Plant Simulation工厂仿真

1、仿真的定义
仿真是模拟模型的动态过程，得到一些结果，这个结果可能会反映真实系统的情况。或者是“仿真是通过实验的方式评估一个动态系统，目的是得到一些可以反映现实情况的结果。”（VDI 3633，Blatt 1,1993）。
2、离散时间仿真
离散事件仿真追踪发生变化时模块状态的变化。不同于连续事件仿真，时钟是连续变化的，离散事件仿真的时钟是从一个事件跳到下一个预定的事件。 事件可以安排下一个事件，例如零件进入一个机器，可安排同样的零件离开这个机器的事件。
注意：基于离散事件的仿真，仅仅显示模块在某个时间点状态的变化，不是连续时间的变化。当特定的事件发生，特定模块状态改变，从而控制仿真。Plant simulation通过离散的方式一步步控制事件。这种方式的主要好处是，Plant Simulation可以跳过事件之间的时间。
*除此之外，Plant Simulation是面向对象的应用软件，允许子对象从母对象继承属性。
3、仿真的用处

4、仿真目的

5、避免仿真中常见的错误
模型里不准确的描述和参数导致错误的结果；
不准确的目标或者没有目标；
缺少或者不准确地评价模型结果的方法，评价方法应该能够决定仿真实验如何满足目标；
模型太详细和太广泛导致花太多时间建模，太广泛导致模型很难理解；
太抽象导致错误的结果；
模型验证不充分；
假设条件不准确。
仿真的益处是由VDI 3633评估的：
- 仿真影响20%的总投资成本；
- 减少投资成本的2%-4%；
- 仿真花费0.5%-1%的成本；
6、仿真研究的阶段
三个阶段（根据VDI 3633和ASIM针对生产和物流仿真用户的指导手册，1977）：


(1)仿真的流程


(2)仿真的实施

7、Plant Simulation

7.1 历程
最初命名为SIMPLE++（用C++编写的“生产物流和工程仿真）。
20多年的仿真系统应用和开发方面经验。
后来改名为eM-Plant，为eM-Power系列解决方案中的一员。
在2005年4月，UGS收购了Tecnomatix并把产品重新命名为“工厂仿真”（Plant Simulation）。
2007年Siemens收购UGS。
面向对象图形和集成建模、仿真、动画制作和优化的标准软件。
是集成制造工程环境的关键组成部分。
7.2 特征
以逼真、准确的方式来表述多元化、非常复杂的系统和业务过程。
面向对象、图形和集成化的工作环境已经提高了用户接受度。
在创建模型方面的出色功能以及改变和维持工厂仿真模型的能力，使工厂仿真成为了通用的、生产力很强的应用程序。
传统概念（比如模块、语言和清单）的各种优点都被集成到了工厂仿真里面。
所有生产、物流和工程事宜都可以通过一个仿真系统来完成。通常不再需要几个不兼容的系统。
7.3 优势
易用的图形化工作环境
完全Windows风格的图形化应用界面
模块化建模
以拖放的方式建立仿真分析模型
丰富的应用对象库
层次化建模
可以逼真地表现一个完整的工厂
模型层次可以急剧扩大和收缩
从高层管理人员到规划工程师和车间操作者，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
面向对象的建模方式
对象属性级别对继承进行控制
通过使用继承，可以很快对仿真模型或模型版本进行修改
多种工厂仿真分析工具
实时统计的对象信息
资源的利用率
进入和离开一个对象的可移动对象数量
一个对象中可移动对象的数量
一个对象中可移动数量的最大和最小数量
等待、故障、堵塞、闲置和被占用时间（百分比）
生产时间
……
丰富的数据表现手段和方式
计量
时间序列
饼形图
柱状图
单线图
……
瓶颈分析
显示出资源的利用情况，从而说明瓶颈及未充分利用的机器
显示方式
2D
3D
表视图
Sankey图分析
Sankey图将物流密度可视化
直观地显示当前配置下的传输量及传输方向
功能强大的优化算法
多种系统优化工具
试验管理 Experiment Design
遗传算法 Genetic Algorithm
特征值 Factor Analysis
神经网络 Neural Network
开放的系统架构
促进了对公司现有数据的集成
集成，远程控制数据实时交换
导入表格，导入数据和图纸
在线数据库连接
方便客户在工厂仿真和其他应用系统之间进行通讯和数据交换
工厂仿真与客户应用系统的联合仿真
例如：工厂仿真/PLC联合仿真
更加方便地建立用户化的专家系统，例如：
高空立体仓库调度专家系统
配送中心调度专家系统
ERP

MRPII

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