基于Flexsim的车间制造系统的建模与仿真

摘要

随着全球化生产竞争的加剧，各厂家都在为降低成本、取得更大利润而不懈努力，其中改善制造系统的物流系统是提高利润的一个有效的途径。
　　 在分析制造系统建模与仿真的研究现状的基础上，采用Petri网对生产物流建模。由于Petri网模型具有较强直观性、可达性、有界性、活性、可逆性、可持久性、同步性和公平性，特别适合对离散事件系统进行建模与仿真。而仿真技术可为生产线实际运行提供参考依据，发现瓶颈问题，为实际系统的运作效率提高提供合理改善方案。实际上，在制造企业进行产品设计和制造的过程中，计算机仿真一直是必不可少的、有益的工具，它在减少人力物力的浪费，缩短产品开发周期，提高产品质量方面发挥了巨大的作用。随着制造技术的发展，计算机仿真的应用面临着新的要求。仿真技术的应用领域也日益扩大，从传统的制造领域扩展到产品的设计开发，加工流程的过程仿真和加工计划的优化等领域。
　　 围绕制造系统的建模与仿真，本论文主要完成以下几个方面工作：
　　 1．本文以某厂的生产线为研究对象，分析了该生产线的特征和组成结构，并进行了建模和仿真分析。对生产线系统的多层次递阶结构，按照功能对各个层次的对象进行了分类，利用Petri网对生产线进行建模，并对该Petri网模型进行分析。
　　 2．分析了Flexsim软件和离散事件系统的仿真技术，将Petri模型转化到Flexsim仿真环境中，利用Flexsim仿真软件对生产线进行三维仿真，确立了各实体之间的对应关系以及信息传递方向，然后按照生产计划对生产线的运行状况进行了模拟分析，得出加工设备的机床利用率折线图和空闲率图，从中找到系统存在的问题。
　　 3．针对生产线的瓶颈问题，根据实际生产情况提出优化设计方案，利用Flexsim软件对优化后的方案进行仿真，得出机床的使用率折线图和空闲率图，并比较优化前后结果，从而得知优化后机床的使用率明显提高，生产线流动更顺畅。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 制造系统的仿真概述

1.3 制造系统建模与仿真的研究现状

1.3.1 制造系统建模的研究现状

1.3.2 制造系统的仿真方法

1.4 课题的研究内容及组织结构

1.4.1 本文的研究内容及主要方法

1.4.2 本文组织结构及逻辑关系

第二章 制造系统的生产物流分析

2.1 生产车间介绍

2.2 生产物流的基本概念

2.3 生产物流系统分类与属性

2.3 车间制造系统的生产物流分析

2.4 本章小结

第三章 基于Petri网的制造系统的建模

3.1 制造系统的生产线概述

3.1.1 生产线的特征

3.1.2 该车间生产线的组成结构和工艺特性

3.2 Petri网的理论

3.3 基于Petri网的制造系统的建模

3.4 系统模型评价

3.5 本章小结

第四章 车间制造系统的仿真实现

4.1 Flexsim仿真软件及应用

4.1.1 Flexsim软件特点

4.1.2 离散事件系统仿真步骤

4.1.3 典型的其它三种系统建模与仿真软件的介绍

4.2 从Petri模型到Flexsim模型的转换

4.3 基于Flexsim的生产车间布局

4.4 仿真模型的基本参数和物流系统运行规则

4.5 Flexim接口函数的设计

4.5.1 物流路径的规划

4.5.2 加工计划表格设计

4.5.3 连接器Combiner的接口函数

4.5.4 加工工位预置时间/处理时间

4.5.5 随机发生故障对生产线的仿真

4.6 仿真模型的实现

4.7 本章小结

第五章 车间制造系统的瓶颈问题分析与改善

5.1 系统改善策略

5.2 改善后方案的仿真

5.3 OptQust优化器优化后的仿真

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢