数字化制造系统规划和建模仿真

4.3研究实例
上述讲的都是运输设备（AGV,OHS,OHT),也可以用输送设备（如各种输送机）
3.2基于Arena软件制造过程仿真运行机理：
首先创建一个 Create 模块产生实体 (Entity) ；所要求的功能通过 Assign模块及Process模块进行设置；运行时，实体触发Assign模块和 Process模块后，自动满足设置的条件，并按该设置条件进行加工加工 完成后，通过Dispose模块清除实体。
数字化制造系统规划过程
2.2数字化生产线的规划 数字化生产系统规划原则是:给定生产系统的生产纲领,合理地 选择构成生产系统的设备,优化系统的各种参数(工位数、缓冲区容 量等),把加工或装配任务分配给各工位或设备以使之负荷平衡，对 设备进行合理的布局 ,以使得这一生产系统能够满足制定的生产率 要求,并且生产系统的总成本尽可能小。
对于商贸企业而言，向供应商订货会增加产品库存，而收到客户订单向客户交付产品后，库存会减少，但两者之间在时间 和数量上都是不平衡的，从而导致了库存的产生。假设某企业平均每个0.8小时就会收到一个客户订单来购买某商品，每 个客户订货的数量是不一样的，据统计，有10%的客户会订购1件该商品，30%的顾客会订购2件该商品，40%的顾客会订购3 件该商品，20%的顾客会订购4件该商品。为满足客户的需求，该企业没10天向供应商订货一次，每次订货量为1000件。 我们关心的问题是在接下来30天内的平均库存水平。
建模
仿真
离散 性 随机 性 多层次性
混沌 性
数 字 化 系 统 特 点
1.2为什么要进行数字化制造？
提高生产 决策水平
优化资源结构 和生产过程
减少产品 上市时间 提高企业 竞争力
二、数字化制造系统的规划与仿真
2.1 数字化制造系统建模、规划与仿真体系 数字化制造系统的规划包括整个工厂、车间、生产单元 ( 生产线 ) 和设 备/工位等层次； 系统的模型应该在功能结构上等价于真实的系统 ,可以反映出内在关系 和外在表现,并且具有一致、稳定和开放体系结构；

构建虚拟的数字化工厂环境 ,以期在实际工厂建设投产之前 ,就能对其 性能进行系统和综合评价优化,数字化制造系统的规划设计也存在一个不断 规划、调试、优化的过程；
数字化制造保证产品设计在制造阶段的成功实施,是一个建模---规划--仿真---优化生产制造系统的过程。
图 数字化制造系统建模、规划与仿真体系
数字化生产线的规划设计一般可以分为以下四个步骤： (1)初步规划 (2)详细规划 (3)建模仿真 (4)优化评价
2.3数字化工厂
The vision of the digital factory数字化工厂的可视化
Digital manufacturing links product development, production planning, and facility planning 数字制造环节的产品开发、生产规划和设施规划
三、数字化制造系统的仿真建模
与传统制造技术相比,数字化制造技术的关键是建模与仿真技术。建模和仿 真技术不仅仅是一种计算机辅助分析的支撑技术 ,也是企业从传统制造向可预 测制造转变的一种新方法、新模式。
3.1面向对象的仿真建模方法
数字制造系统建模就是运用适当的建模方法将数字制造全生命周期的各个对 象、过程等抽象地表达出来,并通过研究其结构和特性,进行分析、综合、优化及 仿真。数字制造系统是比较典型的离散事件动态系统,具有规模庞大、结构复杂、 功能综合和因素众多等特性。现有的模型化方法主要采用数学模型,但数学模型的 精确性与方法的有效性之间往往是矛盾的,所以仅仅依靠数学模型难以描述复杂的 数字制造全生命周期。 在建立生产制造系统的仿真模型时,应该把传统的着重于描述离散事件系统动 态行为的建模方法和着重于模型的可扩充和可重用性的面向对象方法结合起来,分 析生产系统各成员的组织层次、行为和交互作用,从结构、功能、信息和控制等角 度,对其建立统一的面向对象的仿真模型。 面向对象的仿真建模方法是通过对象描述系统功能、结构、信息和控制等方 面的特征,通过描述生产制造系统的对象特征、对象行为及其之间的相互关系来进 行系统建模,实现生产制造系统中的物流、信息流和控制策略的分离 ,全面反映制 造系统随机的动态过程和特性 ,这是进行离散制造系统建模的有力工具 ,有力支持 生产制造系统的分析和设计。
Fra Baidu bibliotek
四、基于Arena的制造系统建模仿真实例
4.1半导体制造系统
4.2半导体晶圆制造Interbay物料运输系统规划、建模、仿真
布局规划，如何抉择
Layout Option (布局选择）
Fig.2 Fig.3 Fig.4
No. of Stockers （货架数量）
X 0.7X 0.6X
No. of OHVs （小车数量）
Y Y 1.05Y
Since Stocker quantities drive the overall cost of the (AMHS,Automated Manufacturing Hndling System,自动 物料 运输系统 ), any reduction in Stocker quantities directly impacts the overall cost of the AMHS in a big way. As it can he seen from Table, the cost reduction is significant when aggregated across the whole factory and providing layoutchange flexibility.
数字化制造系统的规划与建模仿真
目录
• • • • • • 数字化制造系统概述 数字化制造系统的规划与仿真 数字化制造系统的仿真建模 基于Arena的制造系统建模仿真实例 结束语 参考文献
一、数字化制造系统概述
1.1什么是数字化制造技术？
知识
What
融合
优化
数字化 制造技 术
数字化 技术
传统制造 技术