【摘 要】
：
虚拟实体是数字孪生五维模型的重要组成部分,其行为模型描述了物理实体在外部环境与内部运行机制作用下的实时响应及行为,该模型的构建有助于实现车间的在线监控和预测。然而当前虚拟车间行为模型在构建时缺乏层次化、统一、高效率的建模方法,为此本文从利用离散事件系统规范（Discrete EVent System Specifications,DEVS）对虚拟实体行为模型构建入手,研究了基于数字孪生技术的DEV
【基金项目】
：
国家重点研发计划子课题:智能工厂物理信息系统的虚拟验证与同步运行（2018YFB1701003）
论文部分内容阅读
虚拟实体是数字孪生五维模型的重要组成部分,其行为模型描述了物理实体在外部环境与内部运行机制作用下的实时响应及行为,该模型的构建有助于实现车间的在线监控和预测。然而当前虚拟车间行为模型在构建时缺乏层次化、统一、高效率的建模方法,为此本文从利用离散事件系统规范（Discrete EVent System Specifications,DEVS）对虚拟实体行为模型构建入手,研究了基于数字孪生技术的DEVS扩展,提出了基于值的离散事件系统规范（Valued Based DEVS,VDEVS）模型形式化描述以及仿真方法,设计了VDEVS建模语言并开发了仿真类库,实现了VDEVS建模语言仿真系统,主要研究内容如下:（1）论文首先分析国内外研究现状,针对当前数字孪生车间虚拟实体建模存在的问题提出了构建具备层次化、输入建模准确、统一模型描述方法的必要性,并指出了DEVS对虚拟车间建模具有一定的适用性,但同时也需要对其进行扩展才能更好地对虚拟车间进行描述。（2）离散车间属于离散事件系统,其虚拟车间通常使用离散事件系统建模方法进行描述,为了解决由于虚拟车间先于物理车间构建而导致输入建模不准确的问题,提出了对离散事件系统活动持续时间确定的两种扩展方法:即基于关键属性的计算函数以及基于实验物理设备的同步运行。同时提出了一种基于多仿真时钟的离散事件系统仿真方法。（3）对虚拟车间的分层模型进行了定义,同时基于扩展后的离散事件系统,对DEVS方法进行了面向数字孪生的扩展,给出了其形式化定义。由于扩展后的DEVS具备了实时性,因此对扩展DEVS模型的仿真方法进行了设计,给出了仿真过程中从模型的扁平化到模型仿真的实现方法。随后基于扩展DEVS模型使用巴斯克范式给出了建模语言的详细定义,并利用实例说明了建模语言的使用方法。（4）基于C#语言开发了扩展DEVS仿真类库,包括了模型以及仿真器,详细的说明了其设计细节。同时基于该类库以及WPF开发了建模语言仿真系统,实现了源码解析、模型仿真、结果展示等功能。此外,本文还基于典型加工单元,开发了仿真系统原型,并使用该原型对加工单元模型实例进行了仿真,验证了模型定义以及仿真的正确性,并为后续的研究提出了新的方向。
其他文献
激光打标作为一种新兴的加工技术,已经成为激光加工最广泛的应用之一。本文分析研究了运动控制的核心算法,包括加减速速度规划算法、插补算法、速度前瞻规划算法,并提出了基于连续小线段轨迹的速度前瞻插补算法,然后基于ARM+FPGA的控制器硬件架构,完成了激光打标高速运动控制系统的总体设计,最后对速度前瞻算法进行了仿真和实验验证并成功应用在激光打标控制系统上。本文主要研究工作如下:（1）进行了插补算法和加减
电-气伺服阀是气动伺服系统的核心控制部件,广泛用于军工、航天及民用设备中。在某些特殊场合,电-气伺服阀的安装位置狭小,这就要求减小电-气伺服阀的体积并提高其功率密度,功率密度升高引起的温升对电动执行装置的响应性能、密封圈的密封性能和阀芯阀套的精密配合有较大的影响,过高的温升甚至会破坏电-气伺服阀,严重影响了电-气伺服阀的可靠性和寿命。因此,研究电-气伺服阀的温度特性并设计冷却结构,对提高电-气伺服
信息技术的快速发展,促进了各类电子信息系统的广泛应用,也导致了电磁环境日趋复杂。复杂的电磁环境使得电磁信号在传输过程中极易叠加上其他干扰信号,影响信息系统的正常工作。盲源分离可根据观测到的混合信号分离出各个源信号,进而提取出有用信号,去除干扰信号的影响。观测信号数目少于源信号数目的欠定盲源分离问题是盲源分离研究中的难点,但因其更符合实际情况,因此具有较高的研究价值。本文以典型电磁信号为研究对象,对
金属卤化物钙钛矿因其优异的光电性能,在显示照明、太阳能电池、激光器、光电探测器等领域备受青睐。与三维钙钛矿相比,二维Ruddlesden-Popper钙钛矿（2D-RPPs）在稳定性、成分可调性和光电性质多样性等方面具有明显优势。此外,2D-RPPs材料的缺陷密度低,具有较强量子限域效应,在发光显示应用方面具有广阔前景。然而,与2D-RPPs单晶材料相比,大多数2D-RPPs薄膜都具有较低的发光效
如今,手机屏幕根据环境自动改变亮度,安检设备通过红外辐射感应识别物体,各类光谱仪帮助我们研究材料性质,而光电传感元件作为这些设备中重要的一环,在生活、安全、工业和研发领域都有着极其广泛的应用。电子设备微小化、功能集成化的浪潮不可阻挡,光电传感元件也不例外,而制备宽带（响应）光电探测器就是实现光电传感元件功能整合的一种重要途径。宽带光电探测器是一种波长响应范围很广,甚至可以对多个波段的光产生光电响应
注塑产品结构复杂,其模具质量影响因素众多,通常要对注塑模进行试模修正以保障模具质量。目前,注塑模试模修正过程主要依赖于工程师的实践经验,试模修正次数多、周期长、成本高昂。因此,将注塑模缺陷修正个人经验转化为系统知识,为试模过程工程师缺陷修正决策提供科学信息支持,是当前模具企业关注的关键难题之一。为此,本文深入分析注塑模缺陷修正过程,系统研究了缺陷修正知识表示与重用方法,构建了注塑模缺陷修正知识库并
随着全球性竞争加强、企业规模扩大、客户需求提高等,包装印刷企业在生产过程管控等方面面临新挑战。贺卡印刷车间是典型离散制造车间,面临着快速响应、柔性化等需求压力,由于车间生产信息采集、交互不够全面,导致车间监视不及时。数字孪生是一种实现制造物理-信息世界交互融合从而监视、管控车间的有效途径。本文基于数字孪生技术,面向生产要素监视,融合生产要素、实时-历史数据对贺卡印刷车间建模,构建车间生产要素监视视
金属多材料（Multi-material）集成多种单一金属材料的优异性能以实现构件特殊功能,能大大提高设计和制造的灵活性,广泛应用于航空航天、国防、化工和汽车等领域。然而,传统成形方法难以满足多材料构件结构复杂度以及设计自由度的要求。激光选区熔化（SLM）技术作为近年来广受关注的金属增材制造方法,在成形复杂结构多材料方面具有优势。目前SLM成形金属多材料的研究正处于起步阶段,大部分研究都集中在工艺
在换热器制造领域,管-管板焊接是一道十分重要的工序。通常管-管板焊接采用旋转中心固定、焊炬旋转的焊接方法（轨道焊接）。若换热管中心定位精度低,则焊缝寻位不准,焊缝与接头缝隙有偏差,影响焊接质量,甚至焊坏。由于管板变形、管板倾斜或钨极损耗等原因,焊接弧长不稳定,导致焊接质量不稳定且钨极易损坏。因此本文提出一种基于机器视觉技术的换热管中心定位方法精确获取换热管中心位置,解决换热管中心定位不准的问题,同