本發(fā)明涉及智能車間建模仿真方法領(lǐng)域，具體是一種基于anylogic的智能車間生產(chǎn)物流建模仿真方法。

背景技術(shù)：

1、anylogic仿真平臺為制造業(yè)、物流、供應(yīng)鏈、交通運(yùn)輸、醫(yī)療保健等方向提供了一種多方法建模的手段。目前通常采用的三種基本建模方法，分別是離散事件仿真、連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)建模和基于代理的建模，并且現(xiàn)有技術(shù)支持可視化建模環(huán)境和多層次仿真。

2、現(xiàn)有技術(shù)申請?zhí)枮?02110890741.1的專利“基于anylogic的基礎(chǔ)工程施工控制仿真模型的建立及其應(yīng)用研究”中，公開了基于anylogic的基礎(chǔ)工程施工控制仿真模型的建立及其應(yīng)用研究。該發(fā)明通過設(shè)置相應(yīng)的場景參數(shù)進(jìn)行歸類并且優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)類似工程或者全新工程的施工組織優(yōu)化，企業(yè)可以借鑒該施工知識和經(jīng)驗(yàn)對現(xiàn)有工程進(jìn)行很好的評估和判斷，保證工期按時(shí)高效完成，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力物力成本。

3、該發(fā)明中，anylogic內(nèi)封裝好的功能主要支持平面式、簡易啟發(fā)式規(guī)則下的模型運(yùn)行。但是存在的問題是當(dāng)模型規(guī)模較大且復(fù)雜度較高時(shí)，這樣的建模方案使得anylogic面臨模型運(yùn)行效率的挑戰(zhàn)。另外，anylogic在高精度模型仿真案例方面相對較少。這主要是因?yàn)楦呔饶Ｐ头抡嫘枰罅康膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)和復(fù)雜的算法，并且通常需要更專業(yè)的領(lǐng)域知識和特定的數(shù)據(jù)收集方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于anylogic的智能車間生產(chǎn)物流建模仿真方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的運(yùn)行效率低、精度低問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、基于anylogic的智能車間生產(chǎn)物流建模仿真方法，包括以下步驟：

4、步驟1、打開anylogic仿真軟件構(gòu)建基礎(chǔ)工廠環(huán)境模型，針對大規(guī)模且復(fù)雜度較高的模型，采取模塊化設(shè)計(jì)方式，使其易于擴(kuò)展和更新，包括三個(gè)部分：二維車間布局、三維立體實(shí)物模型、生產(chǎn)物流仿真邏輯鏈；

5、步驟2、進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，便于進(jìn)行模型構(gòu)建，其中車間布局cad圖用于二維車間布局搭建；生產(chǎn)器械模型圖、agv型號圖用于三維立體實(shí)物模型搭建；以及生產(chǎn)流程圖、工藝流程圖和bom表清單用于生產(chǎn)物流仿真邏輯鏈；

6、步驟3、構(gòu)建二維車間布局圖：在anylogic中創(chuàng)建一個(gè)新model，設(shè)置模型屬性，選擇系統(tǒng)運(yùn)行單位為秒；

7、選擇繪圖視圖：在模型界面中，點(diǎn)擊繪圖視圖drawing?view，為車間布局創(chuàng)建一個(gè)可視化空間；

8、添加基本布局元素：從工具箱中選擇形狀工具shapes，使用矩形、圓形等基本形狀添加車間的墻壁、機(jī)器和工作站；

9、依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行布局：根據(jù)步驟2中收集到的車間數(shù)據(jù)，調(diào)整機(jī)器和工作站的大小和位置，確保布局符合實(shí)際需求；

10、連接工作站：使用連線工具connector來表示工作站之間的流動路徑，保存布局圖；

11、步驟4、構(gòu)建三維立體實(shí)物模型：在anylogic中，創(chuàng)建一個(gè)新的3d視圖3d?view；在模型樹中選擇添加視圖，然后選擇3d視圖選項(xiàng)；

12、設(shè)置三維環(huán)境：在3d視圖中，設(shè)置模型的環(huán)境，包括車間墻體障礙物、燈光；根據(jù)步驟2中的數(shù)據(jù)，調(diào)整每個(gè)形狀的大小和位置，確保它們符合實(shí)際車間的布局；

13、添加三維對象：從工具箱中選擇三維對象3d?objects，添加車間內(nèi)的設(shè)備、工作站、機(jī)器、運(yùn)輸工具和貨架；特定的模型通過導(dǎo)入外部3d模型文件obj格式，通過導(dǎo)入功能將這些模型添加到場景中；

14、調(diào)整對象屬性：對每個(gè)3d對象進(jìn)行屬性設(shè)置；

15、創(chuàng)建可視化界面：在模型中添加用戶界面元素user?interface?elements，包括按鈕、滑塊和圖表，以便進(jìn)行交互和數(shù)據(jù)展示；使用界面設(shè)計(jì)器ui?designer布局這些元素，確保其與3d模型協(xié)調(diào)一致，保存模型；

16、步驟5、構(gòu)建生產(chǎn)物流仿真邏輯鏈，包括：

17、創(chuàng)建智能體對象：在模型樹中，右鍵點(diǎn)擊智能體agent，選擇新建智能體來創(chuàng)建不同的智能體任務(wù)、運(yùn)輸車、工位和物料；

18、定義任務(wù)智能體：為任務(wù)智能體創(chuàng)建屬性，包括任務(wù)類型、優(yōu)先級和所需時(shí)間；定義任務(wù)的生命周期，包括接收、執(zhí)行和完成狀態(tài)；使用狀態(tài)圖statechart來描述任務(wù)的不同狀態(tài)；

19、設(shè)計(jì)行為規(guī)則：任務(wù)接收后，選擇一個(gè)空閑的工位進(jìn)行處理，并將任務(wù)狀態(tài)更新為進(jìn)行中；

20、定義運(yùn)輸車智能體：為運(yùn)輸車智能體定義移動屬性，包括速度、載重和路徑；使用路徑工具創(chuàng)建運(yùn)輸車的行駛路線，并在屬性中設(shè)置運(yùn)輸規(guī)則包括自動選擇最佳路徑，以避開障礙；

21、設(shè)計(jì)行為規(guī)則：在指定時(shí)間內(nèi)自動接收任務(wù)，按預(yù)定路徑運(yùn)輸物料，并在抵達(dá)工位時(shí)通知工位；

22、定義工位智能體：為工位智能體設(shè)置處理能力、工作時(shí)間和任務(wù)隊(duì)列；可以定義工位的狀態(tài)包括空閑、忙碌、維修；使用狀態(tài)圖管理工位的工作流程，包括接收任務(wù)和完成任務(wù)的過程；

23、設(shè)計(jì)行為規(guī)則：當(dāng)接收到任務(wù)后，更新狀態(tài)為忙碌，并在完成后將任務(wù)標(biāo)記為完成；

24、定義物料智能體：創(chuàng)建物料智能體，定義其屬性，包括類型、數(shù)量和存儲位置；設(shè)計(jì)物料的流動規(guī)則，在任務(wù)執(zhí)行時(shí)自動分配給相應(yīng)的工位；

25、建立決策邏輯：使用條件語句和規(guī)則，來設(shè)置智能體之間的交互和決策；當(dāng)有多個(gè)任務(wù)待處理時(shí)，優(yōu)先選擇優(yōu)先級高的任務(wù)；如果運(yùn)輸車空閑且有物料需要運(yùn)輸，自動選擇最近的工位進(jìn)行運(yùn)輸；

26、模擬行為交互：利用anylogic的事件和觸發(fā)器，設(shè)置時(shí)間驅(qū)動的行為，包括定時(shí)檢查空閑的運(yùn)輸車或工位；使用消息傳遞功能，使不同智能體之間能夠互相通知其狀態(tài)變化；

27、步驟6、采用外接算法計(jì)算生產(chǎn)物流邏輯：通過集成python算法來處理復(fù)雜的生產(chǎn)物流邏輯，通過迭代式的開發(fā)與測試，逐步完善模型的精確度；同時(shí)，使用api接口將外部算法與anylogic進(jìn)行連接，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠反饋給算法；

28、步驟7、設(shè)置數(shù)據(jù)收集：在智能體中定義數(shù)據(jù)收集規(guī)則，記錄關(guān)鍵指標(biāo)，包括單車制造時(shí)長、車身裝載輔料合集、各個(gè)環(huán)節(jié)加工時(shí)長和比例、庫存量柱狀圖和車間動態(tài)甘特圖，便于后續(xù)分析和優(yōu)化；使用圖表或報(bào)告功能，展示模擬結(jié)果和性能指標(biāo)。

29、本發(fā)明以真實(shí)智能車間為依據(jù)，采用了離散事件和基于智能體結(jié)合的建模手段，在步驟1中采用模塊化設(shè)計(jì)，來解決大規(guī)模復(fù)雜模型的運(yùn)行效率低的問題；在步驟5中獨(dú)立定義不同智能體的行為和屬性，便于采用外接算法接受龐大數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)更高精度。

30、本發(fā)明中，仿真對象為新能源汽車總裝車間，是充分結(jié)合精益生產(chǎn)理念、在產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流等環(huán)節(jié)與生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)集成的新型“智能化工廠”。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)度決策和優(yōu)化，可以作為智能工廠的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化樣本，為車間規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化提供指導(dǎo)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)功能：1）可視化分析：通過?anylogic的可視化功能，將車間物流的運(yùn)行情況以圖形化或動態(tài)模擬的方式展示出來。這使得用戶能夠更直觀地了解車間物流系統(tǒng)的運(yùn)作和瓶頸，以及各種決策對系統(tǒng)性能的影響。2）動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化：本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度與資源使用情況，通過數(shù)據(jù)分析和智能算法，自動調(diào)整生產(chǎn)調(diào)度，優(yōu)化作業(yè)順序和資源分配，以提高整體生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

31、同時(shí)，本發(fā)明具有兩項(xiàng)優(yōu)勢：

32、1.本發(fā)明構(gòu)架了智能制造工廠的摹本：本發(fā)明模型以真實(shí)智能車間為依據(jù)，從單一化物流決策過渡到物流體系建立，實(shí)現(xiàn)了sps配送、排序件配送、人工運(yùn)輸?shù)膮f(xié)同運(yùn)輸，使用java語言編程和數(shù)據(jù)庫接口滿足在基礎(chǔ)模型之上的精細(xì)化和定制化功能實(shí)現(xiàn)，達(dá)到高精確度、高可靠性和高可達(dá)性。

33、2.本發(fā)明設(shè)計(jì)了二維界面的可交互視操作和三維窗口，允許用戶隨時(shí)、隨意查看模型運(yùn)行過程中任意一輛運(yùn)輸車、任何物料和任意工位的基礎(chǔ)信息。包括運(yùn)輸車編號、速度、運(yùn)輸對象、目的地、空閑時(shí)間占比；物料編號、種類；工位狀態(tài)、加工時(shí)長等等。