工业仓储物流场景快速生成与仿真研究

发布时间：2022-10-30 18:04

　　随着智能工厂概念的提出,工厂智能化逐渐成为现代工厂的发展核心。智能工厂的数字化设计与仿真系统是工业4.0的重要战略目标之一,是现代工业化智能车间的人机界面,它能建立起真实工业现场与虚拟车间对象的映射和模拟,从而在智能车间的布局设计—施工指导—控制仿真—监控管理的过程中,为不同的用户提供直观高效的三维界面、参数可控的仿真过程、智能决策的可视化展现。目前工业仓储物流领域在智能化发展方面,因缺少三维数字化设计仿真工具,导致工厂物流系统设计周期长、物流效能难以预测、可视化监控手段不足等问题。本文针对该问题,引入计算机辅助工业场景建模技术,结合仿真动画生成,提出一种基于仿真模板的工业仓储物流场景快速生成方法,同时可支持整个物流系统的运行仿真过程,为工程师提供仓储物流系统设计工具,并在仿真中发现问题改进设计方案,从而提高工业仓储物流系统设计的效率与可靠性。本文主要工作如下:1)通过分析工业仓储物流设备的分解粒度,提出一种基于基本构件的快速模型生成方法,实现了用面片模型达成参数化的实体建模效果;2)针对目标生成场景需要支持设备运行的仿真动画,提出一种基于仿真模板的工业仓储物流设备建模方法,使用设备关... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 工业仓储物流系统
        1.1.2 工业仓储物流场景的CAD辅助设计
        1.1.3 工业仓储物流场景快速生成与仿真的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外场景建模方法
        1.2.2 工业场景仿真相关研究
        1.2.3 工业场景组态软件
    1.3 本文的研究目标
    1.4 本文的篇章结构
第二章 工业仓储物流设备分析
    2.1 工业仓储物流设备介绍
        2.1.1 输送分拣类设备
        2.1.2 大型分拣类设备
        2.1.3 立体仓储库设备
        2.1.4 其他辅助类设备与货物处理设备
    2.2 工业仓储物流设备的构件库
        2.2.1 标准化与非标准化设备
        2.2.2 物流设备构件库
    2.3 基于设备构件的物流设备参数化模型
        2.3.1 设备构件的粒度选择
        2.3.2 基于构件的物流设备参数化建模
    2.4 建模结果与分析
        2.4.1 实验环境
        2.4.2 建模结果
    2.5 本章总结
第三章 工业仓储物流场景快速生成方法
    3.1 工业物流场景设备结构类型分析
        3.1.1 单一设备
        3.1.2 层级设备
    3.2 工业仓储物流设备创建模板
        3.2.1 设备创建模板结构
        3.2.2 设备创建模板描述
    3.3 工业仓储物流场景创建描述
        3.3.1 层级设备的设备关系树
        3.3.2 物流场景的场景创建图
        3.3.3 物流场景的生成算法
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 实验环境
        3.4.2 实验结果
        3.4.3 实验结果分析
    3.5 本章总结
第四章 基于状态表的仿真动画生成方法
    4.1 工业仓储物流仿真的模板规则
        4.1.1 工业仓储物流场景的仿真对象
        4.1.2 简单仿真对象仿真规则
        4.1.3 复杂仿真对象仿真规则
    4.2 工业仓储物流场景动画仿真
        4.2.1 基于场景设备状态表的实时动画仿真算法
        4.2.2 复杂对象仿真方法
    4.3 工业仓储物流场景货物运行仿真方法
        4.3.1 货物输送路径描述
        4.3.2 货物输送路径判别算法
    4.4 实验与分析
        4.4.1 实验环境
        4.4.2 实验结果与分析
    4.5 本章总结
第五章 工业仓储物流场景快速仿真系统
    5.1 需求分析
        5.1.1 功能性需求分析
        5.1.2 非功能性分析
    5.2 系统平台
        5.2.1 硬件设备平台
        5.2.2 软件工具平台
    5.3 系统架构
    5.4 系统功能展示
        5.4.1 工业仓储物流设备展示界面
        5.4.2 系统状态信息展示界面
        5.4.3 物流设备控制仿真数据展示修改功能
        5.4.4 系统运行实例说明
    5.5 软件项目管理过程
        5.5.1 软件开发模型与维护管理
        5.5.2 软件项目日志管理
        5.5.3 软件测试
    5.6 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 进一步工作与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]化工园区三维场景建模研究与实现[J]. 朱宏悦,陈彬,王小东,王戎骁,朱正秋,邱晓刚.  系统仿真学报. 2018(12)
[2]面向对象模板的特色建筑造型[J]. 刘晓平,钱晶晶,余烨,罗月童.  工程图学学报. 2010(02)
[3]冷冲模CAD系统中设计信息XML描述模型的研究[J]. 王军,刘晓平,俞士光.  系统仿真学报. 2003(06)
[4]CAD系统集成中产品定义的核心——参数化特征造型技术[J]. 阎瑛.  电子机械工程. 2001(01)

硕士论文
[1]基于UNITY3D的车间生产系统虚拟仿真[D]. 王琛.山东大学 2019
[2]基于Unity3D的多层穿梭车系统的可视化仿真程序的研究与设计[D]. 李毅超.山东大学 2017



本文编号：3699229