论柔性制造控制系统的并行设计方法

郭琳

摘 要：由于当今市场环境的动态性和多变性，制造企业面临着严峻的考验。要想在市场竞争中占有优势，制造企业就必须在短时间内生产出多品种的小批量制造品。在实现这一目标的过程中，柔性制造控制系统起到突出作用，这种先进的制造系统，不仅能够增加企业制造品的产量，而且能够带来良好的社会效益，带动整个制造业的发展。但由于这种制造控制系统存在造价高、体积大等问题，在生产过程中也带了一定的困扰，所以，研究柔性制造控制系统的并行设计方法对提高制造系统设备性能、推动制造业发展具有重要的现实意义。

关键词：柔性制造 控制系统 并行设计方法

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0057-01

伴随着社会的进步和科技水平的提高，人们对制造业又提出了新的要求，传统的生产方式已不能满足人们对制造品日益增长的需求。在大批量生产的时代背景下，先进的制造控制系统设计方法的应用与更新很大程度上决定了一个企业的发展方向。该文通过分析柔性制造控制系统的发展现状，根据柔性制造控制系统的结构和特点，指出传统柔性制造控制系统设计方面的缺点和不足，构建全新的柔性制造控制系统的并行设计模型，为我国制造业的发展不断注入新的力量。

1 柔性制造控制系统的内容和特点

1.1 柔性制造控制系统的内容

柔性制造控制系统是一个由计算机控制的复杂系统，它由物流控制设备、自动化仓库、无人输送台、信息传输站等部分组成。柔性制造控制系统具有控制、加工、测量、存储系统的功能，其中，控制系统作为核心部分，对柔性制造控制系统的性能与效率起到决定作用。柔性制造控制系统以计算机智能功能为核心，把半独立的工位与物料运输系统结合起来，高效自主地生产多品种小批量的产品。

1.2 柔性制造控制系统的特点

（1）自动化程度较高。

（2）与传统的加工系统相比，柔性制造控制系统所需要的机床数量较少，利用信息流和系统规划进行合理的加工和组织。

（3）在一次上料之后，柔性制造控制系统需要较长时间进行加工，但是装夹次数较少。

（4）物料搬运体系的分类决定了柔性制造控制系统中机床的分布。

2 柔性制造控制系统的发展状况

在传统制造业生产过程中，小批量生产周期长、效率不高、成本昂贵以及质量水平低等问题不断出现，满足不了市场需求，严重影响了我国制造业的发展。我国柔性制造控制系统起步较晚，但发展速度较快。柔性制造控制系统作为一种先进的制造系统，其系统设计方法的更新起到关键作用，传统的柔性制造控制系统设计方法存在的问题日益明显，建立柔性制造控制系统的并行设计成为制造企业的首选。

3 柔性制造控制系统的并行设计

3.1 柔性制造控制系统的并行设计的关键技术

柔性制造控制系统的并行设计在规划时主要包含的关键技术有：在并行设计的条件下将抽象的信息和建模技术相结合；建立网络化、分布化的计算机系统作为并行设计的框架；运用计算机模拟仿真技术将产品性能形象化；建立柔性制造控制系统并行设计的综合测评系统；进行科学合理的管理，完善和发展并行设计。

3.2 柔性制造控制系统的并行设计的方法策略

为了增强柔性制造控制系统并行设计的独立性、自控力，增强各系统间的相互合作，柔性制造控制系统并行设计需要具备以下几点方法策略：

（1）具体制造控制系统与信息系统具有相对的独立性。

（2）方法更新、信息系统以及它在处理事务的过程与制造控制系统的决策功能相独立。

（3）系统控制系统的决策功能与应用界面的表现形式相独立。

（4）发展计算机模拟仿真技术，将制造控制系统的开发与控制系统的仿真测评系统进行同步发展。

（5）制造控制系统的控制实体组件具有独立性，这些自治的实体部件将内部功能和外部合作独立开来。

3.3 柔性制造控制系统的并行设计实施的基本内容

（1）概念层面设计。

在控制系统全面分析的基础上进行概念层面设计，在了解企业管理模式及制造控制系统的布局的条件下，根据制造控制系统的基本体系结构进行分析，确定各自治实体部件的系统控制准则及决策的活动链。

（2）逻辑层面设计。

逻辑层面的设计需要创建在概念层面设计的基础之上，把在概念层面上形成的方案策略及技术模型进行具体深入的分析评价。负责系统设计的工作人员需要详细设计各实体部件之间的功能模型；负责数据库设计的工作人员需要详细设计整个数据库的逻辑模型以及各实体部件的局部数据库模型；负责界面设计的工作人员需要和信息技术人员相互合作，由界面设计工作人员确定好界面框架，由信息技术人员确定每个界面下的操作内容、决策规则及完成命令的相关工具。

（3）虚拟物理层面设计。

为了增强制造控制系统的开放性、可靠性、自主性、可重复利用性等多个性能，需要通过虚拟物理层面的设计建立统一的建模语言及各实体组件技术。在创建好制造控制系统并行设计许可的环境条件下，负责系统设计的工作人员需要详细设计控制系统的开发平台、运行平台及完成系统开发条件的工具；在面向对象的模型与逻辑层面控制的模型相映射下形成不同种类的操作、属性的基础上，软件设计人员需要对物理、信息、通信等对象类进行合理详细的设计；在各实体部件的接口定义受控的基础上，进行各实体部件之间的报文传送接口的设计；负责数据库设计的工作人员需要对整个数据库的结构数据和存储拿取的方法进行物理模型的设计。

4 结语

基于当今网络的快速发展，计算机已逐步应用于制造业，柔性制造控制系统的并行设计也需不断更新和研究。在了解了我国柔性制造控制系统的发展状况之后，根据柔性制造控制系统的内容和特点，从柔性制造控制系统的并行设计的基本内容、关键技术、方法策略等方面展开分析，优化柔性制造控制系统并行设计方法，缩短生产时间，转变企业运行方式和管理模式，提高企业的生产效率，增强制造企业的竞争力。

参考文献

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