基于功能塊的可重構(gòu)制造單元控制系統(tǒng)研究.pdf

1、制造單元的性能對企業(yè)快速響應(yīng)市場變化以及提升競爭力，起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的制造單元控制系統(tǒng)大多不具備實時動態(tài)重構(gòu)性能，難以根據(jù)變化的運行環(huán)境或異常情況進行快速實時配置或重配置。這大大增加了制造企業(yè)的成本。針對上述問題，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)計方法。 在系統(tǒng)模型構(gòu)建方面，為了使制造設(shè)備具有實時動態(tài)重構(gòu)能力，將國際電工委員會(IEC)61499功能塊標準與制造報文規(guī)范(MMS)相結(jié)合，提出了通

2、用虛擬制造設(shè)備(VMD)復合功能塊的新概念。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)筑了基于復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)分為相互獨立的重構(gòu)控制流與執(zhí)行控制流，從而實現(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、開放性、易集成性、可維護性等特性，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)備間信息傳遞的問題，提出了基于MMS與Web S

3、ervices的制造信息傳遞模型。 在動態(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)的動態(tài)建模與分析方法：①提出了各通用VMD復合功能塊的網(wǎng)絡(luò)條件/事件模塊(ONCEM)模型以及整個制造單元控制系統(tǒng)OCNCES模型的構(gòu)造方法；②提出了檢測通用VMD復合功能塊ONCEM模型和整個制造單元控制系統(tǒng)OCNCES模型的死鎖檢測算法，并利用提出的算法，對上

4、述模型進行了死鎖分析；③提出了對上述模型可能出現(xiàn)的沖突事件的求解策略，并對各模型進行了輸入/輸出的沖突分析。 在構(gòu)建了系統(tǒng)模型并對其進行了動態(tài)建模與分析的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)設(shè)計、實例開發(fā)以及性能評價。以一個制造單元作為研究背景，采用統(tǒng)一建模語言(UML)的類圖方法，對本文提出的制造單元控制系統(tǒng)進行了設(shè)計；利用Web Services技術(shù)，進行了控制系統(tǒng)軟件的實例開發(fā)；通過仿真實驗對VMD復合功能塊間的信息傳遞性能以及不同開發(fā)平臺下