生产线仿真的主要内容及特点分析

生产线仿真的主要内容包括生产工艺规划设计、生产线建模及仿真优化3个方面。

（1）生产工艺规划设计。生产工艺规划主要是确定生产工艺流程、生产系统的规模、构成和布局，包括加工设备的类型及数量选择与布局、物流系统的选择与设计、有关辅助设备的确定等，以便对整个生产系统进行合理的配置。

（2）生产线建模。仿真模型是对实际生产系统的一种抽象描述，并能反映实际生产系统的本质属性。仿真模型建立的准确度直接影响着仿真的最终结果，是生产线仿真的关键。生产线仿真建模包括几何建模、逻辑建模。几何建模是指对生产线上的所有设备（加工设备、物流设备、检测辅助设备）进行三维实体建模。

逻辑是指实际生产系统中各制造资源发生的决策活动。逻辑控制实现对生产资源的选择，用逻辑控制类抽象描述发生在特定时间不同资源对象交互活动的决策行为。目前，现代制造系统的建模方法有排队论、Markov（马尔可夫）链模型、数学规划、Petri网等。

在生产系统中应用较为广泛的建模方法有基于框图的系统逻辑建模方法（如实体流图法、活动循环图法）；基于Petri网技术的系统建模；基于面向对象的系统建模方法。其中，Petri网建模方法的特点：Petri网采用图形建模方法，可以清晰地描述系统内部的相互作用。模型直观，易于理解；采用自顶向下的方法分层次建立系统的Petri网模型；具有良好的数学基础和语法，便于模型的形式化描述。

（3）仿真优化。仿真优化是指在仿真结果分析的基础上找出生产线的瓶颈并进行改善，如设备的利用率、设备缓存区的制品数量、工序加工能力等。仿真优化方法包括精确算法、启发式算法和工作研究法等。启发式算法是基于直观或经验构造的算法，对于现代生产物流系统的复杂性，通常采用启发式算法进行生产线优化，现主要采用现代启发式算法（如禁忌搜索算法、遗传算法）。