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如何实现生产系统的仿真分析

饶等 发布于2021-09-30 11:31 198 2 标签:生产系统仿真,工控自动化,智能制造

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导读

对于初识生产系统仿真的学者而言,其可能会钻进如何使用仿真工具的胡同里,这样固然没错,毕竟巧妇难为无米之炊。但是,如果对要仿真的对象没有一个清晰的认识,那么仿真的数据就成了一纸空谈,仿真也就失去了意义。因此,仿真是需要标准流程的。

一丶仿真项目的三个阶段

1. 准备阶段

首先在准备阶段,我们需要了解仿真的价值是什么,以此来定义挑战和目标,没错,在做仿真项目之前,你就可以预设自己的目标了。这个目标大多情况下会来自甲方的需求,但也不排除有让仿真工程师自己来安排的情况。设定目标往往可以提前评估仿真的工作量,方便工作安排以及项目报价等。

在仿真执行前,现场数据的采集和准备,是可以与项目同步进行的。对于采集到的数据,我们需要进行粗略的分析和处理,要确保拿到现场的一手数据是可操作的,这点非常重要。对于无法量化的地方,可以采用经验比对法,看仿真工程师这边需要什么(比如:设备布局、工艺流程等),现场实际是怎么样运作的,双方都可以提出需求,找出一个最符合实际的标准。

2. 执行阶段

生产系统的仿真是个复杂过程,不仅需要掌握仿真软件的操作技术,还需要对工厂的工艺、生产、流程等有相当的了解。在仿真执行阶段,我们的核心目标是产生和验证仿真模型。首先将前期收集到的大量资料整理成文档,包括厂区布局图、设备清单与设备规格说明、生产线产品及零部件清单,零部件三维模型、厂区效果图、线边仓对应零部件或半成品数量、产品模型、工艺说明书、工艺布局图、工装夹具、工时定额、物料信息表,各工位上人员和设备的动作顺序、动作时间、动作路径信息等。至于如何根据我们整理的文档在软件中搭建模型,就需要考验仿真工程师应用软件的能力,其主要包含:布局仿真、物流仿真以及工艺过程仿真。

布局仿真的建模主要是厂区、厂房、生产线、物料等对象的3D 建模或模型处理,其要点在于模型的几何精度、精细度、数据量、纹理贴图效果等要符合预定要求。物流仿真的建模则包括不同类型的设备与生产资源的实现逻辑建模、生产线流程的时序逻辑建模等。

工艺过程建模是在布局模型基础上,依据工位操作内容建立人员和设备的运动模型(运动路径与速度)、工位上运动时序模型等。

模型搭建完毕后,我们就需要去计划仿真实验了,之前在准备阶段我们已经设置了仿真的大致方向,我们需要考量的点是:仿真系统中什么参数会影响到我们的方向,我们应该如何去描述这一场景变化。接着我们就要执行仿真实验了,通过执行结果我们可以找出系统在多维度上的最佳参数,但是切记,大胆假设,小心求证,我们对最后的结果依然需要去验证,并且要考虑到一些平时较少发生的情况,避免逻辑上的错误。

3. 评估阶段

评估阶段要做的事情主要是收集我们仿真中的数据,将结果进行分析并格式化输出。我们需要对仿真的结果做出合理的解释,当结果没有按照我们的预期来临时,我们首先得检查是否是逻辑上的错误,其次查看是否还有其他的无关变量,有果就有因,考虑要周全。当所有的结果都有了合理的解释之后,我们就可以输出成报告打包发送了。通过反反复复的审核拉扯,最终形成了我们的产线改进方案。

二丶仿真的流程思路

①定义问题和目标

问题的分解

这个问题值得仿真吗?

定义仿真的目标

②分析生产系统

③获取数据

独立的系统元素分解

获取系统元素和定义属性

④把实际系统转化为模型并运行实验

产生模型

验证模型

检查模型是否与实际充分对应

三丶仿真过程中的注意事项

避免在仿真模型中有不准确的要求和参数

避免错误的或有偏差的目标定义

避免过于详细和太昂贵的建模

避免太抽象建模,这将导致无法使用的结果

避免不充分的模型验证

总结:

国内生产系统仿真目前还没有一套较为完整的标准,各路仿真工程师各显神通,大刀阔斧,也能将项目做的八九不离十。这样做固然不错,但是不利于行业的发展。如果业界能有一套大家都认可的标准,今后咋按照标准来做事,我想客户也会对我们更加信任,项目也会越做越多,仿真的未来也会变得更好。

(技成培训网原创,作者:刘柏辰,未经授权不得转载,违者必究)

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