Разработка комплекса программ имитационного моделирования при проектировании автоматизированных производственных систем

• Автор: Стародубов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ

Принятые сокращения

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Проблемы выбора технологических схем АПС

1.2. Анализ внецикловых потерь

1.3. Аналитический обзор методов математического моделирования автоматизированных производств

1.4. Программные средства моделирования систем

1.5. Выводы по главе

1.6. Цели и задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА ДИСКРЕТНОСТОХАСТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ АПС.
2.1. Объекты моделирования
2.2. Разработка концептуальных моделей АПС
2.3. Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ПРОБЛЕМНООРИЕНТИРОВАННЫХ ПРОГРАММ
3.1 Компьютерная реализация концептуальных моделей
3.2 Проверка адекватности моделей АПС.
3.3. Анимационное представление АПС.
3.4. Формирование входных данных и учет внецикловых потерь
3.5 Разработка комплекса проблемноориентированных программ
3.5.1 Последовательность действий при использовании комплекса проблемноориентированных программ.
3.5.2 Структурная схема комплекса проблемноориентированных программ.
3.6 Разработка ЗОинтерфейса.
3.6.1 Концепция производственных объектов и функций.
3.6.2 Выявление классов и интерфейсов.
3.6.3 Разработка программных моделей объектов АПС.
3.6.4 Разработка основных интерфейсов.
3.6.5 Разработка алгоритмов построения объектов трехмерной сцены
3.7 Разработка модуля оптимизации
3.7.1. Постановка задачи оптимизации.
3.7.2 Дисперсионный анализ
3.7.3 Разработка модуля оптимизации на основе метода полного
перебора
3.7.4 Доработка модуля оптимизации.
3.8 Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА АПС С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗРАБОТАННОГО КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АПС НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЕЕ РАБОТЫ.
4.1. Разработка методики определения оптимального варианта АПС
4.2. Исследование влияния временных характеристик оборудования и планировки участка на производительность АГ1С с различным типом применяемого транспортного средства.
4.3. Исследование загрузки рабочих мест.
4.4 Влияние внецикловых потерь на характеристики АПС
4.5 Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В качестве транспортных средств АТСС АПС могут выступать, например, рольганг, кран-штабелер, промышленный робот, роботизированная тележка и другие. Такая классификация позволила определить все возможные элементарные ячейки АПС, т. По этому дереву можно увидеть, что число возможных элементарных ячеек - . Если учитывать возможность их комбинирования, число вариантов построения АПС может возрасти до нескольких сотен. А если учитывать и перебирать различное оборудование, то число вариантов возрастает еще на порядок. Рассмотрим каждую ветку дерева вариантов подробно. Рис. Рольганг - наиболее простой способ доставки изделия от одного рабочего места до другого (рис. В качестве движущей силы выступает сила тяжести, изделие скатывается по роликам. Основное преимущество рольганга это низкая стоимость его обслуживания. А главный недостаток -нельзя перенести изделие на большое расстояние и трудно регулировать скорость. Вместе с рольгангом можно применять различное оборудование, от многоцелевых станков до специального оборудования. Это зависит от типа производства. Рис. Роботизированная тележка получила большое распространение в АПС. Возможно два варианта перемещения: по рельсам и без рельсов. В первом случае проще задать маршрут, по которому будет передвигаться тележка, но данный способ менее предпочтителен для АПС, так как при переналадке производства может возникнуть необходимость перекладывать рельсы. При построении дерева вариантов АПС (рис. В отличие от рельсовой, безрельсовая тележка не привязана к определенному маршруту, а выбирает его сама (рис. Это наиболее удобно при переналадке системы. Достаточно перепрограммировать систему управления тележки, а не перекладывать рельсовый путь. Применение безрельсовой тележки возможно как при линейном расположении оборудования, так и произвольном (если площадь цеха ограничена и необходимо разместить оборудование). Независимо от типа тележки можно применять различное оборудование многоцелевое, агрегатное, специализированное и специальное. Рис. Кран-штабелер в основном применяется в системе склада (рис. Обладая ограниченным поперечным перемещением, он способен обслуживать станки расположенные как с одной стороны, так и с двух. Возможно применение с различным оборудованием. Рис. Промышленный робот получил самое широкое распространение в АПС (рис. Промышленные роботы можно классифицировать: по типу привода (гидравлические, пневматические, электрические); по способу управления (цикловые - работают по механическим упорам, позиционные -задаются координаты, а маршрут не важен и контурные - задаются координаты и маршрут); по подвижности (стационарные и мобильные); по грузоподъемности (сверхлёгкие, лёгкие, средние, тяжелые, сверхтяжелые). В представленной классификации (рис. При расположении оборудования линейно робот может передавать изделие от одного станка к другому с использованием накопителя или без его использования, и по кругу при этом количество обслуживаемого оборудования будет зависеть от типа робота (в основном не более 5). Промышленные роботы возможно применять совместно с распределительными конвейерами как вспомогательное оборудование, если станок не обладает самостоятельной системой загрузки. Рис. Конвейерный промышленный робот в большей степени способен к перемещению вдоль одной оси, чем просто промышленный робот, но расположить оборудование по кругу уже нельзя, поэтому в классификации учитывается возможность расстановки оборудования с 1 или 2 сторон. Конвейер в АПС является наиболее распространенным элементом. По исполнению он может быть роликовым, пластинчатым, ленточным, цепным. Но для нас важнейшим является возможность разделить конвейеры на рабочие и распределительные. Распределительный конвейер транспортирует изделие от станка к станку. Способ транспортировки можно выбрать либо непрерывный, либо пульсирующий. Способов установки конвейера два, а именно напольный и подвесной. К напольным относятся ленточные, роликовые и пластинчатые конвейеры, а к подвесным - цепные. Обрабатывающее оборудование можно использовать любое и располагать его как с одной стороны, так и с двух.