虚拟现实在制造系统设计中的应用研究

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1、硕士学位论文虚拟现实在制造系统设计中的应用研究作者姓名张超波学科专业控制理论与控制工程指导教师陈立定副教授所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2016年6月TheApplicationofVirtualRealityintheManufacturingSystemsDesignADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangChaoboSupervisor：Prof.ChenLidingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要随着

2、计算机技术的快速发展，计算机仿真技术在各领域中被广泛应用，特别是在制造业的制造系统生产线设计中占用重要的地位。虚拟现实技术在节约人力物力资源，大幅削减产品开发周期，提高产品质量方面起到了很大的作用。传统的制造业生产过程中，生产线的设计和试运行会消耗大量人力物力资源，导致产品成本增加。虚拟现实仿真技术恰恰可以解决这些问题。随着计算机技术的发展，这项技术的应用范围正在逐渐扩大。一个完整的制造系统生产线通常是离散事件动态系统。在制造系统生产线中有的信息是可以在生产之前就能得到的，例如生产计划中的原料数量、工人数量以及计划产量等；但是有的信息存在很大的随机性，例如

3、原料到达时间、设备故障情况等。由于这些信息能够反应制造系统的实时生产状态，导致所有制造系统生产线都存在的问题，即能否按照计划完成生产任务。根据已有的系统信息和生产数据，利用虚拟现实技术对生产线进行建模和仿真，可以预测系统的性能，降低生产过程中的不确定因素，从而为制造生产线的设计分析和优化提供依据，使生产线设计方案更加合理、科学。本文以3C行业中的手机外壳冲压喷涂装配生产线为研究对象，对设计生产线的常规方法和研究内容、设计原则、仿真步骤以及如何利用Petri网（PN）建立离散事件动态系统模型，并完成模型与3DCreate仿真模型的转换，进行了细致的叙述。使用

4、3DCreate对生产环境进行运行仿真研究，通过仿真采集数据信息建立手机外壳装配生产线，完成了仿真设置、结果分析，为生产线的设备建立设备模型库，对生产线的产量进行了科学的估算，发现生产线运行中不合理的地方并进行了修正，从而完善现实中的生产线设计方案，帮助厂家制定管理方案。关键词：虚拟现实；制造系统生产线；离散事件系统；计算机仿真IAbstractWiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,computersimulationtechnologyiswidelyusedinvariousfields,especia

5、llyinthemanufacturingindustryproductionlinedesign.Virtualrealitytechnologyisplayinganimportantroleinsavingmanpowerresources,shorteningtheproductdevelopmentcycleandimprovingproductquality.Intraditionalmanufacturingprocess,thedesignandcommissioningofproductionlineconsumesalargeamoun

6、tofmanpower,whichincreasestheproductcost.Virtualrealitysimulationtechnologycansolvetheseproblems.Withthedevelopmentofcomputertechnology,theapplicationoftechnologyisgraduallyenlarged.Awholemanufacturingsystemofproductionlineisusuallyadiscreteeventdynamicsystem.Somemanufacturingsyst

7、emproductionline’sinformationcanbegetbeforeproduction,suchasthenumberofrawmaterialsintheproductionplan,thenumberofworkersandproductionplan,etc.Butsomeinformationisstrongrandom,suchasthearrivaltimeofrawmaterial,failurerateofequipment,etc.Becausethisinformationcanresponsethereal-tim

8、eproductionstatusofmanufacturings