eM-Plant生产系统仿真软件功能介绍

eM-Ｐｌaｎt 生产系统仿真软件功能介绍ｅM-Plaｎt是用C++实现的关于生产、物流和工程的仿真软件。

它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具,系统结构和实施都满足面向对象的要求。

e M－Plant可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业,建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链，以便于承接不同大小的订单与混和产品的生产。

它使用面向对象的技术和可以自定义的目标库来创建具有良好结构的层次化仿真模型,这种模型包括供应链、生产资源、控制策略、生产过程、商务过程。

用户通过扩展的分析工具、统计数据和图表来评估不同的解决方案并在生产计划的早期阶段做出迅速而可靠的决策。

用ｅM-Ｐlaｎｔ可以为生产设备、生产线、生产过程建立结构层次清晰的模型。

这种模型的建立过程，使用了应用目标库（Appliｃation Object Librari ｅｓ)的组件,而应用目标库(AｐｐｌicaｔioｎObjｅct Libraｒies)是专门用于各种专业过程如总装、白车身、喷漆等等。

用户可以从预定义好的资源、订单目录、操作计划、控制规则中进行选择。

通过向库中加入自己的对象(objecｔ)来扩展系统库，用户可以获取被实践证实的工程经验用于进一步的仿真研究。

使用e M-Ｐlant仿真工具可以优化产量、缓解瓶颈、减少在加工零件。

考虑到内部和外部供应链、生产资源、商业运作过程,用户可以通过仿真模型分析不同变型产品的影响。

用户可以评估不同的生产线的生产控制策略并验证主生产线和从生产线(sub-liｎｅs）的同步。

ｅM－Pｌａｎt能够定义各种物料流的规则并检查这些规则对生产线性能的影响。

从系统库中挑选出来的控制规则（ｃontrol rｕlｅs）可以被进一步的细化以便应用于更复杂的控制模型。

用户使用e M-Plａｎｔ试验管理器（ExｐerimenｔManageｒ)可以定义试验,设置仿真运行的次数和时间,也可以在一次仿真中执行多次试验。

用户可以结合数据文件，例如Exｃeｌ格式的文件来配置仿真试验。

使用ｅM-Pｌant可以自动为复杂的生产线找到并评估优化的解决方案。

在考虑到诸如产量、在制品(invｅｎtｏｒy）、资源利用率、交货日期（ｄeｌivery daｔes）等多方面的限制条件的时候，采用遗传算法(geｎetic aｌgoｒiｔhms）来优化系统参数。

通过仿真手段来进一步评估这些解决方案，按照生产线的平衡和各种不同批量,交互地找到优化的解决方案使用ｅM－Plant分析工具可以轻松的解释仿真结果。

统计分析、图、表可以显示缓存区、设备、劳动力（persｏnnel）的利用率。

用户可以创建广泛的统计数据和图表来支持对生产线工作负荷、设备故障、空闲与维修时间、专用的关键性能等参数的动态分析;由e M－Plant可以生成生产计划的Gantt图并能被交互地修改。

1. eM－Pｌant的主要技术特点有:。

面向对象的技术；。

建模和仿真的图形化和集成的用户环境;。

层次结构化;。

继承性;。

对象概念;。

程序驱动的建模;。

模型的可变性和可维护性;。

接口与集成;。

下面对上述的特点进行简单解释1．１图形的和原型化的集成用户环境使用传统的仿真软件,用户需要首先建立一个完整的模型,然后运行仿真,最后用产生的仿真文件来描述过程。

用户在仿真过程中不能改变仿真模型,即使在该阶段的错误能够很容易地确定。

在eM-Planｔ的集成的和图形化的用户环境下，关于模型的所有功能和信息在任何时候都是图形化的表示,能够进入。

因此，即使没有启动仿真,在建模、测试阶段,也能够对模型的部分进行仿真和动画显示,同时,在仿真过程中,关于模型的所有接口都是有效的,用户可以随时修改模型参数和属性。

它对于模块化和结构化的程序非常有用，可以为用户带来下列好处：不需要花费大量时间进行预定义;可以对程序进行有效的跟踪;过程之间界线非常清楚;１．２层次结构化在eＭ-Pｌａｎt中可以自顶向下逐步建立仿真模型，在建模过程中能够随时添加其他层次结构。

每一个模型都是一个模板，模板可以输入输出进行不同的组合，因此，在一个大的系统中,不同的用户能够并行地工作。

在eM-Planｔ中，模型层次的个数是没有限制的,因此,在系统的设计中,用户通过附加层次,可以将设计细划到所需要的任何程度。

同时,在仿真过程中，不同层次上的模型能够同时仿真,所以，用户可以观察系统在不同层次上的活动。

产生的层次可以被删除,在模型的规划中，也能够将复杂的模型简化。

这种层次化的表示方法,使eM－Ｐlant具有渐进式建模能力,用户不需要预先规划就能够动态建立系统的模型结构。

1.３继承性继承性是面向对象的一个主要特性，它是有效建模的决定因素。

一个对象继承了类的所有特性和结构，只要类的属性发生变化，它的所有对象也随之改变。

１.４对象概念在eM-Pｌant中,利用基本对象（BａsiｃOｂｊeｃt),任何应用都能够通过图形化和交互式方法产生。

应用模板(Apｐlicatｉon Tempｌａtｅs）包含了基本对象和构造的应用对象，根据需要,用户可以用应用模板来更新基本模板。

因此,它能够提高用户建模的效率。

eM-Plaｎt提供的面向应用的库包括基本对象和应用对象。

１.5程序驱动建模eM－Pｌant具有图形化和交互化建模能力,同时，它通过编程语言“SimTA ＬK”进行过程的定义和参数的输入,也能够建立完整的仿真模型。

1.6 模型的可变性和可维护性由于仿真系统在计划阶段是并行进行的，因此,有一些初始的设置，在后面的建模中需要改变，eＭ－Pｌaｎt具有的渐进式建模功能使用户能够改变仿真模型。

1.7接口和集成一个仿真系统不仅要求能够单独运行，而且,需要将其集成到其他系统中，而这种集成并不是简单的数据交换，因此，对于一个仿真系统需要具有一些标准的接口。

eＭ-Plant提供了与其他程序的下列接口:ＡSCＩI文件SQL数据库动态数据交换DDＥ（Dｙnaｍｉc Dａｔa Exｃhangｅ）开放式数据接口ODBＣC程序接口2.仿真模型的建立1．建模的特点:。

模型大小无限制；。

“自顶向下”和“自底向上”的建模;。

在参数级水平的继承性控制；。

模型的结构层次无限制（取决于硬件的限制）；。

各种建模的辅助工具:对象的自动连接、激活位置的显示、连接线的隐藏等;。

最佳的统计分布数据的计算;。

eM-Pｌａnt模型的外部操作；2.建模使用的对象。

物流的基本对象：仿真源、工作站点、生产线、缓冲、存储站、小车、零件等；。

信息流的基本对象：数据、列表、生成器、控制方法、时间表等;。

其他基本对象：事件控制器、网络、连接器、打印。

随机分布参数：它支持常数分布、均匀分布、正态分布、对数正态分布、几何分布、指数分布、超几何分布、三角分布等;。

用户能够定义每一个基本对象的属性；。

利用用户定义的对象模板，应用对象能够作为基本对象使用；。

应用对象能够再利用;３．建模中的图片和图形。

图形编辑器能够定义和修改每一个对象的背景图片;。

在事件驱动的动画中可以改变图片显示;。

图片库包含各种对象的图标；。

外部图片能够作为动画的背景;。

在时间序列中可以输出几种模型参数；。

显示单个参数的值;。

对象之间连接器的宽度和颜色可以控制；。

在仿真和表示仿真结果的时候能够动态表示模型参数;4．建模中的信息处理SimTAＬK：通过简单的命令和语言结构,建立面向对象的建模语言;通过SｉmTALK、信息流模块和5０多个数学函数，信息处理和管理具有较强的柔性和功能；在建模过程中控制的交互测试和校正;在几个对象中使用的全局和局部的控制;控制结构之间互相有接口;物流和信息流能够单独建模；物流的路径和顺序有标准的规则控制；能够改变依赖时间的属性和参数;用于计算和评估的数据能够筛选；最佳的数据分配计算;建模中的调试跟踪控制和支持的建模有效性;在整个仿真模型中跟踪单个事件进行分析；3．仿真过程在开始仿真时,可以进行任意的装载;在仿真过程中可以存储模型状态;在仿真过程中能够改变模型和参数；仿真的速度可以任意设置；在仿真中能够进行数据交换；在仿真中或仿真完成后,能够对模型值进行图形表示和评估;能够对任意时间的仿真结果进行统计;用曲线分析仿真；4.仿真结果仿真结果可以用一些图表来显示：５.eＭ-Ｐｌant的模块结构ｅM-Plａnt是生产系统和处理过程的面向对象的建模、仿真的软件,是生产、物流和工程的计划和优化的有力工具。

根据需要，ｅＭ-planｔ可有不同模块组成,包括基本模块和应用系统模块5.１基本模块(eM-Pｌanｔｐｒoｆeｓsｉonal)ｅＭ-Ｐlａnｔproｆessｉoｎal是eM-Plant的基本模块, 它的基本功能是运用基本对象（Ｂaｓic Objeｃt）或应用对象（ApplｉcatｉｏｎObｊect）建立仿真模型; 运行这个模型、分析系统行为如产量、瓶颈及缓冲区等,给出分析结果。

建模所用的对象库（ObjecｔＬiｂrary)包含基本对象(Bａsic Obｊｅcｔ）和应用对象(Applicａtion Object)。

基本对象分为物流对象和信息流对象,应用对象是通过基本对象产生的,它可以任意放到对象库中，以备将来使用。

一个应用对象可能是一个基本对象的框架，或者一个完整的模型,或者一个模型的一部分,或者是几个基本模型的组合;建模过程可以通过鼠标拖拽对象并把它们联接起来在屏幕上交互地完成，也可以在现有的应用模板的基础上剪裁、编辑来完成,需要时还可以用编程语言Si ｍTAＬK来完成。

编程语言ＳimTALK作为一个仿真控制策略描述语言，解释模型的控制方法,控制模型的行为,它提供了一便捷的编程环境、为eM－Ｐｌanｔ程序提供跟踪、调试功能;在仿真完成后，eM－Plant可提供多种形式的统计结果，包括文本式报告、统计图表;eM-Planｔ具有三维可视化功能，仿真系统的动画（2D/3D）能够在线运行；5．2选项模块ｅＭ-ｐlanｔ的可选模块包括：ｅM-ｐlａｎt＿Genetｉc Aｌgｏrｉｔhm (遗传算法）:它为eＭ-plant提供了遗传算法,它是通过对话框和表来配置的，因此，它的使用并不需要编程经验。

利用遗传算法,可以解决传统方法不能解决的问题。

eＭ-plant_ＧaｎtｔChart (Gaｎtt图):它是一个生产计划图形表示和交互操作的软件，eM-pｌanｔ的仿真结果用Gannｔ图表示,并且用户能够进行操作。

它有两种不同的表示方法，一种是资源的图形表示,另一种是顺序的表示。

5.3接口模块ｅM-plaｎｔ_Ｃ:C程序接口：它为外部的C程序提供了一个接口，它使得C程序可以象SｉmTAＬK一样,来调用ｅＭ-plａnt的列表、对象和方法。

eM-planｔ_ＤＤE:动态数据交换:它是eM-pｌaｎｔ的一个动态数据交换接口，允许在不同的程序之间动态地交换数据。