論柔性制造控制系統的并行設計方法

郭琳

摘 要：由于當今市場環境的動態性和多變性，制造企業面臨著嚴峻的考驗。要想在市場競爭中占有優勢，制造企業就必須在短時間內生產出多品種的小批量制造品。在實現這一目標的過程中，柔性制造控制系統起到突出作用，這種先進的制造系統，不僅能夠增加企業制造品的產量，而且能夠帶來良好的社會效益，帶動整個制造業的發展。但由于這種制造控制系統存在造價高、體積大等問題，在生產過程中也帶了一定的困擾，所以，研究柔性制造控制系統的并行設計方法對提高制造系統設備性能、推動制造業發展具有重要的現實意義。

關鍵詞：柔性制造 控制系統 并行設計方法

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0057-01

伴隨著社會的進步和科技水平的提高，人們對制造業又提出了新的要求，傳統的生產方式已不能滿足人們對制造品日益增長的需求。在大批量生產的時代背景下，先進的制造控制系統設計方法的應用與更新很大程度上決定了一個企業的發展方向。該文通過分析柔性制造控制系統的發展現狀，根據柔性制造控制系統的結構和特點，指出傳統柔性制造控制系統設計方面的缺點和不足，構建全新的柔性制造控制系統的并行設計模型，為我國制造業的發展不斷注入新的力量。

1 柔性制造控制系統的內容和特點

1.1 柔性制造控制系統的內容

柔性制造控制系統是一個由計算機控制的復雜系統，它由物流控制設備、自動化倉庫、無人輸送臺、信息傳輸站等部分組成。柔性制造控制系統具有控制、加工、測量、存儲系統的功能，其中，控制系統作為核心部分，對柔性制造控制系統的性能與效率起到決定作用。柔性制造控制系統以計算機智能功能為核心，把半獨立的工位與物料運輸系統結合起來，高效自主地生產多品種小批量的產品。

1.2 柔性制造控制系統的特點

（1）自動化程度較高。

（2）與傳統的加工系統相比，柔性制造控制系統所需要的機床數量較少，利用信息流和系統規劃進行合理的加工和組織。

（3）在一次上料之后，柔性制造控制系統需要較長時間進行加工，但是裝夾次數較少。

（4）物料搬運體系的分類決定了柔性制造控制系統中機床的分布。

2 柔性制造控制系統的發展狀況

在傳統制造業生產過程中，小批量生產周期長、效率不高、成本昂貴以及質量水平低等問題不斷出現，滿足不了市場需求，嚴重影響了我國制造業的發展。我國柔性制造控制系統起步較晚，但發展速度較快。柔性制造控制系統作為一種先進的制造系統，其系統設計方法的更新起到關鍵作用，傳統的柔性制造控制系統設計方法存在的問題日益明顯，建立柔性制造控制系統的并行設計成為制造企業的首選。

3 柔性制造控制系統的并行設計

3.1 柔性制造控制系統的并行設計的關鍵技術

柔性制造控制系統的并行設計在規劃時主要包含的關鍵技術有：在并行設計的條件下將抽象的信息和建模技術相結合；建立網絡化、分布化的計算機系統作為并行設計的框架；運用計算機模擬仿真技術將產品性能形象化；建立柔性制造控制系統并行設計的綜合測評系統；進行科學合理的管理，完善和發展并行設計。

3.2 柔性制造控制系統的并行設計的方法策略

為了增強柔性制造控制系統并行設計的獨立性、自控力，增強各系統間的相互合作，柔性制造控制系統并行設計需要具備以下幾點方法策略：

（1）具體制造控制系統與信息系統具有相對的獨立性。

（2）方法更新、信息系統以及它在處理事務的過程與制造控制系統的決策功能相獨立。

（3）系統控制系統的決策功能與應用界面的表現形式相獨立。

（4）發展計算機模擬仿真技術，將制造控制系統的開發與控制系統的仿真測評系統進行同步發展。

（5）制造控制系統的控制實體組件具有獨立性，這些自治的實體部件將內部功能和外部合作獨立開來。

3.3 柔性制造控制系統的并行設計實施的基本內容

（1）概念層面設計。

在控制系統全面分析的基礎上進行概念層面設計，在了解企業管理模式及制造控制系統的布局的條件下，根據制造控制系統的基本體系結構進行分析，確定各自治實體部件的系統控制準則及決策的活動鏈。

（2）邏輯層面設計。

邏輯層面的設計需要創建在概念層面設計的基礎之上，把在概念層面上形成的方案策略及技術模型進行具體深入的分析評價。負責系統設計的工作人員需要詳細設計各實體部件之間的功能模型；負責數據庫設計的工作人員需要詳細設計整個數據庫的邏輯模型以及各實體部件的局部數據庫模型；負責界面設計的工作人員需要和信息技術人員相互合作，由界面設計工作人員確定好界面框架，由信息技術人員確定每個界面下的操作內容、決策規則及完成命令的相關工具。

（3）虛擬物理層面設計。

為了增強制造控制系統的開放性、可靠性、自主性、可重復利用性等多個性能，需要通過虛擬物理層面的設計建立統一的建模語言及各實體組件技術。在創建好制造控制系統并行設計許可的環境條件下，負責系統設計的工作人員需要詳細設計控制系統的開發平臺、運行平臺及完成系統開發條件的工具；在面向對象的模型與邏輯層面控制的模型相映射下形成不同種類的操作、屬性的基礎上，軟件設計人員需要對物理、信息、通信等對象類進行合理詳細的設計；在各實體部件的接口定義受控的基礎上，進行各實體部件之間的報文傳送接口的設計；負責數據庫設計的工作人員需要對整個數據庫的結構數據和存儲拿取的方法進行物理模型的設計。

4 結語

基于當今網絡的快速發展，計算機已逐步應用于制造業，柔性制造控制系統的并行設計也需不斷更新和研究。在了解了我國柔性制造控制系統的發展狀況之后，根據柔性制造控制系統的內容和特點，從柔性制造控制系統的并行設計的基本內容、關鍵技術、方法策略等方面展開分析，優化柔性制造控制系統并行設計方法，縮短生產時間，轉變企業運行方式和管理模式，提高企業的生產效率，增強制造企業的競爭力。

參考文獻

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