Plant Simulation工廠仿真

1、仿真的定義
仿真是模擬模型的動(dòng)態(tài)過程，得到一些結(jié)果，這個(gè)結(jié)果可能會(huì)反映真實(shí)系統(tǒng)的情況?；蛘呤恰胺抡媸峭ㄟ^實(shí)驗(yàn)的方式評(píng)估一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，目的是得到一些可以反映現(xiàn)實(shí)情況的結(jié)果?！保╒DI 3633，Blatt 1,1993）。
2、離散時(shí)間仿真
離散事件仿真追蹤發(fā)生變化時(shí)模塊狀態(tài)的變化。不同于連續(xù)事件仿真，時(shí)鐘是連續(xù)變化的，離散事件仿真的時(shí)鐘是從一個(gè)事件跳到下一個(gè)預(yù)定的事件。 事件可以安排下一個(gè)事件，例如零件進(jìn)入一個(gè)機(jī)器，可安排同樣的零件離開這個(gè)機(jī)器的事件。
注意：基于離散事件的仿真，僅僅顯示模塊在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)狀態(tài)的變化，不是連續(xù)時(shí)間的變化。當(dāng)特定的事件發(fā)生，特定模塊狀態(tài)改變，從而控制仿真。Plant simulation通過離散的方式一步步控制事件。這種方式的主要好處是，Plant Simulation可以跳過事件之間的時(shí)間。
*除此之外，Plant Simulation是面向?qū)ο蟮膽?yīng)用軟件，允許子對(duì)象從母對(duì)象繼承屬性。
3、仿真的用處

4、仿真目的

5、避免仿真中常見的錯(cuò)誤
模型里不準(zhǔn)確的描述和參數(shù)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果；
不準(zhǔn)確的目標(biāo)或者沒有目標(biāo)；
缺少或者不準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)模型結(jié)果的方法，評(píng)價(jià)方法應(yīng)該能夠決定仿真實(shí)驗(yàn)如何滿足目標(biāo)；
模型太詳細(xì)和太廣泛導(dǎo)致花太多時(shí)間建模，太廣泛導(dǎo)致模型很難理解；
太抽象導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果；
模型驗(yàn)證不充分；
假設(shè)條件不準(zhǔn)確。
仿真的益處是由VDI 3633評(píng)估的：
- 仿真影響20%的總投資成本；
- 減少投資成本的2%-4%；
- 仿真花費(fèi)0.5%-1%的成本；
6、仿真研究的階段
三個(gè)階段（根據(jù)VDI 3633和ASIM針對(duì)生產(chǎn)和物流仿真用戶的指導(dǎo)手冊(cè)，1977）：


(1)仿真的流程


(2)仿真的實(shí)施

7、Plant Simulation

7.1 歷程
最初命名為SIMPLE++（用C++編寫的“生產(chǎn)物流和工程仿真）。
20多年的仿真系統(tǒng)應(yīng)用和開發(fā)方面經(jīng)驗(yàn)。
后來改名為eM-Plant，為eM-Power系列解決方案中的一員。
在2005年4月，UGS收購了Tecnomatix并把產(chǎn)品重新命名為“工廠仿真”（Plant Simulation）。
2007年Siemens收購UGS。
面向?qū)ο髨D形和集成建模、仿真、動(dòng)畫制作和優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)軟件。
是集成制造工程環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。
7.2 特征
以逼真、準(zhǔn)確的方式來表述多元化、非常復(fù)雜的系統(tǒng)和業(yè)務(wù)過程。
面向?qū)ο蟆D形和集成化的工作環(huán)境已經(jīng)提高了用戶接受度。
在創(chuàng)建模型方面的出色功能以及改變和維持工廠仿真模型的能力，使工廠仿真成為了通用的、生產(chǎn)力很強(qiáng)的應(yīng)用程序。
傳統(tǒng)概念（比如模塊、語言和清單）的各種優(yōu)點(diǎn)都被集成到了工廠仿真里面。
所有生產(chǎn)、物流和工程事宜都可以通過一個(gè)仿真系統(tǒng)來完成。通常不再需要幾個(gè)不兼容的系統(tǒng)。
7.3 優(yōu)勢(shì)
易用的圖形化工作環(huán)境
完全Windows風(fēng)格的圖形化應(yīng)用界面
模塊化建模
以拖放的方式建立仿真分析模型
豐富的應(yīng)用對(duì)象庫
層次化建模
可以逼真地表現(xiàn)一個(gè)完整的工廠
模型層次可以急劇擴(kuò)大和收縮
從高層管理人員到規(guī)劃工程師和車間操作者，都能最好地理解仿真模型
支持自上而下或者自下而上的建模方法
面向?qū)ο蟮慕７绞?/strong>
對(duì)象屬性級(jí)別對(duì)繼承進(jìn)行控制
通過使用繼承，可以很快對(duì)仿真模型或模型版本進(jìn)行修改
多種工廠仿真分析工具
實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的對(duì)象信息
資源的利用率
進(jìn)入和離開一個(gè)對(duì)象的可移動(dòng)對(duì)象數(shù)量
一個(gè)對(duì)象中可移動(dòng)對(duì)象的數(shù)量
一個(gè)對(duì)象中可移動(dòng)數(shù)量的最大和最小數(shù)量
等待、故障、堵塞、閑置和被占用時(shí)間（百分比）
生產(chǎn)時(shí)間
……
豐富的數(shù)據(jù)表現(xiàn)手段和方式
計(jì)量
時(shí)間序列
餅形圖
柱狀圖
單線圖
……
瓶頸分析
顯示出資源的利用情況，從而說明瓶頸及未充分利用的機(jī)器
顯示方式
2D
3D
表視圖
Sankey圖分析
Sankey圖將物流密度可視化
直觀地顯示當(dāng)前配置下的傳輸量及傳輸方向
功能強(qiáng)大的優(yōu)化算法
多種系統(tǒng)優(yōu)化工具
試驗(yàn)管理 Experiment Design
遺傳算法 Genetic Algorithm
特征值 Factor Analysis
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) Neural Network
開放的系統(tǒng)架構(gòu)
促進(jìn)了對(duì)公司現(xiàn)有數(shù)據(jù)的集成
集成，遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換
導(dǎo)入表格，導(dǎo)入數(shù)據(jù)和圖紙
在線數(shù)據(jù)庫連接
方便客戶在工廠仿真和其他應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換
工廠仿真與客戶應(yīng)用系統(tǒng)的聯(lián)合仿真
例如：工廠仿真/PLC聯(lián)合仿真
更加方便地建立用戶化的專家系統(tǒng)，例如：
高空立體倉庫調(diào)度專家系統(tǒng)
配送中心調(diào)度專家系統(tǒng)
ERP

MRPII

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