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面向Job Shop的车间虚拟制造仿真技术研究

作　者: 吕玉昆
导　师: 孔建寿
学　校: 南京理工大学
专　业: 系统工程
关键词: 虚拟制造 Job Shop 车间布局 路径规划 压力容器 虚拟生产线
分类号: TP391.73
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


伴随着全球知识经济的兴起和快速发展,虚拟制造的应用也越来越广泛,而面向JobShop的车间虚拟制造作为实现虚拟制造全过程的一个重要环节,因此,亟待人们研究和开发面向Job Shop的虚拟制造仿真技术。本文针对化工压力容器产品的制造特点,集计算机集成制造、并行工程、虚拟制造、制造车间执行系统于一体,在化工压力容器产品的单件或小批量生产的模式下,研究Job Shop生产线上的各种生产装备及其生产工艺过程的计算机仿真技术,在此基础上开展生产线上的车间布局和生产调度仿真技术研究。本文设计了基于带坐标的混合BRep/CSG表示方法的三维几何建模接口,并用此接口对面向Job Shop的虚拟车间仿真模型进行建模,即建立了面向Job Shop的虚拟生产仿真的车间环境。在Job Shop的虚拟车间生产线设计中,采用流程线分析法和遗传算法相结合的方法完成对虚拟车间制造设备U型模型的布局；采用栅格法和启发式搜索算法相结合的方法,设计了虚拟运输小车的运动驱动接口；采用了基于规则的交通管制,解决多台运输小车的阻塞和碰撞问题。在面向Job Shop的虚拟生产仿真车间环境和车间生产线建立后,具体分析了化工压力容器的产品参数、虚拟生产任务、产品工艺流程及其对应设备参数,并在此基础上开发了基于化工压力容器虚拟生产的仿真软件,实现对化工压力的虚拟生产的仿真,初步实现了虚拟生产与调度。最后,论文提出了虚拟生产线的一些优化技术,为后续的工作提出要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 Job Shop的虚拟车间仿真技术  7-10
    1.2.1 虚拟制造技术  7-9
    1.2.2 Job Shop的车间仿真技术  9-10
  1.3 虚拟制造的国内外研究现状  10-11
  1.4 课题来源及其研究技术路线  11
  1.5 论文研究的主要内容及论文结构  11-13
2 面向Job Shop的车间虚拟制造仿真体系结构  13-21
  2.1 面向Job Shop车间生产的特点  13-14
  2.2 面向Job Shop的车间虚拟制造仿真需求分析  14-15
  2.3 面向Job Shop的车间虚拟制造仿真的关键技术  15-16
  2.4 面向Job Shop的车间虚拟制造仿真体系结构  16-18
  2.5 面向Job Shop的车间虚拟制造仿真系统的开发环境  18-20
  2.6 本章小结  20-21
3 面向Job Shop的虚拟车间建模技术研究  21-35
  3.1 Job Shop虚拟车间的基本组成与功能  21
  3.2 几何造型技术  21-25
    3.2.1 分解表示  22
    3.2.2 边界表示  22-24
    3.2.3 构造表示  24
    3.2.4 混合表示  24-25
  3.3 面向Job Shop的虚拟车间仿真模型外部接口设计  25-27
    3.3.1 XML介绍  25
    3.3.2 模型外部接口对象的数字化表示  25-27
  3.4 面向Job Shop的虚拟车间仿真模型内部接口设计  27-32
    3.4.1 虚拟车间外部模型的数据提取  27
    3.4.2 外部模型数据向内部模型数据的转换  27-32
  3.5 实例分析  32-34
  3.6 本章小结  34-35
4 面向Job Shop的虚拟车间生产线设计  35-53
  4.1 虚拟设备的参数化表示  35-37
    4.1.1 虚拟设备的参数化表示  35-36
    4.1.2 虚拟设备的平面排列  36-37
    4.1.3 虚拟车间设备的连接方式  37
  4.2 虚拟设备集成  37-44
    4.2.1 虚拟设备集成的分析  37-38
    4.2.2 虚拟设备集成建模  38-44
  4.3 虚拟车间行车及运动驱动接口设计  44-46
    4.3.1 虚拟车间行车系统  44
    4.3.2 虚拟车间行车设计  44-45
    4.3.3 虚拟车间行车的运动驱动接口设计  45-46
  4.4 虚拟车间运输小车及运动驱动接口设计  46-51
    4.4.1 虚拟车间运输小车系统  46-47
    4.4.2 虚拟车间运输小车的设计  47
    4.4.3 虚拟运输小车运动驱动接口设计  47-51
  4.5 本章小结  51-53
5 面向Job Shop的虚拟车间仿真技术  53-65
  5.1 面向化工压力容器生产的虚拟车间设计  53-57
    5.1.1 OpenGL三维仿真环境的建立  53-54
    5.1.2 面向化工压力容器生产的虚拟车间设计  54-57
  5.2 化工压力容器虚拟生产仿真  57-63
    5.2.1 虚拟生产任务  57-60
    5.2.2 虚拟生产调度  60-62
    5.2.3 虚拟生产仿真  62-63
  5.3 虚拟生产线的优化技术  63-64
  5.4 本章小结  64-65
6 总结与展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 机器辅助技术 > 机器辅助技术制造(CAM)
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