ПРОГРАММНАЯ ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ FESTO И ЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Введение 5
1 Программная имитационная модель производственной системы FESTOи ее исследование 8
1.1 Обзор и анализ методов моделирования производственной системы FESTO 8
1.1.1 Неформальное описание установки FESTO 8
1.1.2 UML-модель установки FESTO 10
1.1.3 Графическое моделирование установки FESTO 12
1.1.4 Моделирование установки FESTOна основе NCES-сетей 15
1.1.5 Моделирование установки FESTOс использованием раскрашенных сетей Петри 17
1.1.6 Постановка задачи исследований 19
1.2 Разработка программной имитационной модели тестирующей станции производственной системы FESTO 20
1.2.1 Сигналы устройств тестирующей станции 21
1.2.2 Основной алгоритм событийного имитационного моделирования 22
1.2.3 Алгоритмы обработки событий в имитационной модели тестирующей станции 25
1.2.4 Описание программы 29
1.2.5 Тестирование программы 32
1.3 Генерация формальных моделей процессов тестирующей станции FESTO на основе метода process mining 34
1.3.1 Использование метода Process Miningв проектировании 34
1.3.2 Генерация формальных моделей процессов на основе журналов событий 37
1.3.3 Анализ сетевых моделей процессов в системе TINA 42
1.4 Разработка распределенной функционально-блочной модели тестирующей станции системы FESTO 45
1.4.1 MVC-паттерн проектирования 45
1.4.2 Модели переходов состояний сценариев обработки деталей 46
1.4.3 Системная конфигурация 47
1.4.4 Управляющее приложение 48
1.4.5 Компонента М (Модель) 50
1.4.6 Компонента V (Представление) 52
1.4.7 Компонента С (Контроллер) 60
1.4.8 Отладка и тестирование 62
2 Требования к освещению рабочего места, оборудованного ПЭВМ 65
2.1 Общие положения 65
2.2 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ . . . 67
2.3 Выводы 71
Заключение 72
Список использованных источников 74
Приложение А - Листинг программы 77
Приложение Б - Схемы программ 89
Приложение В - UML-диаграммы 92
Приложение Г - Презентация 95
Купить

В связи с принятием концепции производства «Индустрия 4.0» как наиболее перспективной актуальным становится разработка методов проектирования промышленных киберфизических систем (КФС), которые являются одним из главных атрибутов «Индустрии 4.0». Данное направление является новым и исследования в данной области далеки от завершения. К особенностям КФС можно отнести их структурную и поведенческую сложность, сильную взаимосвязь физических процессов, протекающих в системе с управляющими элементами, распределенность в пространстве и времени.
Важным подклассом КФС являются промышленные КФС, непосредственно связанные с промышленным производством. Примерами таких КФС являются производственные системы, сборочные производства, разумные сети электроснабжения (сети Smart Grid),системы транспортировки и логистические системы и т.д. Каждая из таких систем имеет свои особенности. Производственные системы, как правило, связаны с производством изделий на основе обработки исходных материалов. Одной из главных их особенностей является то, что они в основном относятся к классу дискретных событийных систем.
В проектировании сложных технических систем выделяются два основных вида деятельности - анализ и синтез. Имитационное моделирование является одним из эффективных методов изучения и анализа сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях, когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий, или могут дать непредсказуемый результат. Недостатком имитационного моделирования является неполная формальность модели, а также неполнота анализа, особенно в области валидации и верификации системы. Неполная формализация препятствует изучению и восприятию модели, ее
документированию, коммуникации между разработчиками в процессе проектирования, а также применению формальных методов анализа и синтеза.
Перспективным подходом к синтезу формальных моделей является метод Process mining,известный в русскоязычной литературе как «процессная аналитика». Данный метод позволяет на основе журналов событий автоматически генерировать формальные модели. В качестве основных формализмов используются конечно-автоматные модели, сети Петри и их расширения, а также другие модели переходов состояний. На последующих стадиях метод Process miningпозволяет проводить проверку соответствия реального поведения системы сгенерированной формальной системе (conformance checking),а также производить «дообучение» формальной модели на основе новых журналов событий.
С точки зрения информатики большой интерес представляет проектирование кибернетической части КФС (иначе, проектирование систем управления). В настоящее время наиболее привлекательным подходом для построения распределенных систем управления промышленными процессами является использование международного стандарта IEC61499. По сути дела, стандарт IEC61499 вводит класс систем управления нового поколения.
На основе вышеизложенного тема бакалаврской работы, посвященной разработке, анализу и реализации имитационных программных и функционально-блочных моделей производственной системы FESTO,является актуальной. В работе будет исследоваться только тестирующая станция производственной системы FESTO, однако полученные результаты можно будет распространить и на другие станции...
Купить