數字化工廠建模與物流模擬——基於PlantSimulation

於徵磊，吉林大學工程仿生教育部重點實驗室，副教授、博導，國際仿生工程學會會員，吉林省增材製造學會理事。主要致力於仿生結構設計及增材製造技術研究，負責國家 級、省部級項目7項，包括國家自然基金項目2項，國家重點研發計劃子項目1項，博士後基金一等資助1項，吉林省科技發展計劃項目1項，吉林省教育廳“十二五”科技計劃1項，吉林省重大科技平臺項目3D打印技術子項1項。公開發表學術論文30餘篇，其中SCI檢索論文15篇；申請發明專利4項。

第1章 數字化工廠概述 001
1.1 數字化工廠的概念及其內涵 001
1.1.1 數字化工廠定義 001
1.1.2 數字化工廠目標 004
1.1.3 數字化工廠特點 006
1.2 數字化工廠構建的發展史 007
1.2.1 數字化工廠的誕生與起源 007
1.2.2 數字化工廠的成型階段 008
1.2.3 數字化工廠及其相關技術 010
1.3 數字化工廠應用與發展 013
1.3.1 數字化工廠應用領域 013
1.3.2 國內外發展現狀 014
1.3.3 未來走向何方 015

第2章 物流系統建模模擬與Plant Simulation 017
2.1 物流系統概述 017
2.1.1 物流系統的概念 017
2.1.2 物流系統的基本模式 018
2.1.3 物流系統的特徵 019
2.2 模擬方法在物流系統中的應用 020
2.2.1 應用模擬技術的四個方面 020
2.2.2 物流系統模擬的主要步驟 021
2.3 Plant Simulation 介紹 022
2.3.1 Plant Simulation 軟件概述 022
2.3.2 Plant Simulation 特點 022
2.3.3 Plant Simulation 的典型應用 024

第3章 Plant Simulation 的安裝及基本操作 026
3.1 Plant Simulation 的安裝 026
3.2 Plant Simulation 的工作界面 027
3.2.1 Plant Simulation 工作界面的構成 027
3.2.2 Plant Simulation 工作界面的調整 029
3.3 Plant Simulation 的基本操作 030
3.3.1 Plant Simulation 的快捷鍵 030
3.3.2 用戶的命名規則 030
3.3.3 路徑和命名空間 030
3.3.4 建立模擬模型 031
3.3.5 模型的覆制與派生 034
3.4 創建第一個Plant Simulation 模型 037

第5章 Plant Simulation 的工具箱介紹 040
4.1 物料流模塊 040
4.1.1 模擬控制器工具 041
4.1.2 框架工具 042
4.1.3 連接器工具 042
4.1.4 接口工具 042
4.1.5 物料源工具 043
4.1.6 物料終結工具 047
4.1.7 單工位站與並行工位站 047
4.1.8 組裝站 048
4.1.9 拆卸站 051
4.1.10 選取並放置機器人 052
4.1.11 存儲站 055
4.1.12 緩沖區 057
4.1.13 排序器 058
4.1.14 傳送器 059
4.1.15 角度轉換器 063
4.1.16 轉換器 064
4.1.17 旋轉輸送台 066
4.1.18 轉盤 067
4.1.19 軌道 069
4.1.20 雙通道軌道 069
4.1.21 流量控制 070
4.1.22 周期 072
4.1.23 時間選項卡 073
4.2 流體模塊 074
4.2.1 流體源 075
4.2.2 流體排放 075
4.2.3 管道 075
4.2.4 罐 076
4.2.5 混合器 077
4.2.6 分裝器 078
4.2.7 分配器 079
4.2.8 材料表 080
4.3 資源模塊 080
4.3.1 工作區 080
4.3.2 人行通道 081
4.3.3 工人池 082
4.3.4 協調器 083
4.3.5 班次日歷 083
4.3.6 AGV 池 085
4.3.7 標記 085
4.3.8 停工區 086
4.4 信息流模塊 086
4.4.1 方法 086
4.4.2 變量 087
4.4.3 數據表 087
4.4.4 生成器 088
4.5 用戶接口模塊 088
4.5.1 註釋 088
4.5.2 顯示 089
4.5.3 圖表 090
4.5.4 對象覆選框 092
4.5.5 按鈕 092
4.6 移動單元模塊 093
4.6.1 零件 093
4.6.2 容器 094
4.6.3 小車 095
4.7 實例學習 096

第5章 SimTalk 語言與Method 108
5.1 SimTalk 簡介 108
5.1.1 SimTalk 中的命名規則、保留字 109
5.1.2 名稱空間和訪問路徑 109
5.1.3 匿名標識符 110
5.1.4 SimTalk 的數據類型 111
5.1.5 SimTalk 的運算符 113
5.1.6 SimTalk 的控制語句 114
5.1.7 SimTalk 的系統函數 116
5.1.8 SimTalk 2.0 和SimTalk 1.0 118
5.2 Method 簡介 120
5.2.1 Method 對象界面 120
5.2.2 Method 對象的結構 123
5.2.3 Method 對象的調用 123
5.3 全局變量——Variable 125
5.4 實例學習 128

第6章 層式結構與圖形圖標處理 143
6.1 層式結構 143
6.1.1 層式結構的介紹 143
6.1.2 Interface 對象的使用 144
6.1.3 Frame 窗口的表示 145
6.2 3D 場景下圖形的處理 146
6.2.1 編輯欄操作 146
6.2.2 視圖欄操作 151
6.2.3 保存和加載對象 152
6.3 2D 場景下圖標的編輯 153
6.3.1 創建和編輯圖標 154
6.3.2 圖標的動畫設置 156
6.4 實例學習 157

第7章 Plant 工具模塊 173
7.1 統計分析工具 173
7.1.1 瓶頸分析與能耗監測 173
7.1.2 統計分析工具可達成效果 175
7.2 實驗工具 183
7.3 遺傳算法 190
7.4 附加功能 193
7.4.1 神經網絡 193
7.4.2 Transfer Station 196
7.5 實例學習 197

第8章 Plant 免費對象庫的應用 202
8.1 Cranes And More 模塊 203
8.1.1 龍門弔模塊 203
8.1.2 運輸類物流模塊 205
8.2 HBW 模塊 208
8.2.1 Rack Lane 對象 209
8.2.2 WMS 對象 213
8.2.3 標準托盤對象 217
8.3 實例學習 217

第9章 綜合案例 225
9.1 模型文件的設置 225
9.2 軸類零件自動化柔性加工產線的建模 225
9.3 端蓋零件自動化柔性加工產線的建模 233
9.4 箱體零件自動化柔性加工產線的建模 241
9.5 WMS 倉儲系統的建模 247
9.6 工廠整體建模 252
9.7 工廠3D 模型設置 255

參考文獻 257