外文翻译--AutoMod 软件的柔性制系统与仿真【带出处】.doc

中文译文智能信息管理，2011,3,186-189DOI：10.4236/iim.2011.35022线上发表于2011年9月(http:/www.SciRP.org/journal/iim)AutoMod软件的柔性制系统与仿真1陈紫霞2江长滨1中国宜宾宜宾职业技术学院2中国杭州浙江工商大学电子邮件：czxmail.zjgsu.edu.cn，jcbmail.zjgsu.edu.cn收稿于20116.2；修正于2011.7.4；公认于2011.7.15摘要柔性制造系统（FMS）是一高度自动化，复杂的系统。模拟设计或者分析FMS是一个证明行之有效的方法。在FMS中的射频识别（RFID）系统的配置产生大量的RFID数据流，提供有价值的数据，改善FMS的操作。在本文使用RFID数据流在FMS下模拟的结构。模拟与AutoMod软件一起运行。技术上的细节也被呈现。本文的结构是遵从下列的步骤：第1步,AMHS、FMS和AutoMod的介绍；第2步，FMS模拟AutoMod软件；第3步，通过RFID数据流驱动的仿真框架；第4步，结论。关键词：FMS（柔性制造系统）、RFID、数据流，模拟，AutoMod软件1.介绍1.1.航空交通服务讯息处理系统（AMHS）和FMSAMHS是一个自动化的材料处理系统。它通过改变自己的形式和包装从而通过存储，检索和运输材料的过程。它主要依赖于自动化设备的装置处理这些材料。AMHS，像是在物流业或其他自动化材料处理系统中的存储和检索系统（AS/RS），在这个竞争激烈的环境中发挥着重要的作用1,2。因此，改善航空交通服务讯息处理系统具有极大的价值。柔性的制造业的系统（FMS）在AMHS担任一个越来越重要的角色。图1展示了柔性制造系统进行处理金属零部件的过程。（S/RM）的存储/检索机从储物架上检索托盘的原料，并将其放置在输送机上的每个通道。然后操作员从托盘上消除了部分，并扣紧到相邻输送机的夹具上。输送机输送到拾取点，在那里它们被加载到自动搬运车（AGV）的夹具上。图1：柔性制造系统的例子这个系统由6个计算机数字控制（CNC）加工零件。变化器的头部也可用于钻孔的部件。AGV运输夹具到所需的CNC或头站。当已完成所有处理的一部分时，AGV返回，而其夹具的一部分输送到附近的存储机架。操作员移除已完成的部分。并把它从夹具上返回用于机架上用于存储的托盘上。空夹具然后在传送带上接受一个新的原始部分循环。FMS是一个典型的离散事件系统。虽然这很难评估其效率与传统的方法，因为随机因素和计算的复杂性，仿真设计与分析FMS是一个行之有效的方法。1.2.FMS中的FRID数据采集RFID是一种强大的数据收集方法，该方法可以用在产品控制和材料处理或其他材料的流动过程3。柔性制造系统中的RFID系统的部署，加强了运转控制的流程与更好的可视性。流通过FMS柔性制造系统的托盘，箱或其他负载都贴有RFID标签。RFID阅读器在预先分配的位置读取存储的处理信息的标签。传感器（RFID读取器）收集信息材料流经进程，然后把此信息发送到数据库中。根据一定的规则，有意义的事件流程，这可以用来驱动供应链管理（SCM）4，企业资源规划（ERP）或制造执行系统（MES）信息系统。面向服务的架构（SOA）和事件驱动架构（EDA）在这一领域占主导地位5，6。RFID阅读器可以提供即时的物料流信息，如该对象系统中的探测器。这些信息包括项目的信息，位置，加工精度和到达时间。它可以被存储在数据流中，数据库中或数据仓库。对于FMS，如图1所示，RFID阅读器可以设置在AS/RSI/O站，数据工作站和AGV拾取点。标签标记在货盘和夹具上。当托盘或夹具流经系统，读写器读取和创建数据记录如表1所示。然后这些记录被RFID处理。最后，大容量的记录将被存储为数据流的RFID数据仓库7。因此，RFID数据成为连接到虚拟世界的桥梁。1.3.FMS仿真面临的挑战FMS经营所处的环境是随机的性质。因此，在设计和分析FMS，这自然必须被考虑。仿真是一个功能强大的工具，以解决随机的情况8。有商业软件产品可以用于模拟的FMS。表1RFID标签记录标签ID负载类型项目时间（hh:mm:ss:ms）阅读器IDEE07000001A34621托盘原料114:01:45:351EE07000001A34622托盘原料214:01:45:552EF01000001A34621夹具P114:05:05:553EF01000001A34622夹具P214:05:06:154EF01000001A34623夹具P314:05:07:055但是模拟仍然是一个需要人才的工作，尤其是当目标系统是复杂的时候。一般情况下，商业仿真软件包可以大幅缓解这些工作，因为我们可以用它们来建模FMS的可视化实体和组件的图形用户界面（GUI）的，但无形的数据或I/O数据，不是一个有效的建模方式。在很多情况下，一个伪随机数发生器是唯一用来驱动FMS仿真的方式。模拟中使用的随机数引入到一个模型中，来表现现实世界的变化。产品达到间隔时间，处理时间，时间，知道机器故障，和维修时间是一个真正的系统的整个操作过程中的持续时间而变化的事件的例子。构建模型时，必须决定如何代表在模拟随机发生的事件。一种流行的方法是尝试，以适应估计或历史的真实世界的数据到分配。丹对于FMS，意味着大批量的，高吞吐量的数据。数据分析是很困难的。另一方面，这么多的过程数据被存储在MES或其他企业的形成系统中，特别是与RFID系统的部署。这个数据可以用在正式的FMS仿真中。在本文的以下部分，我们将讨论FMS模拟使用商业软件。也可以预先给出一个使用RFID数据流的模拟框架。2.FMS仿真AutoMod的软件AutoMod的套件是世界领先的工业仿真软件，该软件是由一家美国应用材料公司开发。它成功应用在许多领域，如汽车，半导体，航空航天和国防，造纸，物流等。许多世界500强企业中已经使用AutoMod来模拟他们的生产物流，以提高运行效率部门，减少库存和现金流动9,10.AutoMod实际上是两个方案的组合：构建包和运行时包。构建包包括物理和逻辑模型的定义。在用户定义的物理和逻辑组件模型下，它将被编译成一个可执行程序，模拟和动画同时运行。可执行模型速度非常快，是完全可以互动的，它可以停在任何时刻在模拟的时间来查看统计数据和模型状态。提供数据库的最新版本AutoMod的I/O功能和模式的通讯模块，该模块支持OPC（用于过程控制的OLE）或套接字通讯。FMS的可视组件，可以很容易地模拟专业AutoMod的模块，如AS/RS，处理，输送和路径子系统。如果没有现实世界的数据，FMS模型通常是由伪随机流或简单的示例数据，简化了输入或过程中的数据。数据获取代码被嵌入在AutoMod的逻辑文件。3.RFID数据流驱动的仿真框架有DEVS（离散事件系统）模拟使用RFID数据在不同类型的应用程序。例如，RFID数据被用来模拟和分析医院的经营和资源利用率。从上面，我们知道，RFID数据代替伪随机流或简单的样品中，可以驱动虚拟AutoMod模型。了解如何使用RFID在FMS运行期间收集的数据流是我们需要解决的问题。根据不同的RFID数据源，使用RFID数据流的FMS仿真有两种方式。在下面的部分中，在每种模式下，一个单独的框架将提交。技术细节也将被提及。在这两种模式中，模拟软件专注于操作的RFID标签和标记对象的名称，如到达时间到达位置的字符。在标签的其他信息还没有发送到软件。传送的信息必须是正式的，并可以被拆解成有意义的事件，这可以由软件理解。具有前仿真，透明的标准和协议必须遵守。3.1.离线模式（历史RFID数据）在离线模式下，存储在数据库中的历史RFID将驱动仿真模型。在这种模式下，处理的RFID数据已被存储在数据库中。AutoMod的模型FMS运行时，它会读取自动的MOD数据库I/O功能（如开放式数据库连接性功能），并剖析RFID数据流转化为若干具有意义的AutoMod事件，图2展示框架的离线模式。3.2.在线模式（模拟）在在线模式下，当使用RFID数据流，FMS模型交互实时RFID的数据流。这是一种实物仿真与模拟的硬件。在这种模式下，与现实世界的设备相结合的虚拟的仿真模型与桥接的是RFID数据流。整个FMS分为两部分。这种方法是非常有用的。当我们想改变部分时，FMS就好像一个临时的存储仓库。如果AS/RS计划取代手动高货架仓库，AS/RS需建立在AutoMod的软件基础上。I/O从现实中的RFID阅读器的临时储存仓库的RFID数据源用于驱动FMS仿真关系。因此，可以很容易的得到进行模拟的帮助。