CIMS环境下综合生产计划专家模拟系统的研究

ＣＩＭＳ环境下综合生产计划专家模拟系统的研究朱克强，黎志成（华中理工大学，武汉４３００７４）ＡｎＥｘｐｅｒｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅＡｇｇｒｅｇａｔｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｌａｎｎｉｎｇｉｎｔｈｅＣＩＭＳＺｈｕＫｅｑｉａｎｇＬｉＺ...     

面向CIMS的计算机网络

本文论述了计算机集成制造系统（ＣＩＭ）和面向ＣＩＭＳ的网络的概念、原理及结构，分析研究了一些关键问题，阐述了一些看法，观点明确，有利于读者全面了解和深入探讨。     

基于X．400电子邮件系统在CIMS中的设计及实现

本文对计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ）及并行工程（ＣＥ）中的电子邮件通信问题进行了分析，设计并实现了一个面向ＣＩＭＳ应用工厂的电子邮件系统，给出了主要的功能模型，并对电子邮件在企业中的进一步应用作了介绍。     

仿真技术在制造业中的应用与发展

在制造企业产品设计和制造的过程中,计算机仿真一直是不可缺少的工具,它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用。制造业竞争的日趋激烈,促使各国研究和应用先进制造技术。先进制造技术的应用和发展,为计算机仿真的应用提供新的舞台,提出更高的要求。从发展的历程来看,仿真技术应用的领域空前的扩大,已从传统的制造领域（生产计划制定、加工、装配、测试）扩展到产品设计开发和销售领域。而与网络技术结合所带来的仿真的分布性、与图形和传感器技术相结合所带来的仿真的交互性、以及仿真技术应用的集成化,是仿真技术在制造业中应用的新趋势。按照仿真技术应用的对象不同,可将制造业中应用的仿真分为四类：面向产品的仿真;面向制造工艺和装备的仿真;面向生产管理的仿真;面向企业其它环节的仿真。本文将从以上四个方面,介绍计算机仿真在制造业中的具体应用。本文最后还介绍了虚拟现实和拟实制造的概念,作为计算机仿真在制造业中应用的展望。     

CIMS加工过程实时三维动画仿真

本文介绍一个用于CIMS加工过程实时动画仿真软件RMPS的设计与实现。该系统以三维动画预演实际的加工过程,实时仿真加工过程中状态变化和状态转移的细节,为CIMS中开展虚拟单元技术和复杂调度技术的研究,检查NC代码的正确性和有效性,调试设备控制器提供工具。RMPS直接安装在CIMS物流系统中,并实时地由NC码驱动。该软件系统已在IBM-PC机上使用C语言实现,动画刷新速度不少于2幅/秒。     

连续过程生产调度5 日滚动作业计划的研究

生产调度是ＣＩＭＳ中的关键环节,也是最困难的环节,它决定了整个ＣＩＭＳ开发的水平。本文用“过程优化”与“系统优化”相结合的方法,研究连续过程生产调度系统的优化问题。将系统优化的结果反馈给过程模型,指导局部装置优化的思想为大系统的总体优化探索了一个新方法,开辟了一条新思路。并给出了生产调度系统的框架结构、大系统的优化原理和应用实例。     

基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度

针对工件到达时间与加工时间不确定，且存在紧急工件的并行机开放车间调度问题，以TWC(total weighted completion time)与TWT(total weighted tardiness)为优化目标，设计了一种集成FlexSim仿真模型与NSGA-Ⅱ算法的自适应动态调度方法。该方法以FlexSim模型仿真工件的生成和加工为基础，根据车间实时负荷确定动态调度周期，对紧急工件进行右移重调度，利用NSGA-Ⅱ算法生成双目标优化的调度方案。某晶粒拣选车间生产数据的实验结果表明，相较于利用规则的实时动态调度与固定周期重调度，提出的方法能够在最小化调度偏离度的同时获得满意解。     

基于免疫遗传算法的车间天车调度仿真模型

研究了多机多任务的车间天车调度问题, 提出了一种结合免疫遗传算法的仿真模型 解决方案. 该方案建立了能反映天车实际工作环境运行特征的仿真模型, 根据天车作业 跨的工位与天车位置关系进行模型空间抽象, 用可变的天车任务优先级来解决天车运行 过程中空间约束导致的多机多任务冲突; 仿真模型用于评估各种调度方案, 免疫遗传算 法则使调度方案在不断的迭代中持续优化. 以某钢厂一主作业跨的天车调运任务问题制 定天车调度方案进行模型检验, 对求解的可行天车任务分配方案, 进行比较分析, 说明 了模型方法的有效性与工程应用的可行性.     

The Implementation Technology of a Model Description and Management Tools of Comprehensive Information

ＴｈｅＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａＭｏｄｅｌＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＴｏｏｌｓｏｆＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＷＡＮＧＳｈｉｐｉｎｇ；ＸＩＡｎｂａｎｇ（ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｈｏ...     

基于知识的分层事件调度混杂系统仿真策略

仿真策略是仿真学研究的核心问题之一。本文针对一类具有决策功能的混杂系统，提出一种基于知识的分层事件调度仿真策略。通过引入专家系统，建立了决策调度和事件调度的分层智能调度模型，克服了离散事件系统仿真策略缺少决策分析和事件处理缺乏层次的局限性。该策略算法设计简单，易于实现，并且已经在宝钢铁水运输仿真系统中得到实际应用，其有效性得到证明。     

A neuroendocrine-inspired bionic manufacturing system

Due to rapid changes of markets and pressures of competitions,the manufacturing companies are forced to adapt their production ways to support diversity of customer’s needs and increase of new product developments.As biological organisms are quite capable of adapting to environmental changes and stimulus,bio-inspired concepts have been recognized much suitable for adaptive manufacturing system control.This paper,therefore,proposes a novel concept of NeuroEndocrine-Inspired Manufacturing System(NEIMS).The proposed NEIMS control architecture is based on analogies with neuro-control and hormone-regulation principles.It has the capability to explicitly specify production control schemes including control points,material,information flow paths and logical operations,and to agilely deal with the frequent occurrence of unexpected disturbances at the shop floor level.From the cybernetics point of view,the control model of NEIMS indicates adaptive behavior to the changes in products demands due to external environment and malfunction of manufacturing cells as an internal environment.Finally,a prototype system has been set up to enable the NEIMS simulation.     

混合Flow Shop的调度仿真系统及其算法分析

研究了混合Flow Shop的调度问题，调度目标为最小化工件的最大完成时间。文中给出了调度仿真系统的设计，系统由数据库、算法和控制中心用户接口三个模块组成；在算法模块中，排序算法包括了由Flow Shop扩展到混合Flow Shop的多数算法，设备分配采用最先可用机器优先规则。另外，基于CDS虚拟机和Palmer斜度指标的启发式算法，提出了一种改进的CDS算法用于工件排序。在正在开发的混合Flow Shop调度仿真系统中实现了上述所有算法，仿真分析表明改进的CDS算法优于其他启发式算法。     

从递阶控制CIMS到分布式控制CIMS

在当今的ＣＩＭＳ中所采用的递阶控制结构中存在许多问题．为了提高系统的效率、柔性、容错性、可靠性和开放性，分布式控制结构得到越来越高度的重视．本文分析了传统的ＣＩＭＳ中的多层递阶结构，讨论了一些在ＣＩＭＳ中常用的分布式制造模式，如精益生产、智能制造系统、生物型制造系统、单元制造系统、独立制造岛和协同制造系统等．并简要地描述了分布式ＣＩＭＳ的基本结构．     

基于虚拟组分的热物理性质计算方法库

提出的热物理性质计算方法库与文献[1]中的基础物性数据计算方法库组成了一个内置于原油蒸馏过程模型与在线优化软件中的物性数据计算方法库.本文介绍了方法库中的部分计算方法,并通过实例应用,取得了良好的效果.     

基于模拟植物生长算法的异速并行机调度 ——以汽车4S店维修车间瓶颈环节调度为例

汽车4S店维修车间的钣喷设备是整个维修服务系统的瓶颈, 通过对瓶颈的合理调度可以有效地提升系统效率. 首先, 用三元组α/β/γ方法, 将该问题描述为受准备时间和机器适用约束限制的, 以最小化加权滞后时间和为目标的异速并行机调度问题, 建立了对应的数学模型. 接着, 采用模拟植物生长算法求解此类调度问题, 提出了与问题相适应的生长点表示方法和迭代方法. 最后, 通过实例仿真简要分析了模型及算法的可行性和有效性.     

柔性作业车间AGV与机器双资源集成调度研究

针对含有AGV(automated guided vehicle)的柔性作业车间调度问题,建立了以最小化最大完工时间为目标的双资源集成调度优化模型.在种群初始化过程中提出一种启发式初始化方法,提高种群初始解的质量,加快算法的收敛速度.针对离散粒子群算法易早熟的弊端,结合竞争学习机制和随机重启机制提出一种可有效避免早熟的...     

CIM环境中的决策支持系统的研究

决策支持系统(DSS)是计算机集成制造(CIM)环境中计算机信息系统的核心,它直接支持计算机集成制造系统(CIMS)的生产规划与控制。本文讨论了CIM环境中的DSS的特点、结构。分别详细分析了基于递阶层次结构的DSS和基于分布式结构的DSS.并进一步探讨了用面向对象(object—oriented)的设计思想来构造分布式决策支持系统(DDSS)。本文还阐述了仿真模型在DSS中的重要作用。     

战略决策综合模拟引擎研究

按照战略决策模拟的特点，定义了综合模拟引擎的概念，在此基础上，提出了综合模拟引擎三层体系结构和两种工作模式。设计并实现了一个战略决策综合模拟引擎原型系统，通过战略行动规划工具和面向任务的仿真调度控制算法实现了各种XOD(X On Demand)服务的综合驱动：通过态势干预的方式，实现了综合各种XOD服务运算结果的多要素集成。     

不确定条件下的flow shop问题的免疫调度算法

生产调度是企业生产过程中一个重要部分，而且实际的生产过程中会存在各种各样的不确定性，针对不确定条件下的flow shop（流水车间作业）调度问题，采用模糊数学的方法来处理数据的不确定性，在基于模糊规划理论的基础上建立了相应的调度模型，并结合免疫算法的特点，提出了解决此类问题的模糊免疫调度算法．通过仿真试验，证明了模型和算法的可行性和有效性．     

基于HLA邦元结构的仿真引擎设计与实现

仿真引擎是在仿真系统中负责时间推进、调度运行、仿真控制、数据存储，并为仿真运行过程中的态势显示提供交互的仿真运控系统，是整个仿真系统的核心。通过分析仿真引擎的系统体系结构，将仿真引擎视为一个特殊的邦元，并对其三个组成部分：仿真调度器、仿真控制器以及数据记录器进行分析、设计与实现。将该引擎应用于某指挥自动化效能仿真与评估系统。实践证明，引擎邦元遵循主流仿真协议，可以对仿真进行高效、灵活、有序地控制执行，起到了提高仿真运行效率、缩短仿真应用开发周期的作用。