当前位置:
首页 > 互联网+ > 产品/运营 > 生产系统仿真:Plant Simulation应用教程pdf/doc/txt格式电子书下载

生产系统仿真:Plant Simulation应用教程pdf/doc/txt格式电子书下载

本站仅展示书籍部分内容

如有任何咨询

请加微信10090337咨询

生产系统仿真:Plant Simulation应用教程pdf/doc/txt格式电子书下载

书名:生产系统仿真:Plant Simulation应用教程pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语:

作者:周金平著

出版社:电子工业出版社

出版时间:2011-11-01

书籍编号:30213979

ISBN:9787121146992

正文语种:中文

字数:550000

版次:1

所属分类:互联网+-产品/运营

全书内容:

生产系统仿真:Plant Simulation应用教程pdf/doc/txt格式电子书下载








内容简介


生产系统研究的基本对象是生产系统的效率、质量、交期和成本,生产系统仿真则是对生产系统的各个组成环节建立仿真模型,通过仿真技术使系统性能优化、效率提升和浪费减少。系统仿真技术已经广泛地应用到生产系统各个领域。


本书针对生产系统中的经典问题进行相关分析,并建立基于Plant Simulation的仿真模型及相应的优化算法。全书共分8章:第1章详细介绍生产过程中的波动对生产系统效率的影响,重点分析生产线暂存区对产出率的影响;第2章建立订单型制造企业生产线和装配线的物料配送仿真模型,并对其中关键参数进行优化;第3、4章对设施规划中的两种经典布置方法进行详细分析及建模,通过模型可以非常快速地得到最优布置方案;第5、6章全面系统地介绍生产计划调度的各类FSP和JSP问题的求解方法,并提出一些改进的算法,以配合仿真方法的运用;第7章针对人机作业分析,进行仿真建模;第8章对工厂的仓储、车间等作业场所进行相关物流仿真。


本书可作为工业工程、机械工程、生产管理等相关专业的教材,适合高年级本科生和研究生使用。同时,本书内容非常适合高校建立创新性试验平台时使用,对从事生产系统仿真、生产计划与调度等的技术人员来说,本书更是一本难得的参考书。

前言


数字化制造是指制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融合、发展与应用的一种先进制造技术,也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。国内外的汽车、航空航天等高端制造业越来越多地采用数字化制造技术来重新制定企业未来发展战略。通过数字化制造系统,制造工程师可以在一个虚拟的环境中创建某个制造流程的完整定义,包括加工、装配线、加工中心、设施布局、人机工程学、资源等。在制造产品前,出于重用现有知识和优化流程的考虑,可以对产品的生产流程进行仿真优化、最佳工厂布局设计等。因此,生产系统仿真作为数字化制造核心领域之一,越来越受到高校、研究机构和企业的重视。


生产系统属于典型的离散事件动态系统,生产系统仿真建模方法大体上分为形式化建模(排队网络、Petri网方法等)和非形式化建模(活动循环图、流程图和面向对象的方法)两类。面向对象的方法来源于面向对象的编程,强调运用人们日常的逻辑思维方法和原则,包括抽象、分类、继承、封装等。目前,很多系统仿真软件均采用了面向对象的方法来建立仿真模型,Plant Simulation就是典型的面向对象的仿真软件。


作为数字化制造领域领先的系统软件,Siemens(西门子)公司的Tecnomatix系列软件在国内的高端制造业应用非常广泛,在高校的教学科研中也得到了普遍的使用。生产系统仿真软件Plant Simulation(原eM-Plant软件)的应用除了在高端制造业外,在离散制造业尤其是中小型企业也得到了越来越广泛的应用,通过国内各专业学术期刊科研论文的检索就可以发现,国内高校和科研院所应用Plant Simulation作为仿真软件平台的不计其数。


2005年一次偶然的机会接触到Tecnomatix的eM-Plant 7.0版物流系统仿真软件,通过台湾的一些高校网站找到了一些简单的中文资料,就开始了自学eM-Plant的过程,并以ID“老马多拉”在ITPUB论坛上介绍该软件的使用。也就是从这一年开始,我校工业工程专业抛开了其他的仿真软件,选用eM-Plant作为“工业工程基础”、“系统仿真”、“试验设计”、“设施规划与物流分析”和“生产计划与控制”等课程的仿真试验软件。2008年,Siemens公司推出eM-Plant的升级版本Plant Simulation V8.2,我校也正式成为该软件的合法用户。


当重庆理工大学的施於人老师出版第一本介绍eM-Plant技术教程时,我非常有幸成为该书的技术外审专家。有缘于此,作者深感有必要编写一本生产系统仿真应用方面的教材,特别是Plant Simulation在生产系统仿真及工业工程领域的应用。这个想法得到了西门子工业软件(上海)有限公司的大力支持,尤其是得到了教育事业部的刘明孝经理的鼎力相助,在选题、内容确定和书稿出版等方面,无不凝聚着刘老师的心血。


本书的构思和写作前后花了近三年时间,包括仿真模型的建立和调试,其中内容的确认推敲了很久,有些内容是作者近期参与相关课题的内容,有些是对外培训时客户的实际案例,更多的则是实际讲授“设施规划与物流分析”和“生产计划与控制”等课程时的综合性试验、设计性试验内容。因此,本书的一个显著特点是没有长篇的理论介绍,而是将理论分散到建模过程中讲述,是生产系统各领域的综合应用;应用工业工程的方法来提升生产线产出率,进行企业内部物流配送优化、车间布置优化、流水线平衡、生产计划与排程优化、人机作业分析和仓储仿真优化等经典工业工程问题的讲述与建模。


同时,为使读者更好地掌握Plant Simulation,本书建立的仿真模型除第1章外,所有模型均采用了参数化设计的思路,只需简单的修改和扩充,就可以在现有模型基础上开发面向本科教学、研究生教学的仿真实验平台,也可以面向科研课题和企业实际应用进行快速扩充应用。基于这些模型,已将书中模型应用到纺织印染企业的生产计划与调度、快速公交BRT停靠站台优化仿真研究及HP打印机生产线OBA在线抽检生产系统仿真等实际应用案例中。


本书由广东工业大学机电学院工业工程系周金平编写,由西门子工业软件有限公司高级技术顾问、PLM软件专家汪锐审校。本书的编写工作得到了广东工业大学教育教学改革工程项目(2010Y029;2010Y030)和2010广东省特色专业建设项目的支持,广东工业大学苏平教授对本书第5章部分内容及算法提供了支持,饶中老师对第7章部分内容提供了素材。同时,本书参考了大量文献,再次谨向这些原文作者表示感谢!


感谢西门子工业软件(上海)有限公司刘明孝经理、汪锐工程师!


感谢广州安镁思软件有限公司的刘海军经理在软件培训等方面的无私帮助!


感谢广东工业大学机电学院的伍乃骐教授,是他将我引领到工业工程这个神奇的领域!


感谢电子工业出版社许存权编辑的支持和鞭策!


生产系统仿真是一门处于发展变化中的综合性学科,由于作者水平和学识有限,书中难免存在不足和错误之处,敬请读者朋友们批评指正,谢谢你们!


周金平


于广州小谷围岛

第1章 流水线暂存区的仿真试验设计


生产物流指从原材料、燃料、外购件投入到生产系统中,再经过下料、发料、运送到各加工点和存储点,以在制品的形态,从一个生产单元流入另一个生产单元,按照规定的工艺路线,进行加工、储存,并借助一定的输送装置,从某个节点流入,又从某个节点流出,始终体现着物料实物形态的流转过程。柔性、快速响应需求能力、产品多样化和产品质量是衡量一个生产物流系统生产运作质量的主要指标。


生产物流系统是一个复杂的综合性系统,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,可以研究和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:


①系统生产率。


②生产周期。


③在制品库存。


④机器利用率和人员效率。


⑤及时交货。


⑥设备布置合理性。


⑦生产成本。


……


在本章中,以常规的Flow Shop(流水作业生产线)为研究对象,通过仿真方法来了解与工站间缓冲区设置相关的一些问题。本章先建立基本流水线模型,通过仿真试验的方法优化工站间的暂存区大小,第2章再讨论准时制生产方式下装配线物料配送相关策略。

1.1 Flow Shop暂存区模型


生产物流系统中生产线的组织方式有串行生产线、并行生产线及串行和并行组合成的混合生产线。生产物流系统中串行生产线属于最简单的离散事件动态系统,且广泛地存在于现实的工业生产中,如汽车装配线、啤酒饮料灌装线等。对这些生产线进行分析就可以发现,它们都是由一系列的加工工站及工站间的暂存区组成的,如图1.1所示。在串行生产线中,原材料是按照产品的工艺路线,按顺序经过每个工序和中间的存储区,最终形成成品输出系统。在串行生产线中的各存储区容量的大小和存储区位置的设置及它们与生产率之间的关系一直是研究的一个方向[1][2][3][4][5][6][7][8]

016-01

图1.1 Flow Shop流水线示意图

影响生产线产出率的因素有很多,物料批处理方式、工站间缓冲区设置、工站的加工时间变动、工站的故障率等[9]。下面从仿真的角度来探讨这些因素对生产线产出率的影响。

1.2 开始一个新项目


启动Plant Simulation(V8.2或者V9.0),新建一个模型,初始状态如图1.2所示。

016-01

图1.2 新建Plant Simulation模型

1.2.1 初始准备工作


1)如图1.3(a)所示,选择“文件→加入对象→遗传算法”,可以发现Explorer下方的对象类库(Class Library)中弹出了一个GA文件夹,Toolbox工具栏增加一项Genetic Algorithms(遗传算法)y标签页。


2)右击Basis,在弹出菜单中选择“保存/载入→增加对象→遗传算法”,在弹出的对话框中找到Plant Simulation的安装目录的Tools,首先加载GAWizard.obj遗传算法向导对象,如图1.3(b)所示。

016-01

图1.3 加载Plant Simulation外部应用模块

3)重复上一步加载GanttWizard.obj甘特图对象(ExperimentManager实验管理器对象是默认载入的),加载完成后观察Toolbox和Class Library有什么变化,后续教程中加载其他外部对象的步骤与此一致。


4)如图1.2所示,Class Library中的Models文件夹改名为DOE_Sim(或者新建一个文件夹再改名),Frame模型层改名为SingleLine。


1.2.2 建立基本生产线模型


在SingleLine模型层中插入如图1.4所示的对象(所有对象的参数均先不设置),将各对象如图1.4(a)所示用Connector对象连接起来。要显示各个对象标签名称,选择模型层SingleLine的主菜单“View→Option→Show Object labels”。

016-01

图1.4 新建两条Flow-Shop生产线

1)EventController按图1.4(b)所示设置,仿真时间为连续的100h,即4d4h。


2)方法Reset是系统初始化对象,属于系统方法,一般做法是插入一个Method后改名为Reset,然后图标就变为系统图标了。


3)方法Set_Vars属于用户自定义的方法,一般采用蓝色图标的Method(方法)表示不直接运行的方法;而显示为绿色的Method则表示可以直接运行。注意,这不是强制性规定,只是一种建议和习惯而已。右击Set_Vars,在弹出菜单中选择Show Attributes and Methods(或者单击Set_Vars图标再按F8键)。在对象的属性对话框中找到CurrIcon项,单击该栏任意位置打开,在弹出的对话框中将Standard改为User,关闭属性对话框,返回模型层,如图1.5所示,Set_Vars变为绿色的图标了。

016-01

图1.5 用户自定义方法的设置

1.2.3 设置模型的全局变量


在Plant Simulation中,一般使用Information Flow(信息流对象)中的Variable对象来定义变量,这些变量放置在模型层内。当全局变量比较多时,可能导致模型层内的布局显示比较混乱,或者不太美观。如果将全局变量进行分类就会发现可以将其分为两类:需要显示信息的和可以不用显示信息的。一般情况下,推荐将不用显示信息的全局变量采用下面的方式来定义。


1)单击模型层主菜单Tools,在下拉菜单中选择Custom Attribute,如图1.6(a)所示。


2)在弹出的对话框中单击New按钮,弹出如图1.6(c)所示的变量定义对话框,按图1.6(b)(或表1.1)所示的变量及数据类型分别定

....

本站仅展示书籍部分内容

如有任何咨询

请加微信10090337咨询

本站仅展示书籍部分内容
如有任何咨询

请加微信10090337咨询

再显示