基于IOPN仿真制造单元重构研究.pdfVIP

2001全国仿真技术学术会议论文集 基于IOPN仿真的制造单元重构研究 吴 忠 孙树栋 彭炎午 (航空工业第618研究所，710065) Petfi 摘要使用面向对象Petri网IOPN(IntegratedNet)建立了制造单元的可重用模型，讨论了面向对象PETRl网模型 Obie*t 中的物理对象、信息对象和控制／决第对象的定义和结构。根据对象之问的消息传递机制，提出了一种面向对象Petri周的仿 真算法。以面向对象Pettl网为工具建立了某锫管轧制生产线的模型，分析了影响生产线性能的各项指标。在微机环境下实 现了生产线的调度仿真，根据仿真结果可以识别出瓶颈生产环节，并且得到了生产线的最优调度策略，为生产线的重组提供 了可靠的依据。 美蕾词制造单元Petn网面向对象调度策略 9 中圈分类号rlY391文献标识码A X 1概述 Petfi网是一种网络图理论，具有图形化的直观表达方 单元制造系统CMS(CellularManufacturing 式和一套严密的数学理论，适台于描述并发系统的结构， System)就是将 制造系统重新组织成自治和协作的制造单元。其特点是 能够对系统的动态特性一有界性、安全性、活性、可达性、 将制造系统按不同制造零件进行重组．而不是按企业功能 可逆性等进行分析。Petri网方法的缺点在于，当系统的结 来进行重组。按照这种思想，零件被组合成族，它们和一 构较为复杂时，建模和分析十分困难；Pe证网的建模和分析 组机床及人员(设计人员、操作人员、编程人员、质量管理 是高度依赖于系统的，缺乏单元制造控制系统所要求的模 人员等)一起构成一个自治的制造单元．这种组织形式称 块化、高度柔性、可重用及可维护等特征；编程实现也具有 为单元制造。 一定的难度。面向对象技术是目前解决复杂问题的有效 由于市场需求的不断变化，传统的将设备资源固定在 方法之一，将有色Petn网的“颜色”这一抽象机制与面向对 一个生产单元的资源组织形式(固定单元)存在着以下的 问题： OrientedColoredPetfi Net，00CPN)建模方法。 1)固定单元限制了生产的柔性，不能及时响应来自单 2．2集成化面向对象Pe蝌网IOPN 元内部和外部的变化。 由于一般的Petfi网不包含控制决策知识，所以不能满足 2)固定单元的形成是在单元设计阶段产生的，这样对 复杂控制系统的建模需求。为此，有的学者在Pe证网的基础 于按订单生产的企业，就有可能使最初的单元构成变得不舍 上综合了OO方法、基于规则的推理方法及专家系统等技术， 理，不能有效发挥单元生产的优势。 提出了集成化面向对象Petxi网(Inte邸ated Petri 3)由于产品更新换代周期缩短，导致产品组合与工艺 Net，IOPN)。10PN建模框架如图1所示。 的变化，从而影响了原有单元结构的性能，缩短了制造单元 IOPN建模框架包括物理层、控制层和决策层三个层次。 的生命周期。 ●物理层。物理层映射了底层制造设备的活动，并且 为了解决上述问题，提出了重组单元的概念，制造单元 负责向控制层报告设备的状态。 经过重组可以恢复柔性，可以克服固定单元的各种弊端．提 ●控制层。控制层从物理层得到状态信息，并存放在 高系统的市场响应能力。 物理对象状态数据库中，控制层根