基于功能塊的可重構(gòu)制造單元控制系統(tǒng)研究.pdf

1、制造單元的性能對(duì)企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化以及提升競(jìng)爭(zhēng)力，起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的制造單元控制系統(tǒng)大多不具備實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)重構(gòu)性能，難以根據(jù)變化的運(yùn)行環(huán)境或異常情況進(jìn)行快速實(shí)時(shí)配置或重配置。這大大增加了制造企業(yè)的成本。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種基于功能塊的可重構(gòu)制造單元控制系統(tǒng)的建模與設(shè)計(jì)方法。 在系統(tǒng)模型構(gòu)建方面，為了使制造設(shè)備具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)重構(gòu)能力，將國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)61499功能塊標(biāo)準(zhǔn)與制造報(bào)文規(guī)范(MMS)相結(jié)合，提出了通

2、用虛擬制造設(shè)備(VMD)復(fù)合功能塊的新概念。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)筑了基于復(fù)合功能塊的制造單元混合式控制體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)將制造控制流區(qū)分為相互獨(dú)立的重構(gòu)控制流與執(zhí)行控制流，從而實(shí)現(xiàn)了制造單元重構(gòu)控制與執(zhí)行控制的并行執(zhí)行。為了提高各VMD復(fù)合功能塊的局部自治能力，并且使控制系統(tǒng)軟件具備良好的模塊性、重用性、開(kāi)放性、易集成性、可維護(hù)性等特性，建立了面向服務(wù)的制造單元控制軟件體系結(jié)構(gòu)。為了解決異質(zhì)制造設(shè)備間信息傳遞的問(wèn)題，提出了基于MMS與Web S

3、ervices的制造信息傳遞模型。 在動(dòng)態(tài)建模方面，將面向?qū)ο笾玃etri網(wǎng)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)條件/事件系統(tǒng)(NCES)模型相結(jié)合，提出了面向?qū)ο笾玁CES(OCNCES)的動(dòng)態(tài)建模與分析方法：①提出了各通用VMD復(fù)合功能塊的網(wǎng)絡(luò)條件/事件模塊(ONCEM)模型以及整個(gè)制造單元控制系統(tǒng)OCNCES模型的構(gòu)造方法；②提出了檢測(cè)通用VMD復(fù)合功能塊ONCEM模型和整個(gè)制造單元控制系統(tǒng)OCNCES模型的死鎖檢測(cè)算法，并利用提出的算法，對(duì)上

4、述模型進(jìn)行了死鎖分析；③提出了對(duì)上述模型可能出現(xiàn)的沖突事件的求解策略，并對(duì)各模型進(jìn)行了輸入/輸出的沖突分析。 在構(gòu)建了系統(tǒng)模型并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)建模與分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)例開(kāi)發(fā)以及性能評(píng)價(jià)。以一個(gè)制造單元作為研究背景，采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML)的類(lèi)圖方法，對(duì)本文提出的制造單元控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)；利用Web Services技術(shù)，進(jìn)行了控制系統(tǒng)軟件的實(shí)例開(kāi)發(fā)；通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)VMD復(fù)合功能塊間的信息傳遞性能以及不同開(kāi)發(fā)平臺(tái)下