数据驱动的汽车总装线生产建模与仿真技术研究

摘要

随着装配流水线复杂度与功能性的不断提高，需要花费大量人力、物力和较长的时间的手工建模与仿真方法已越来越不能适应仿真的需求。在这种背景下，工业界提出了数据驱动的建模与仿真概念。同手工建模与仿真相比，数据驱动的建模与仿真具有周期短、工作效率高、出错性小的特点，并且生成的模型可读性、可维护性、可重用性和移植性都较高。作为工业界最典型的装配流水线，汽车总装线具有研究的代表性。因此，通过利用现有的数据建模工具和成熟的商业仿真软件包开发基于数据驱动的汽车总装线生产建模仿真方法具有重要的应用价值。本文正是以此着手，讨论了该方法的开发过程，主要内容有：
　　 首先，分析汽车总装线的结构组成，从众多的分类数据中提取建模与仿真相关数据，建立起有效的数据模型，进而再实现模型的数据库描述。数据驱动的建模与仿真方法对数据的收集和建模有了更高的要求，同时由于汽车装配线种类繁多、结构复杂，这些共同导致了建模与仿真控制难度的提高。
　　 其次，设计汽车总装线数据驱动的建模方案和仿真运行逻辑，即利用数据访问技术从数据模型中读取相关数据自动建立仿真模型，完成总装线物理布局的构建，然后在仿真运行过程中，继续读入数据以形成模型的控制逻辑，进而准确反映真实的装配系统。运用上述方法可以重点提升模型的仿真重用性。
　　 再次，设计装配车间中总装线系统与物料补充系统的交互方案，采用Kanban系统来拉动物料补充系统的运作。并通过在仿真软件Arena中构建验证模型，证明上述几种设计方案的可行性。
　　 最后，运用上面介绍的方法，本文对某公司大型总装车间进行了仿真开发。结果表明，本方法可以成功的构建汽车总装线生产模型，能够正确地仿真模拟实际的装配生产，具有一定的应用价值。