本書主要介紹概念模型和數學模型的建模方法,重點放在數學模型的建模方法上,內容包括定量建模方法：理論建模(連續系統建模方法和離散事件系統建模方法)、實驗建模(隨機變量模型建模方法、基于系統辨識的建模方法、基于人工神經網絡的建模方法和基于灰色系統理論的建模方法)；定性建模方法(基于模糊數學的建模方法、基于Kuipers的建模方法和基于SDG的定性建模方法)；定性定量結合的建模方法(基于系統動力學的建模方法、基于層次分析法的建模方法和基于Agent的行為建模方法)。 2100433B

ISBN: 7118043591

條形碼: 9787118043594

產品尺寸及重量: 25.9 x 18.5 x 1.4 cm

ASIN: B00116WN98

制造系統建模是一個復雜過程，還沒有形成一個標準化的建模過程以供建模人員使用。但是，以下建模原則對制造系統建模有重要參考意義。

1)定義模型的目的：建模為了什么。

2)定義模型的范圍：說明模型覆蓋的領域和范圍。

3)定義模型的視角：模型描述了現實世界哪些方面的特性，哪些特性被忽略掉。

4)定義模型的細致程度：模型的精度和顆粒度。

5)模塊化：類似于軟件工程中采用的模塊化編程方法，制造系統建模也需要采用模塊化的建模方法，方便模型的維護。

6)通用性：制造系統建模需要提高建模的通用化程度，通過定義通用構件、部分通用模型等方法，將模型中通用的共性問題統一進行表示，這也是處理制造系統建模復雜問題的一種方法。

7)重用性：在模塊化與同性原則的基礎上，還要強調重用的概念和方法。尤其在新建一個制造系統模型時，應該盡可能重用已經成熟的模型構件和部分通用模型，這樣一方面可以顯著縮短建模周期，另一方面可以大大提高建模質量。

8)一致性這個原則是制造系統建模中最重要的，同時也是最難以滿足的，因為它需要制造系統建模的不同組件在語義、語法上保持一致。

9)模型可視化：為了能夠迅速在不同人員之間交流模型信息，建模方法應該提供清晰明了的圖形建模機制。

10)管理復雜性：任何建模語言都應該能夠描述無論多么復雜的系統。

11)方便性與充分性折中：任何建模語言的重要特性是有足夠豐富的語義能夠表示復雜的制造系統。但過于復雜的語言要花相當多的時間進行學習和正確掌握。因此，在建模語言的充分性和方便性上需要折中考慮。

12)精確表示：模型必須無歧義、無冗余，并且能夠作為證實系統特性、分析系統性能、仿真系統模型的基礎。

13)數據和事件分離：良好的建模語言應該能夠將活動使用的數據和觸發活動的事件分離。活動不應該由數據觸發，而應該由事件觸發。

真正意義上的制造系統建模始于19世紀70年代。柔性制造系統(FMS)在這期間開始發展起來。對于中小批量生產而言，FMS具有其它加工系統不可比擬的優點。但另一方面它的復雜程度也大為增加。因此關于FMS的計劃、調度、控制等問題引起了研究者們的極大興趣。現在很多方法如排隊論、數學規劃、Petri網理論、擾動分析法(Perturbation Analysis)、計算機模擬等都是隨著FMS的發展而逐漸應用于制造系統建模的。

排隊論于50年代漸漸發展起來。60年代開始零星地用于描述制造系統的某些問題，如著名的Little定律。在70年代和80年代以排隊論方法分析FMS頗為盛行。

從70年代末起，數學規劃開始用于制造系統建模，人們用整數規劃解決FMS中的任務分派問題，用動態規戈Ⅱ解決FMS運行中的問題，尤其是在某機器出現故障時FMS的運行問題。

同樣從70年代末開始，以Y.C.HO為首的研究者們創立擾動分析法，對DEDS(離散事件動態系統)進行分析。機械制造系統都可視為DEDS。

Petri網理論是Petri在60年代初提出來的。它適合于分析非同步并發系統(Asynchronous Concurrent System)。70年代它開始被用于計算機系統分析，其用于制造系統建模始于80年代初期，也主要是針對FMS。

制造系統的計算機模擬也是伴隨著FMS而發展起來的。現在已有商品化的模擬系統可用于模擬制造系統的運行。

80年代開始，人們試探建立計算機集成制造系統(CIMS)。CIMS一般應覆蓋制造活動的主要環節，如設計、工藝、生產計劃、加工、裝配、銷售等等。它不僅包含物流自動化，還涉及信息自動化問題，因此其復雜程度可想而知。要設計這種復雜的大系統沒有科學的方法指導是不可思議的i正是由于這種需求，一些新的方法應運而生，如OSA(Open System Architecture)等這些模型都是用圖形從某個側面去描述制造系統。在系統的總體設計階段，也稱概念設計(Conceptual Design)，初步設計(Preliminary Design)階段，這些模型是非常有用的。

前面所提及的這些模型中，模擬模型在實際中應用最多，功能模型、信息模型也已用于實際CIMS的建立。其它的模型真正用于指導生產實際的并不多。總的來說制造系統建模還是一個正在發展中的遠未成熟的領域。制造系統模型或建模方法的不斷完善，需要眾多的理論研究者和實踐者的共同努力去完成。

制造系統建模是一項復雜工作，完成后對模型要進行全面評價，因此必須定義一組可操作的能夠反映模型優劣程度的評價準則。一般評價準則包含以下內容。

1)一致性：這是制造系統建模的最重要準則。一致性有兩層含義：一層是不同視圖之間的一致性，另一層是遞階建模中上下層模塊間的一致性。

2)完全性：完全性可以保證所建立的制造系統模型確實可以作為制造系統實施、改造的基礎。完全性是指建立的模型包括所有用來解決問題所需要的信息。通常采用向待解決問題領域的專家提問，來進行完全性檢驗。

3)可伸縮性：已建立的模型，可以根據需要進行擴展或剪裁以適應具體問題的需要。

4)范圍和廣度：表示建立的模型所覆蓋的范圍。

5)粒度和深度：粒度和深度是與模型的范圍和廣度正交的特性，它們反映了模型分解的細致程度。

6)精度：精度是對模型里深度的補充，它在數量上給出了每個模型的元素的細致程度，如描述活動持續時間的屬性是精確到分鐘還是精確到小時。

7)通用性：通用性反映了模型的適應能力，通常人們希望建立的模型適用于不同的應用需求，而不僅僅是滿足某一特定的需求。

8)應用效能：應用效能用來定義模型在支持問題解決的方便性方面的效率如何。

9)易懂性：理想的制造系統模型應該非常容易被廣大工程技術人員所理解，而不是只有建模專業人員才能理解。

10)可轉換性：可轉換性表示制造系統模型從一個應用場景向另一個應用場景轉換的方便程度，其中還包括模型表示方式上的改變的便利性。