文档介绍：第三章 CIMS技术
CIMS系统理论和支持技术
主要包括离散时间动态系统理论、系统仿真技术、面向对象技术、成组技术和人工智能等
(2) 信息技术
数据管理、网络技术、集成平台和产品数据交换技术
(3) 计算机辅助技术
几何造型、CAPP技术、MRP和CAQ技术等
(4) 制造过程控制技术
数字控制技术、柔性制造技术和智能制造技术
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CIMS和CIPS技术与应用
CIMS系统理论及支持技术
离散事件动态系统理论
在现实世界中有这样一类系统,它在每个时刻的发展变化依赖于许多事件的相互作用和触发。一个事件的发生需要一定的前提条件,同时又产生一定的后置条件以触发其它事件,这类系统就是离散事件动态系统(DEDS),这类系统无法用微分方程或差分方程进行描述。
1. DEDS理论和方法
DEDS方法从建模层次和应用范围的角度可以划分为三个方面:
(1) 逻辑层次
主要解决DEDS的有关逻辑问题,系统模型不考虑时间因素,只描述系统内各个离散事件触发的条件和运行条件,描述系统内各个事件的相互联系,帮助人们理解系统的运行方式。
常用建模方法:有限自动机及形式语言、Petri网、有限递归过程及通信进程
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CIMS和CIPS技术与应用
DEDS理论和方法(续)
(2) 时序层
主要解决DEDS在时域上的动态特性以及实时控制问题,建模方法引进了时间参数,标明每个离散事件发生所要占用的事件,整个模型是一个确定性的系统模型。
常用建模方法:极大代数法、计时Petri网
(3) 随机层
主要研究DEDS内不确定性随机时间,是一种时序模型。
实际系统中的许多事件的发生是无法用确定时间进行描述的(顾客订货、机器故障、工件在机床前的等待时间等),需在系统模型中引入相应的随机时间变量对离散事件进行描述。
常用建模方法:排队论、马氏链、扰动分析方法、广义Markov过程、随机Petri网等
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CIMS和CIPS技术与应用
2. DEDS理论在CIMS中的应用
计算机系统中资源
共享和通信问题
排队网络性能分析
并发读写操作
程序进程的控制
并行操作
生产制造系统
FMS建模描述工具
最优调度和计划
…………………
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CIMS和CIPS技术与应用
系统仿真技术
仿真
通过对系统模型的实验去研究一个真实的系统。
模型
对真实系统的简化、抽象和对系统本质的一种描述。
(1) 实物模型实际系统在保持本质特征的条件下经缩小或放大构成的
(2) 图形模型以图表的形式来表示系统功能及相互关系的
(3) 数学模型通过系统的相互影响因素的数量关系,采用数学表达式来
描述系统的方法。
(4) 仿真模型是能够直接转化为计算机程序的系统描述方式
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CIMS和CIPS技术与应用
管路设计
强度分析
结构分析
数字预装配
CAM
装配过程仿真
装配过程仿真
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CIMS和CIPS技术与应用
系统仿真的基本步骤
建模采用某中方法对真实系统进行抽象,得到系统模型
编程采用一定的算法将系统模型转化为计算机仿真程序
仿真实验选择输入数据,运行仿真程序,获得相应实验数据
结果统计分析对系统进行评价
总结对模型的适用范围、可信度及运行费用进行总结
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CIMS和CIPS技术与应用
面向对象技术
为了提高系统的正确性和有效性,应该在满足需求的条件下,把系统设计成由一些相对固定的部分(对象)组成的最小集合。
面向对象提供从一般到特殊的演绎手段和从特殊到一般的归纳形式
(1) 模块性
(2) 动态连接性
对象之间具有统一的、方便的、动态的连接和传递消息的能力和机制
(3) 继承性和类比性
(4) 易维护性
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CIMS和CIPS技术与应用
成组技术
成组技术(GT)自上世纪五十年代由前苏联学者总结并在制造过程中得到推广应用。
成组技术根据工件的形状、尺寸以及加工工艺的相似性(非依据功能进行分类)来将工件分类,以符号表示。
形状、尺寸的相似性分类
查找零件的类型容易;
促进零件的重复使用
节省修改现有零件设计工作
减少零件的多样性
加工工艺相似性分类
考虑加工方式和操作顺序
减少准备工作
提高生产设备的利用率
降低成本
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CIMS和CIPS技术与应用
成组技术的应用效益
改善产品设计
零件分类编码系统计算机检索系统产品设计的标准化
(2) 促进了工具和设备的标