Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình mô phỏng trong công nghiệp để sử dụng hợp lý các thiết bị trong dây chuyền sản xuất tự động

- Nguyễn Thành Nhân với sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình mô phỏng trong công nghiệp để sử dụng hợp lý các thiết bị trong dây chuyền sản xuất tự động” Trong quá trình làm việc, mặc dù đã cố gắng nỗ lực hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm vẫn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi còn sai sót, em tha thiết kính mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn.
- Hà Nội, ngày 25 tháng 3 năm 2012 Học viên Thái Văn Trọng 3 DANH SÁCH KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT GPSS General Purpose Simulation System SIMPLE++ Simulation Production Logitics SLAM Simulaion Language for Alternative Modelling TR Timing Routine GPSS General Purpose Simulation System SimPy (Simulation in Python) GPSS Hệ thống mô phỏng mục đích tổng quát SLAM II Ngôn ngữ mô phỏng cho mô hình thay thế.
- AweSim Một hệ thống mô phỏng hỗ trợ xây dựng mô hình.
- ATRIB(I) Thuộc tính I của đối tượng hiện tại II Biến thường sử dụng như hằng số hoặc đối số XX(I) Vector chung hoặc hệ thống ARRAY(I,J) Ma trận chung hoặc hệ thống TNOW Biến lưu thời gian NNACT(I) Các bước trong nguyên công I tại thời điểm hiện tại NNCN(I) Số chi tiêt đã hoàn thành nguyên công I NNQ(I) Số chi tiết trong file I tại thời gian hiện tại NNRSC(RLBL) Kiểm tra phôi RLBL NRUSE(RLBL) Phôi RLBL đang dược gia công ATRIB(I) Thuộc tính I của đối tượng hiện tại II Biến thường sử dụng như hằng số hoặc đối số XX(I) Vector chung hoặc hệ thống 4 MỤC LỤC Chƣơng 1:TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 12 1.2.
- Vai trò của mô hình hoá hệ thống.
- Hệ thống và mô hình hệ thống.
- 14 1.2.3 Vai trò của phương pháp mô hình hoá hệ thống.
- 15 1.3 Khái niệm cơ bản về mô hình hoá hệ thống.
- 17 1.3.2 Đặc điểm của mô hình hoá hệ thống.
- 19 1.3.3 Phân loại mô hình hệ thống.
- 20 1.3.4 Một số nguyên tắc khi xây dựng mô hình.
- 22 1.4 Phƣơng pháp mô phỏng.
- 27 Chƣơng2: PHƢƠNG PHÁP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG SẢN XUẤT 29 2.1.
- 29 2.2 Những lợi ích của mô phỏng hệ thống sản xuất.
- 29 2.3 Phƣơng pháp xây dụng mô hình mô phỏng các sự kiện gián đoạn.
- Ứng dụng của mô hình mô phỏng trong dây chuyền sản xuất.
- 37 Chƣơng3: CÁC NGÔN NGỮ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 39 3.1.
- Giới thiệu về hệ thống SLAM II.
- Các lệnh trong hệ thống SLAM II.
- Mạng của SLAM II và hệ thống hàng đợi phục vụ.
- 54 3.3.2.3 Mô hình mạng SLAM II.
- Mô phỏng mạng.
- 85 Chƣơng 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 86 4.1 Yêu cầu của bài toán.
- 88 4.5 Mô hình của hệ thống.
- 104 Phụ lục 2: Kết quả trạng thái hiện tại hệ thống.
- 107 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống điều khiển quá trình sản xuất.
- Sơ đồ phân loại mô hình.
- Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng.
- 30 Hình 2.2: Sơ đồ Logic của mô hình mô phỏng các sự kiện gián đoạn.
- 45 Hình 3.2: Hình ảnh một mô hình mạng.
- 48 Hình 3.4: Điều khiển là cần thiết để mô phỏng một mô hình.
- 49 Hình 3.5: Sơ đồ hệ thống kiểm tra radio.
- 87 Hình 4.3: Mô hình hoạt cảnh phân xưởng sơn.
- 87 Hình 4.4 Mô hình hóa bước 1 của quá trình sản xuất.
- Mô hình mạng phân xưởng sản xuất.
- Trạng thái hệ thống của phân xưởng sơn.
- 96 10 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình mô phỏng trong công nghiệp để sử dụng hợp lý các thiết bị trong dây chuyền sản xuất tự động.
- Để tiếp cận và ứng dụng công nghệ mới, tối ưu hóa dự án và giảm chi phí của các dự án thì việc áp dụng máy tính cho quá trình mô hình mô phỏng có ý nghĩa to lớn.
- Mô hình hoá và mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu khoa học được ứng dụng rất rộng rãi: từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành các hệ thống.
- Ngày nay nhờ sự trợ giúp của máy tính có tốc độ tính toán cao và bộ nhớ lớn mà phương pháp mô hình hoá được phát triển mạnh mẽ, đưa lại hiệu quả to lớn trong việc nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất.
- Do đó việc phân tích đánh giá dây chuyền sản xuất bằng phương pháp mô hình mô phỏng có tính thực tiễn cao mang lại nhiều hiệu quả trong quản lý và sử dụng các trang thiết bị.
- Lịch sử nghiên cứu Quá trình thực hiện mô hình mô phỏng trên thế giới đã được sử dụng từ rất lâu, đi cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin thì mô hình mô phỏng ngày 11 càng phát triển.
- Hiện nay, tại Việt Nam việc ứng dụng mô hình mô phỏng còn chưa nhiều, chưa được nhiều nhà quản lý quan tâm 3.
- Nghiên cứu về lý thuyết mô hình hoá và mô phỏng hệ thống trên máy tính.
- Khái niệm cơ bản về mô hình hoá hệ thống.
- Phương pháp mô phỏng.
- Mô phỏng các hệ thống sản xuất.
- Triển khai ứng dụng mô hình mô phỏng vào một dây chuyền sản xuất tự động trong giai đoạn dự án để có thể sử dụng hợp lý thiết bị trong dây chuyền.
- Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả Luận văn đã tìm hiểu những vấn đề liên quan đến kỹ thuật mô hình mô phỏng và đưa ra một số ứng dụng cụ thể của mô hình mô phỏng.
- 12 Tìm hiểu phần mềm SLAM II giao diện AweSim trong xây dựng mô hình phân tích và mô phỏng hệ thống.
- Nghiên cứu, ứng dụng mô hình mô phỏng vào dây chuyền sản xuất tự động để đánh giá việc sử dụng các thiết bị trong dây chuyền.
- Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 1.1.
- Sự cần thiết của kỹ thuật mô hình mô phỏng Ngày nay có thể thấy tất cả các lĩnh vực hoạt động của con người đều sử dụng phương pháp mô hình hoá và mô phỏng ở những mức độ khác nhau.
- Điều này đặc biệt quan trọng đối với lĩnh vực điều khiển các hệ thống kỹ thuật và xã hội, bởi vì điều khiển chính là quá trình thu nhận thông tin từ hệ thống, nhận dạng hệ thống theo một mô hình nào đó và đưa ra quyết định thích hợp để điều khiển hệ thống.
- Mô hình hoá là một phương pháp khoa học trợ giúp cho các bước nói trên.
- Nhờ có máy tính điện tử mà phương pháp mô hình hoá và mô phỏng phát triển nhanh chóng và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như khoa học xã hội khác nhau.
- Nhờ có phương pháp mô hình hoá và mô phỏng ta có thể phân tích, nghiên cứu các hệ thống phức tạp, xác định các đặc tính, hành vi hoạt động của các hệ thống.
- Các kết quả mô phỏng được dùng để thiết kế, chế tạo cũng như xác định chế độ vận hành của hệ thống.
- Nhờ có phương pháp mô hình hoá và mô phỏng mà có thể đưa ra nhiều kịch bản khác nhau để từ đó lựa chọn phương án tối ưu.
- Mô hình mô phỏng có thể được sử dụng theo 4 loại sau.
- Vai trò của mô hình hoá hệ thống 1.2.1.
- Mô hình (Model) là một sơ đồ phản ánh đối tượng hoặc hệ thống.
- Hay nói một cách khác mô hình là đối tượng thay thế của đối tượng gốc (đối tượng thực tế) dùng để nghiên cứu về đối tượng gốc.
- Mô hình hoá (Modeling) là thay thế đối tượng gốc bằng một mô hìnhđể nhằm thu nhận các thông tin về đối tượng bằng cách tiến hành các thực nghiệm, tính toán trên mô hình.
- Lý thuyết xây dựng mô hình và nghiên cứu mô hình để hiểu biết về đối tượng gốc gọi là lý thuyết mô hình hoá.
- Mô hình hoá là một phương pháp khoa học để nghiên cứu đối tượng.
- Nếu như các quá trình xảy ra trong mô hình đồng nhất – theo các chỉ tiêu định trước – với các quá trình xảy ra trong đối tượng gốc thì ta nói rằng mô hình đồng nhất với đối tượng.
- Lúc này có thể tiến hành các thực nghiệm trên mô hình để thu nhận các thông tin về đối tượng.
- Mô phỏng (Simulation, Imitation) là phương pháp mô hình hoá dựa trên việc xây dựng mô hình số và dùng phương pháp số để tìm các lời giải.
- 14 Lý thuyết cũng như thực nghiệm đã chứng minh rằng chúng ta chỉ có thể xây dựng được các mô hình gần đúng với đối tượng mà thôi, vì trong quá trình mô hình hoá bao giờ cũng phải chấp nhận một số giả thiết nhằm giảm bớt độ phức tạp của mô hình, để mô hình có thể ứng dụng thuận tiện trong thực tế.
- Mặc dầu vậy mô hình hoá luôn luôn là một phương pháp hữu hiệu để con người nghiên cứu đối tượng, nhận biết các quá trình, các quy luật tự nhiên.
- Đặc biệt ngày nay nhờ có sự trợ giúp đắc lực của kỹ thuật máy tính, kỹ thuật tin học, đã phát triển các phương pháp mô hình hoá cho phép xây dựng các mô hình ngày càng gần với đối tượng nghiên cứu, đồng thời việc thu nhận lựa chọn xử lý các thông tin về mô hình rất thuận tiện, nhanh chóng và chính xác.
- Chính vì vậy, mô hình hoá là một phương pháp nghiên cứu khoa học cần nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn.
- Hệ thống và mô hình hệ thống Đầu tiên chúng ta xem xét một số ví dụ về các hệ thống tương đối đơn giản.
- Hình 1.1 trình bày hệ thống điều khiển quá trình sản xuất.
- Hình 1.1 Hệ thống điều khiển quá trình sản xuất.
- Một quá trình gây ra thay đổi trong hệ thống được gọi là một hoạt động.
- Có hai con đường để nghiên cứu hệ thống: nghiên cứu trên hệ thực vànghiên cứu trên mô hình thay thế của nó.
- Tuy nhiên trong nhiều trường hợp tiến hành nghiên cứu trên hệ thực gặp nhiều khó khăn như sẽ được trình bày dưới đây, do đó phương pháp tốt nhất và thuận tiện nhất là nghiên cứu trên mô hình của nó.
- Chính vì vậy phương pháp mô hình hoá rất được chú ý nghiên cứu và phát triển và phương pháp này đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển khoa học và kỹ thuật.
- 1.2.3 Vai trò của phƣơng pháp mô hình hoá hệ thống Trước đây phương pháp giải tích được dùng để mô hình hoá hệ thống.
- Các mô hình được xây dựng dựa trên phương pháp mô phỏng được gọi là mô hình mô phỏng hay còn gọi là mô hình số.
- Phương pháp mô phỏng cho phép đưa vào mô hình nhiều yếu tố gần sát với thực tế.
- Đồng thời mô hình được giải trên các máy tính có tốc độ tính nhanh, dung lượng lớn, do đó các kết quả thu được có độ chính xác cao.
- Vì vậy phương pháp mô phỏng đã tạo điều kiện để giải các bài toán phức tạp như bài toán mô hình hoá các hệ thống lớn, hệ thống ngẫu nhiên, phi tuyến có các thông số biến thiên theo thời gian.
- Phương pháp mô phỏng đặc biệt phát huy hiệu quả khi cần mô hình hoá các hệ thống lớn mà đặc điểm cơ bản của nó là có cấu trúc phân cấp, cấu trúc hệ con, 16 giữa các hệ con và trung tâm điều khiển có sự trao đổi thông tin với nhau.
- Phương pháp mô phỏng cũng hữu hiệu khi mô hình hoá các hệ thống có các yếu tố ngẫu nhiên, có thông tin không đầy đủ, các thông tin sẽ được bổ sung trong quá trình mô phỏng, trong quá trình trao đổi thông tin giữa người điều khiển với đối tượng.
- Phương pháp mô phỏng được ứng dụng để mô hình hoá trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: kỹ thuật, kinh tế, xã hội, sinh học, đăc biệt là các hệ thống lớn, phức tạp, có nhiều yếu tố ngẫu nhiên tác động.
- Ở giai đoạn thiết kế hệ thống, mô hình hoá giúp người thiết kế lựa chọn cấu trúc, các thông số của hệ thống để tổng hợp hệ thống.
- Ở giai đoạn chế tạo, mô hình hoá giúp cho việc lựa chọn vật liệu và công nghệ chế tạo.
- ở giai đoạn vận hành hệ thống, mô hình hoá giúp cho người điều khiển giải các các bài toán điều khiển tối ưu, dự đoán các trạng thái của hệ thống.
- Đặc biệt trong trường hợp kết hợp hệ chuyên gia với mô hình hoá có thể giải được nhiều bài toán điều khiển, tiết kiệm được thời gian cũng như chi phí về vật chất và tài chính.
- Phương pháp mô hình hoá thường được dùng trong các trường hợp sau đây: 1.
- Khi nghiên cứu trên hệ thống thực gặp khó khăn do nhiều nguyên nhân gây ra như.
- Giá thành nghiên cứu trên hệ thống thực quá đắt.
- Nghiên cứu trên hệ thống thực đòi hỏi thời gian quá dài.
- Nghiên cứu trên hệ thống thực ảnh hưởng đến sản xuất hoặc gây nguy hiểm cho người và thiết bị thực.
- Trong một số trường hợp không cho phép thực nghiệm trên hệ thống.
- Phương pháp mô hình hoá cho phép đánh giá độ nhạy của hệ thống Khi thay đổi tham số hoặc cấu trúc của hệ thống cũng như đánh giá phản ứng của hệ thống khi thay đổi tín hiệu điều khiển.
- Phương pháp mô hình hoá cho phép nghiên cứu hệ thống ngay cả khi chưa có hệ thống thực Trong trường hợp chưa có hệ thống thực nghiệm thì nghiên cứu trên mô hình

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt