基本理论与方法
生产系统涉及到工件、刀具、夹具、数控程序和加工设备的控制与管理,同时还必须根据加工资源和优化目标进行作业的静态和动态调度。由于生产系统具有大量的信息集成和复杂的控制结构,要求其有调度和监控上的实时性和功能上的并发性。因此,生产系统是一个离散型系统。
下面介绍与生产系统相关的基础理论与方法:
离散事件系统仿真
离散事件系统(DES—Discrete Event System)的状态和活动变化仅在离散时间点上发生。如果离散事件系统的活动和状态处于频繁变动的动态过程,则称其为离散事件动态系统(DEDS—Discrete Event Dynamic System)。在离散事件系统仿真中,常常用到实体、属性、活动、事件等概念。
实体:它是组成系统的各种要素,即系统的物理单元。如生产系统中的机床,工件和物料传送装置等。
属性:实体的特性称为属性,它包括实体所具有的状态和参数。如某台加工中心的刀库的刀位数量。
活动:使系统状态发生变化的过程或行为称为系统的活动。如物流系统中,工件到达至入库之间,是排队活动。该活动引起队列长度的变化。
事件:离散事件系统中的事件是指引起系统状态变化的行为,如把零件装夹在机床工作台上作为一个事件,则仅当工作台上有零件时加工才进行,即系统状态发生了变化。
离散事件动态系统的基本理论
近年来,系统仿真技术应用日益广泛,对离散事件动态系统的研究成了仿真技术研究的热点。在离散事件动态系统的建模、分析和优化等方面的研究,无论是在理论,还是实际应用上都取得了巨大进展。在对生产系统进行建模时,采用大量的数学工具,通过状态方程对系统进行描述和分析,它们包括数学规划法、极大代数法、扰动分析法和Petri网法等。下面对这些建模理论方法作一些简要介绍: