法154.6各控件属性设置174.7完成后的仿真图185．实验报告要求18实验一轴套装配过程仿真〔对象专业化1．实验目的模拟对象专业化组织方式下,动画显示轴和轴套的装配过程,了解轴和轴套BOM装配编程,统计总的装配时间,分析瓶颈设备。
几种常用的仿真工具
几种常用的仿真工具几种常用的仿真工具 em-plante automod witness flexsim几种常用的仿真工具1）eM-PlanteeM-Plant是Tecnomatix公司一个生产过程仿真软件系统，可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业，建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链，以便于承接不同大小的订单与混和产品的生产。
它使用面向对象的技术和可以自定义的目标库来创建具有良好结构的层次化仿真模型，这种模型包括供应链、生产资源、控制策略、生产过程、商务过程。
用户通过扩展的分析工具、统计数据和图表来评估不同的解决方案并在生产计划的早期阶段做出迅速而可靠的决策。
主要特点：可裁剪工厂模块；与CAD、CAPE、ERP和数据库系统实时通讯和集成；客户化用户接口；使用遗传算法(genetic algorithms)对系统参数进行自动优化；适合于专用加工应用如白车身车间、喷漆车间、工作车间的应用对象库；在面向对象的用户环境中建立、更新和维护模型；可重复使用的工程模型。
2）AutomodAutomod是目前市面上比较成熟的三维物流仿真工具。
主要包括了三大模块：AutoMod、AutoStat和AutoView。
AutoMod模块提供给用户一系列的物流系统模块来仿真现实世界中的物流自动化系统。
主要包括输送机模块（辊道、链式），自动化存取系统（立体仓库、堆垛机），基于路径的移动设备（AGV等），起重机模块等。
AutoStat模块为仿真项目提供增强的统计分析工具，由用户定义测量和实验的标准，自动在AutoMod的模型上执行统计分析。
主要特点：基于发展策略运算法则的最优化分析，用户为得到更好的模型来定义输出审核，多CPU并行计算等；AutoView可以允许用户通过AutoMod模型定义场景和摄像机的移动，产生高质量的A VI格式的动画；用户可以缩放或者平移视图，或使摄像机跟踪一个物体的移动，如叉车或托盘的运动；AutoView可以提供动态的场景描述和灵活的显示方式。
eM-Plant
Frame功能栏说明——Icon 3
Edit Icons Previous Icon(<) Next Icon(>)
打开图示编辑器(Icon Editor) 编辑物件图示 选取物件的上一个物件图示 选取物件的下一个物件图示
Frame功能栏说明——View 1
Frame功能栏说明——View 2
Show Object Labels： 显示标签，在rename时， 如果有输入标签名称， 就会在标签位置显示出 来
Show Predecessors： 显示物件的前连接线的 编号 Show Successors：显 示物件之后的连接线的 编号
Frame功能说明
• Frame的功能是 用来构件模型， 可以把Material Flow、 Information Flow、User Interface以及 Tools等的物件 放在Frame中， 并组成有意义的 系统模型。
Frame功能栏说明——Edit
Frame是母体，Frame1则是从 Frame用Duplicate复制出来的
Duplicate——不继承复制物件 2
不继承复制物件： 母Frame有任何 改变，子Frame1不 会随的变动。反的， 若Frame1有任何改 变Frame也不会有任 何改变。 如图，当Frame 改变其中一个物件的 位置，而Frame1并 没有跟着母Frame一 起改变位置。
Open Origin
Go to Origin Open Class Go to Class Up one Level
打开选取物件衍生来源Frame
关闭物件对话框并定位至来源物件 打开选取物件在物件库中的类别 关闭物件对话框并打开物件类别 回到上一层Frame
基于eM-Plant的生产物流系统仿真与应用
１ 企 业 生产 物流 系统 描 述
某钢 管厂 是具有 ４ ０多年 的钢 管 生产 历 史 ， 金 冶
部定 点生 产无 缝钢 管 的企业 。公 司拥 有 ｆ ０曼 式 穿 ９施 布局
整个 生 产线 由 ３个 车 间 组 成 （ 图 ２所 示 ） 生 如 ， 产成 流水 线式 作业 。
产线进行 建模 和 仿 真 ， 分 析 研究 的基 础 上 ， 出生 在 找 产 系统潜 在的作业 “ 颈” 瓶 和关 键路径 ， 以及 物流 制约 环节 ， 为生产 实 际改 善提 供 决 策依 据 ， 最终 实 现 提 并 高设备 利用率 、 降低成本 以及提高企业竞争力 的 目标 。
ｐ ｏ ｕｃｉｉｙ ｉ ｉ ｎ ｆ ａ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｒ ｄ ｔｖｔ ｓ ｓｇ ｉ ｃ ｎｌ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ． ｉ ｙ
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｌｇ ｔｃ ｙ ｔｍ ；ｍｏ ｅｉ ｇ； ｓｍ ｕ ａｉ ｎ；ｅ ・ ａ ｔ ｙｗ ｒ ｒ ｄ ｃ ｉ ｏ ｓｉｓ ｓ ｓｅ ｏ ｄ ｌｎ ｉ ｌｔｏ Ｍ Ｐｌｎ
生 产物 流 系 统 是 一个 高 度 动 态 、 度 变 化 的复 高 杂 系统 ， 对其 整个 系统 进 行 优 化 是 非 常 困难 的 。然
孔 机和 自动 轧管 机 、 链 条式 冷拔 机 、８ｍ 长退 火 ９根 ２ 炉、 ４台矫 直机及 其 附属 设施 和完 善 的现 代 化检测 设
第 ｌ 第 ５期 ３卷
２１ ０ ０年 ｌ ０月
工 业 工 程
Ｉ ｄ ｓｒａ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｎ ｕ ｔｉｌ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｏ ｒ ａ
Ｖ０．１ ． １ ３ Ｎｏ ５ ０ｃｏ ｒ２ ０ ｔｂｃ ０１
Em-Plant 物流仿真系统
路漫漫其悠远
§3.3 基本物流要素建模
1、物料（流动实体/临时实体） • 在离散仿真系统中，不能表示流体或散料，只能是单 元化的实体。 --Entity •
检修仿真
start--duration--interval-- stop availability % 和 mean time to repair --MTTR related to time
示例：ex3_3_3
路漫漫其悠远
§3.3 基本物流要素建模
4、存储单元 eM-plant的存储单元包括:
• buffer • iobuffer • sorter • store
示例：ex3_3_4
§3.3 基本物流要素建模
4、存储单元 （3）sorter
• 给每一个进入sorter的临时实体赋一个权值 • 按权值的大小，升序或降序确定离开顺序 • order --升序或降序 • time of sort --确定排序时间（有新实体进入或离 开）
• sort criterion -- 赋权值的方式
• single proc • paralle proc • assembly • dismantle station
路漫漫其悠远
四个时间属性
processing time set-up time recovery time cycle time
四种状态
• failed • paused • entrance locked • exit locked
路漫漫其悠远
物流系统基本建模对象
eM_Plant在流水生产线仿真研究中的应用
eM_Plant在流水生产线仿真研究中的应用摘要:文章详细分析了利用eM_Plant对一条流水生产线进行仿真的过程与方法,通过仿真找到影响企业生产的因素,并对改进后的方案进行仿真,为改进方案提供了理论支持。
关键词:eM_Plant;生产线;仿真近年来,我国的制造业、物流业发展很快,很多制造企业也在新建或改建自己的生产线,但由于规划和设计的不完善,很多系统在正式使用时都出现了问题。
仿真是对已经存在或尚未真实存在并且处于规划设计中的系统,构造系统模型并在计算机上进行仿真的复杂活动[1]。
通过对模型进行仿真实验,对实验数据进行分析,进而科学的开展系统方案评价和系统分析。
文章采用仿真软件eM-Plant作为仿真平台,以一条实际的生产线为例,详细研究了用em-plant仿真平台进行生产线建模和仿真的流程和步骤,通过对仿真结果的分析,找出瓶颈发生的单元,并提出了改进意见。
1eM-Plant简介eM-Plant是Tecnomatix公司开发的,主要用于离散事件系统的仿真,有很强的制造工程背景,是用C++实现的关于生产、物流和工程的仿真软件[2]。
eM-Plant 可以对各种规模的工厂和生产线进行建模、仿真和优化生产系统,分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等。
eM-Plant凭借视窗图像化的界面,可以很直观的展现仿真模型和仿真过程,在仿真的同时,用户可以及时更改仿真模型中对象的属性达到并行仿真的效果,同时动态的得到物件属性更改后所得的结果。
eM-Plant包含了许多抽象化的对象,这些对象包括信息流对象、物流对象和用于统计分析的工具对象。
通过对这些基本对象的组合可以实现仿真模型的构建。
2生产线仿真的基本过程生产线仿真的一般步骤从明确仿真目的到仿真结束一共经历七个步骤[3]。
①确定仿真目标。
进行系统仿真时,首先要确定仿真的目标,也就是仿真要解决的问题。
这是系统调研和建模的依据。
②数据收集。
数据收集的对象是仿真建模需要的相关数据。
eM-Plant简介
IMA
模型的继承性: Inheritance
快速变更 容易维护 不易出错
Child Objects
Simulation Model
IMA
Parent Objects
Application Object Library
eM-Plant 集成遗传优化算法
IMA
德国TMS公司采用eM-Plant/3D为客户提供高 质量的焊接生产线的3D可视化方案。
IMA
eM-Plant，提供丰富的系统接口
与Windows ActiveX、DDE接口； 提供Aris仿真系统接口； 独特的“基因遗传”优化算法提供系统仿真最优结果
与生产计划系统的Gantt图双向交互；
IMA
eMplant应用实例
码头集装箱
IMA
• 卡车生产线
IMA
物流分拣系统
Iant应用于物流供应链仿真
eM-Plant
对生产,物流进行可视化;计划编制、 优化的仿真工具
IMA
什么是eM-Plant? eM-Plant (原名SiMPLE++)
Simulation of Production and Logistic Engineering with C++
（用C++编写的用于生产和物流工程的仿真工具）
•基因遗传算法GA实现在eM-Plant环境下 的直接的最优结果寻找。
•直接简单的交互界面，无需专业的算法知 识 •提供诸如：最佳批次、最佳次序、最佳缓 冲大小等等。 Optimization Cycle
default configuration
基于eM-Plant的焊接单元物流仿真与分析
基于eM-Plant的焊接单元物流仿真与分析 ⼀、引⾔ ⽣产系统属于复杂离散事件动态系统，设计时需要评价的因素有经济性、⼈因学因素和单元重构性。
重构性可以通过咨询有经验的⼯程师进⾏评估，经济性和⼈因学因素的值可以⽤⼀定的⽅法进⾏定量分析。
当前应⽤中，多是对实际情况进⾏观察、记录和评价。
这种⽅法存在成本⾼、周期长等不⾜。
如果修改⽅案，会花费⼤量的⼈⼒物⼒和时间。
因此，计算机仿真对制造单元设计优化有极⼤的优势。
在计算机仿真中，建模质量的好坏将直接影响仿真结果的可信度。
eM-Plant是西门⼦公司数字化⼯⼚软件eM-Power中⼀个独⽴的模块，主要对⽣产系统的物流情况进⾏仿真规划。
应⽤eM-Plant可以模拟⽣产系统的运⾏并进⾏优化，它提供了多种分析⼯具帮助设计⼈员对⽣产情况进⾏多种分析，并且有多种信息输出⽅式，拥有专⽤的仿真程序语⾔Simtalk，可以灵活构建各种复杂的模型。
本⽂利⽤仿真软件eM-Plant从单元层和⼯位层建⽴焊接单元的仿真模型，并对仿真的结果进⾏分析，⽤分析数据进⾏评价。
⼆、焊接单元以吊轨⽣产车间焊接单元为例，主要分为四个区域：槽钢和连接板放置区、装夹区、焊接区及成品储存区。
各部分的功能和焊接过程如下：将槽钢从放置区搬运到夹具上，然后将连接板安装到夹具上，在装夹区将槽钢和连接板装夹、固定;夹紧夹具，槽钢和连接板固定在夹具上;槽钢和连接板安装结束后，利⽤吊车将其传送到焊接区;将夹具固定在焊接⼯作台上，使⽤两台焊接机器⼈焊接;焊接完成后拆卸焊接好的⼯件，放置在成品储存区，夹具传回装夹区(图1)。
图1焊接单元⽅案设计 三、焊接单元的物流分析 分析焊接单元，得到焊接单元的物流传送情况，如图2所⽰。
图2焊接单元物流⽰意图焊接单元的物流传送必须满⾜相应条件，通常先搬运槽钢到夹具上，再搬运连接板，接着进⾏夹具加紧。
焊接单元有两台夹具，必须等夹具到装夹区之后才能进⾏槽钢和连接板的安装。
焊接⼯位⼀次只能焊接⼀个吊轨。
eM-Plant仿真技术教程课程设计
eM-Plant仿真技术教程课程设计一、课程设计背景随着工业自动化程度的提高，传统的工业制造、加工流程由人工操作向自动化操作转变，电子信息和计算机技术在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
在这样的背景下，工业仿真技术得到了广泛应用。
eM-Plant仿真技术是一个用于工业设备和工业过程设计的程序，可以在数学模型和物理实验之间建立联系，加快工业设计的速度和准确性。
为了帮助学生更好地掌握eM-Plant仿真技术，提高其实际操作能力，本课程设计将重点介绍eM-Plant的基本功能和使用方法，并通过案例分析和实际操作练习，帮助学生深入了解eM-Plant的应用场景和实际操作技巧，提高其工业仿真技术的应用能力。
二、课程设计目标本课程设计旨在帮助学生掌握以下能力：1.具备基本的eM-Plant仿真技术基础知识和理论。
2.能够熟练使用eM-Plant仿真技术进行工业设备和过程的设计。
3.具备分析和解决实际工业生产中出现的问题的能力。
三、课程设计内容1. eM-Plant仿真技术基础•eM-Plant的概念和发展历程。
•eM-Plant仿真技术的原理和分类。
•eM-Plant仿真技术在工业生产中的应用和优势。
2. eM-Plant仿真技术使用方法2.1. eM-Plant界面介绍•eM-Plant软件安装和界面介绍。
•eM-Plant图形化操作界面和所包含的元件库。
2.2. eM-Plant仿真基础•eM-Plant网络拓扑结构的建立。
•eM-Plant基本元件的添加和配置。
•eM-Plant仿真结果的分析和处理。
2.3. eM-Plant案例分析•给定某一类型的工业设备，进行eM-Plant仿真建模与仿真结果分析。
3. 实际操作练习•利用eM-Plant仿真软件建立某一型号的工业生产线进行仿真。
•根据所建立的生产线，在eM-Plant仿真软件中进行实际操作和产量优化。
四、学生评估方式学生的评估方式主要分为两个部分：课堂表现和实际操作结果的评估。
《eM-Plant仿真技术教程》
随着虚拟现实技术的发展，EM-Plant仿真技术将与虚拟现实技术结合，实现更加逼真的实时仿真效果， 为模拟实验和培训提供更加沉浸式的体验。
新技术的应用场景
智能制造与工业自动化
EM-Plant仿真技术将应用于智能制造和工业自动化领域，为 生产线设计、工艺流程优化、设备故障预测等提供支持。
相似点
两者都支持基于组件的模型描述语言，适用于复杂系统的建模和仿真。
差异
EM-Plant更侧重于流程工业的仿真，具有丰富的工业模型库；Modelica则广泛应用于机械系统的建模和仿真。
与其他仿真软件的比较
相似点
市场上存在许多其他仿真软件，如AspenTech、SimulationX等。
差异
EM-Plant在流程工业仿真领域具有独特优势，尤其在实时仿真和优化方面表现突出；其他软件可能在 特定领域或特定应用场景中具有优势。
为新车型的开发提供支持。
案例二：机械系统动力学仿真
要点一
总结词
要点二
详细描述
机械系统动力学仿真案例展示了如何使用EM-Plant对各种 机械系统进行动力学仿真，包括机构、齿轮和连杆等机构 的模拟。
在机械系统动力学仿真案例中，通过建立机构、齿轮和连 杆等机构的模型，对机械系统的动态性能进行模拟。通过 分析系统的响应和振动，可以优化机构设计，提高系统的 稳定性和可靠性，降低故障率。
参数敏感性
分析参数对仿真结果的影响程度，确定关键参数和次 要参数，为参数优化提供依据。
仿真结果分析
结果分析
对仿真结果进行深入分析和解读，挖掘仿真结 果中的规律和特征。
结果可视化
将仿真结果以图表、图像等形式进行可视化展 示，方便理解和分析。
plant simulation介绍
自动优化
可通过 eM-Plant 遗传算法模块进行自动优化。在因系统参数和限制因素较多而难于 优化时，其它就显得尤其有用。
遗传算法会根据各种限制因素（如产量、库存、资源利用和交付日期等）来优化系 统参数。
根据生产线平衡和不同的产量，通过仿真这些解决方案来进一步评估，并能交互查 寻获得最优解决方案。
fact sheet
仿真系统性能
eM-Plant 仿真用来优化产量、解决瓶颈问 题和最大程度地减少在制品。模拟建模考 虑到了内部和外部供应链、生产资源和业 务过程，让您可以分析不同生产变更的影 响。您可以评估不同的生产线控制策略及 验证生产线和次级生产线的同步情况。该 系统让您得以定义不同的材料流规则及 检查其对生产线性能的影响。控制规则可 从资源库中选择并可将其进一步具体化 以仿真极度复杂的控制作业。 eM-Plant Experiment Manager（实验管理员）允许您同时定义多个实验，这样就能 有效地分析和优化系统。eM-Plant 会根据自定义参数执行不同的仿真作业并提供 实验结果。
Tecnomatix
eM-Plant — 制造过程管理 eMPower 解决方案
工厂、生产线及生产物流过程的仿真与优化
fact sheet
概述
Siemens PLM Software
eM-Plant 使用户可以仿真和优化生产物流系统与工艺。借助 eM-Plant 您可以对从全球生产设施、当地工 厂到具体生产线的各级生产厂规划的材料流、资源利用和物流情况进行优化。
eM-Plant 帮助用户：
检查和解决问题。如果没有该系统，那么在生产开发期间解决这些问题将耗费 大量开支和时间。
不影响要求产量的情况下，最大程度地降低生产线投资成本。 在实施前，通过执行已在仿真环境中确证有效的措施来优化当前的生产系统 。
基于eM-Plant的汽车焊装生产线仿真与优化技术研究
基于eM-Plant的汽车焊装生产线仿真与优化技术研究摘要：我国的焊接技术仍然处于发展阶段，随着我国的汽车生产在世界上的影响，势必会对于车身的焊接技术有所要求，传统的焊接技术不能满足人们对于新型汽车的要求，焊接技术在未来的发展中会向着高质量，高精度的技术要求发展，在焊接技术的发展过程中要时刻学习和关注国外的先进手段，及时掌握新材料在汽车车身上的应用，研究突破与之相适应的焊接手段，最终推动我国的焊接技术的发展。
汽车产业的发展需要有着坚实的基础技术支持，通过研究创新完善当下的焊接技术，不断的提升汽车的焊接质量，科学学习外国的先进技术，将适合我国的汽车焊接技术引入，不断的学习和改进，来提高我国的车身焊接技术，快速的改进满足当下的发展需求，降低生产成本，提升生产效率和质量，逐步缩短我国的汽车产业与国外的差距，最终实现自主性。
关键词：eM-Plant；汽车焊接；仿真与优化引言当前我国的汽车制造业正在加入发展，新的发展环境要求汽车技术向更加环保，更加严格的水平迈进，汽车的安全和舒适是越来越多的汽车制造商所追求的，汽车车身所需材料逐渐向轻合金，高强度钢进行转变，不同材料的使用对于车身焊接技术也有着不同的要求，在目前的汽车车身焊装生产线上，多数采用的是，摩擦搅拌点焊、胶接点焊、激光焊接、等离子焊接和中频点焊等焊接技术，计算机的出现使得越来越多的软件应用与汽车的焊装过程，本文对于基于eM-Plant的汽车焊装生产线仿真与优化技术研究，分析了仿真关键和软件的使用，为我国的汽车焊装发展奠定更加基础的技术。
一，eM-Plant软件的介绍与应用目前市场上存在着大量的仿真软件，每个仿真软件各有优点，对于汽车焊装生产线的仿真与建模，需要专门的仿真软件。
因此，有必要对各种仿真软件进行分析讨论，找出其中的收收者.其中，cM-Plant仿真软件的问世，解决了汽车焊装生产线的模拟仿真研究的问题，对汽车焊装生产线的建模分析提供一个良好的平台。
eM-Plant 7.0介绍
before implementation • Net profit Calculation • Exceptional handling
37
eM-Plant solutions - Global Planner
eM-Assembler Example: Camera Assembly
In the initial design stage the camera cannot be assembled due to a collision problem.
Improved camera design enables collision-free assembly.
models available in various body sizes and both genders
• MTM I analysis for cycle time
optimization
• Various ergonomic analysis methods
available, such as: posture analysis, energy expenditure, lifting force analysis, etc.
• Use simulation as documentation and
for animated work instructions
28
eM-Human Example:
Electronics Industry Workplace
Original workplace design
Improved workplace design
EM-Plant详细教程
23
無繼承複製：Duplicate
•
•
•
點選Frame_1，按右 鍵出現物件功能表。 點選Duplicate，來複 製Frame_1，是為 “無繼承複製”。 修改Frame_11之名稱， 更改為Frame_2
修改名稱
24
加入SingleProc物件
• 打開Frame_2之物件 • 加入一個SingleProc物 件，並與saw及Lacquer 站相互連結。 • 修改milling的名稱為 milling1 • 修改SingleProc的名稱 為milling2
此現象之主要原因是輪流配送(Branch)，因此輪到給 milling1加工就一定要給milling1加工，若還在加工中， 則會等待至加工完畢entity離開milling1後，再將entity送 入milling1加工，之後的entity才能往下一站送。
Frame_3分流
27
28
說明
• 在之前Frame_2時，entity是依照輪流的方式進行配送 給milling1及milling2。 • Frame_3系列將運用比例來分配entity。 • Frame_3_1將運用FlowControl物件來分配entity • Frame_3_2將運用Saw(SingleProc物件)中的Exit Strategy 來分配entity • 觀察Frame_3_1及Frame_3_2的在有無block的情況之下 的運作情形。
建立第一個Model
1
2
建立第一個model
• 將Training_Model下的Frame的名稱修改為Frame_1，並打開 Frame_1。 • 點選物件模板的物件，分別在Frame_1中插入一個Source、五個 SingleProc，一個Drain，從中了解物件如何擺入Frame中。 • 運用Connector來連結個物件，若要連續點選，則可以 “ Ctrl鍵+ 滑鼠左鍵 ”，可以連續點選或插入物件 • 更改Frame_1裡的物件名稱 • 指定Milling的作業時間為8分鐘 • 加入EventController • 執行模擬，觀察模擬情形 • 到InformationFlow的Toolbar中加入一個Method，並將名稱更改為 reset，觀察Method圖形之變化 • 在reset中輸入deletemovables的字串後儲存
生产系统仿真软件，实现数字化工厂的利器！
⽣产系统仿真软件，实现数字化⼯⼚的利器！⽣产系统仿真的简介及作⽤:⽣产系统是⼀个为了⽣产某⼀种或某⼀类产品，综合⽣产⼯艺、⽣产计划、质量控制、⼈员调度、设备维护、物流控制等各种技术为⼀体的复杂系统。
影响该系统的因素太多，导致⽣产管理⼈员难以驾驭这样的系统，但是通过系统仿真的⽅法，可以解决⽣产及其物流过程中存在的很多问题，这些问题主要体现在:系统⽣产率、⽣产周期、在制品库存、机器利⽤率和⼈员效率、设备布置合理性、⽣产成本。
建⽴可视化的⽣产系统仿真模型，并输⼊相关⽣产系统参数或改变参数并仿真运⾏，反复运⾏，可以发现如下问题。
如：瓶颈在哪？⽣产系统⽅案是否可⾏？从⽽提⾼决策效率、准确性。
⽣产系统⾼效运⾏是企业盈利和⽣存的关键。
⽽⽣产系统⾼效运⾏的评判指标是：减少⽣产中的⼀切浪费，⽤最少投⼊得到最⼤产出。
随着⼯业机器⼈在⽣产系统中的⽇益普及，⽣产系统仿真软件和机器⼈技术也逐步融合⼀体化，即⽀持⽣产线的布局规划，物流系统⼯艺，也⽀持机器⼈⼯作可达性、空间⼲涉、效率效能、多机器⼈协同，能输出经过验证过的机器⼈加⼯程序，提升⼯艺规划效率。
⽣产系统仿真侧重于对⽣产线、⼯艺、物流等的仿真，在虚拟环境中对其进⾏优化。
随着现代产品的复杂性增加，其⼯艺更加复杂，传统的流⽔线形式⽆法满⾜很多特定产品的⽣产过程，这就需要对产线的布局、⼯艺、物流进⾏设计，以避免出现效率及成本的浪费。
⽣产系统仿真主要包括以下内容：①⽣产线布局仿真针对新⼯⼚建设与现有车间改造，基于企业发展战略与前瞻性进⾏三维⼯⼚模拟验证，减少未来车间调整带来的时间和成本浪费。
②⼯艺仿真真实反应加⼯过程中⼯件过切或⽋切、⼑具与夹具及机床的碰撞、⼲涉等情况，并对⼑位轨迹和加⼯⼯艺进⾏优化处理。
③物流仿真通过物流仿真优化⼯艺、物流、设施布局、⼈员配置等规划⽅案，提升数字化车间规划科学性，避免过度投资。
④机器⼈仿真基于三维空间，验证机器⼈⼯作可达性、空间⼲涉、效率效能、多机器⼈联合加⼯等，输出经过验证过的加⼯程序，提升⼯艺规划效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
eM-Ｐｌaｎt 生产系统仿真软件功能介绍ｅM-Plaｎt是用C++实现的关于生产、物流和工程的仿真软件。
它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具,系统结构和实施都满足面向对象的要求。
e M－Plant可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业,建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链，以便于承接不同大小的订单与混和产品的生产。
它使用面向对象的技术和可以自定义的目标库来创建具有良好结构的层次化仿真模型,这种模型包括供应链、生产资源、控制策略、生产过程、商务过程。
用户通过扩展的分析工具、统计数据和图表来评估不同的解决方案并在生产计划的早期阶段做出迅速而可靠的决策。
用ｅM-Ｐlaｎｔ可以为生产设备、生产线、生产过程建立结构层次清晰的模型。
这种模型的建立过程，使用了应用目标库（Appliｃation Object Librari ｅｓ)的组件,而应用目标库(AｐｐｌicaｔioｎObjｅct Libraｒies)是专门用于各种专业过程如总装、白车身、喷漆等等。
用户可以从预定义好的资源、订单目录、操作计划、控制规则中进行选择。
通过向库中加入自己的对象(objecｔ)来扩展系统库，用户可以获取被实践证实的工程经验用于进一步的仿真研究。
使用e M-Ｐlant仿真工具可以优化产量、缓解瓶颈、减少在加工零件。
考虑到内部和外部供应链、生产资源、商业运作过程,用户可以通过仿真模型分析不同变型产品的影响。
用户可以评估不同的生产线的生产控制策略并验证主生产线和从生产线(sub-liｎｅs）的同步。
ｅM－Pｌａｎt能够定义各种物料流的规则并检查这些规则对生产线性能的影响。
从系统库中挑选出来的控制规则（ｃontrol rｕlｅs）可以被进一步的细化以便应用于更复杂的控制模型。
用户使用e M-Plａｎｔ试验管理器（ExｐerimenｔManageｒ)可以定义试验,设置仿真运行的次数和时间,也可以在一次仿真中执行多次试验。
用户可以结合数据文件，例如Exｃeｌ格式的文件来配置仿真试验。
使用ｅM-Pｌant可以自动为复杂的生产线找到并评估优化的解决方案。
在考虑到诸如产量、在制品(invｅｎtｏｒy）、资源利用率、交货日期（ｄeｌivery daｔes）等多方面的限制条件的时候，采用遗传算法(geｎetic aｌgoｒiｔhms）来优化系统参数。
通过仿真手段来进一步评估这些解决方案，按照生产线的平衡和各种不同批量,交互地找到优化的解决方案使用ｅM－Plant分析工具可以轻松的解释仿真结果。
统计分析、图、表可以显示缓存区、设备、劳动力（persｏnnel）的利用率。
用户可以创建广泛的统计数据和图表来支持对生产线工作负荷、设备故障、空闲与维修时间、专用的关键性能等参数的动态分析;由e M－Plant可以生成生产计划的Gantt图并能被交互地修改。
1. eM－Pｌant的主要技术特点有:。
面向对象的技术；。
建模和仿真的图形化和集成的用户环境;。
层次结构化;。
继承性;。
对象概念;。
程序驱动的建模;。
模型的可变性和可维护性;。
接口与集成;。
下面对上述的特点进行简单解释1．１图形的和原型化的集成用户环境使用传统的仿真软件,用户需要首先建立一个完整的模型,然后运行仿真,最后用产生的仿真文件来描述过程。
用户在仿真过程中不能改变仿真模型,即使在该阶段的错误能够很容易地确定。
在eM-Planｔ的集成的和图形化的用户环境下，关于模型的所有功能和信息在任何时候都是图形化的表示,能够进入。
因此，即使没有启动仿真,在建模、测试阶段,也能够对模型的部分进行仿真和动画显示,同时,在仿真过程中,关于模型的所有接口都是有效的,用户可以随时修改模型参数和属性。
它对于模块化和结构化的程序非常有用，可以为用户带来下列好处：不需要花费大量时间进行预定义;可以对程序进行有效的跟踪;过程之间界线非常清楚;１．２层次结构化在eＭ-Pｌａｎt中可以自顶向下逐步建立仿真模型，在建模过程中能够随时添加其他层次结构。
每一个模型都是一个模板，模板可以输入输出进行不同的组合，因此，在一个大的系统中,不同的用户能够并行地工作。
在eM-Planｔ中，模型层次的个数是没有限制的,因此,在系统的设计中,用户通过附加层次,可以将设计细划到所需要的任何程度。
同时,在仿真过程中，不同层次上的模型能够同时仿真,所以，用户可以观察系统在不同层次上的活动。
产生的层次可以被删除,在模型的规划中，也能够将复杂的模型简化。
这种层次化的表示方法,使eM－Ｐlant具有渐进式建模能力,用户不需要预先规划就能够动态建立系统的模型结构。
1.３继承性继承性是面向对象的一个主要特性，它是有效建模的决定因素。
一个对象继承了类的所有特性和结构，只要类的属性发生变化，它的所有对象也随之改变。
１.４对象概念在eM-Pｌant中,利用基本对象（BａsiｃOｂｊeｃt),任何应用都能够通过图形化和交互式方法产生。
应用模板(Apｐlicatｉon Tempｌａtｅs）包含了基本对象和构造的应用对象，根据需要,用户可以用应用模板来更新基本模板。
因此,它能够提高用户建模的效率。
eM-Plaｎt提供的面向应用的库包括基本对象和应用对象。
１.5程序驱动建模eM－Pｌant具有图形化和交互化建模能力,同时，它通过编程语言“SimTA ＬK”进行过程的定义和参数的输入,也能够建立完整的仿真模型。
1.6 模型的可变性和可维护性由于仿真系统在计划阶段是并行进行的，因此,有一些初始的设置，在后面的建模中需要改变，eＭ－Pｌaｎt具有的渐进式建模功能使用户能够改变仿真模型。
1.7接口和集成一个仿真系统不仅要求能够单独运行，而且,需要将其集成到其他系统中，而这种集成并不是简单的数据交换，因此，对于一个仿真系统需要具有一些标准的接口。
eＭ-Plant提供了与其他程序的下列接口:ＡSCＩI文件SQL数据库动态数据交换DDＥ（Dｙnaｍｉc Dａｔa Exｃhangｅ）开放式数据接口ODBＣC程序接口2.仿真模型的建立1．建模的特点:。
模型大小无限制；。
“自顶向下”和“自底向上”的建模;。
在参数级水平的继承性控制；。
模型的结构层次无限制（取决于硬件的限制）；。
各种建模的辅助工具:对象的自动连接、激活位置的显示、连接线的隐藏等;。
最佳的统计分布数据的计算;。
eM-Pｌａnt模型的外部操作；2.建模使用的对象。
物流的基本对象：仿真源、工作站点、生产线、缓冲、存储站、小车、零件等；。
信息流的基本对象：数据、列表、生成器、控制方法、时间表等;。
其他基本对象：事件控制器、网络、连接器、打印。
随机分布参数：它支持常数分布、均匀分布、正态分布、对数正态分布、几何分布、指数分布、超几何分布、三角分布等;。
用户能够定义每一个基本对象的属性；。
利用用户定义的对象模板，应用对象能够作为基本对象使用；。
应用对象能够再利用;３．建模中的图片和图形。
图形编辑器能够定义和修改每一个对象的背景图片;。
在事件驱动的动画中可以改变图片显示;。
图片库包含各种对象的图标；。
外部图片能够作为动画的背景;。
在时间序列中可以输出几种模型参数；。
显示单个参数的值;。
对象之间连接器的宽度和颜色可以控制；。
在仿真和表示仿真结果的时候能够动态表示模型参数;4．建模中的信息处理SimTAＬK：通过简单的命令和语言结构,建立面向对象的建模语言;通过SｉmTALK、信息流模块和5０多个数学函数，信息处理和管理具有较强的柔性和功能；在建模过程中控制的交互测试和校正;在几个对象中使用的全局和局部的控制;控制结构之间互相有接口;物流和信息流能够单独建模；物流的路径和顺序有标准的规则控制；能够改变依赖时间的属性和参数;用于计算和评估的数据能够筛选；最佳的数据分配计算;建模中的调试跟踪控制和支持的建模有效性;在整个仿真模型中跟踪单个事件进行分析；3．仿真过程在开始仿真时,可以进行任意的装载;在仿真过程中可以存储模型状态;在仿真过程中能够改变模型和参数；仿真的速度可以任意设置；在仿真中能够进行数据交换；在仿真中或仿真完成后,能够对模型值进行图形表示和评估;能够对任意时间的仿真结果进行统计;用曲线分析仿真；4.仿真结果仿真结果可以用一些图表来显示：５.eＭ-Ｐｌant的模块结构ｅM-Plａnt是生产系统和处理过程的面向对象的建模、仿真的软件,是生产、物流和工程的计划和优化的有力工具。
根据需要，ｅＭ-planｔ可有不同模块组成,包括基本模块和应用系统模块5.１基本模块(eM-Pｌanｔｐｒoｆeｓsｉonal)ｅＭ-Ｐlａnｔproｆessｉoｎal是eM-Plant的基本模块, 它的基本功能是运用基本对象（Ｂaｓic Objeｃt）或应用对象（ApplｉcatｉｏｎObｊect）建立仿真模型; 运行这个模型、分析系统行为如产量、瓶颈及缓冲区等,给出分析结果。
建模所用的对象库（ObjecｔＬiｂrary)包含基本对象(Bａsic Obｊｅcｔ）和应用对象(Applicａtion Object)。
基本对象分为物流对象和信息流对象,应用对象是通过基本对象产生的,它可以任意放到对象库中，以备将来使用。
一个应用对象可能是一个基本对象的框架，或者一个完整的模型,或者一个模型的一部分,或者是几个基本模型的组合;建模过程可以通过鼠标拖拽对象并把它们联接起来在屏幕上交互地完成，也可以在现有的应用模板的基础上剪裁、编辑来完成,需要时还可以用编程语言Si ｍTAＬK来完成。
编程语言ＳimTALK作为一个仿真控制策略描述语言，解释模型的控制方法,控制模型的行为,它提供了一便捷的编程环境、为eM－Ｐｌanｔ程序提供跟踪、调试功能;在仿真完成后，eM－Plant可提供多种形式的统计结果，包括文本式报告、统计图表;eM-Planｔ具有三维可视化功能，仿真系统的动画（2D/3D）能够在线运行；5．2选项模块ｅＭ-ｐlanｔ的可选模块包括：ｅM-ｐlａｎt＿Genetｉc Aｌgｏrｉｔhm (遗传算法）:它为eＭ-plant提供了遗传算法,它是通过对话框和表来配置的，因此，它的使用并不需要编程经验。
利用遗传算法,可以解决传统方法不能解决的问题。
eＭ-plant_ＧaｎtｔChart (Gaｎtt图):它是一个生产计划图形表示和交互操作的软件，eM-pｌanｔ的仿真结果用Gannｔ图表示,并且用户能够进行操作。
它有两种不同的表示方法，一种是资源的图形表示,另一种是顺序的表示。
5.3接口模块ｅM-plaｎｔ_Ｃ:C程序接口：它为外部的C程序提供了一个接口，它使得C程序可以象SｉmTAＬK一样,来调用ｅＭ-plａnt的列表、对象和方法。
eM-planｔ_ＤＤE:动态数据交换:它是eM-pｌaｎｔ的一个动态数据交换接口，允许在不同的程序之间动态地交换数据。