自动化制造系统综述
现代化选煤厂综合自动化系统发展综述
４ 浮选 系统 的 自动 控 制
浮选 过程 自动化是选煤综合 自动化的重要 组成部分， 其对于 稳定产乩质量 、 降低 浮选捕收剂和起泡 剂的用量 ， 提高浮选精煤 产率都有非常重要 的意义 。 对于典 型重 介——浮选联 合流程 ，大部分采用直 接浮选过 程， 因此 ， 浮选 Ａ动化 主要为加药 自动化。 该环 首先通过传感器 检测并计算 出入浮总 干煤 泥量 ，干煤泥量除 以总的入 浮矿浆流 量 ， 到实 际的入浮 矿浆浓度 ， 得 由此得剑在此 入浮浓度下的煤药 比，将此值与入浮 总干煤 泥量相乘得到浮选 药剂添加量的给定 值 ， 实际药剂添加量 比较后 ， 与 通过控 制执行 机构动 （ 如计 量泵 等 ） 药剂添加量进行调节 ， 对 以此实现药剂添加 量的 自动跟踪 。 图 ３表示 了这种前馈 控制框 图 ， 然而实际 的浮选生产过程实现 自动 化 的比较少 ，主要受 到煤 质波动大和加药执行机 构容易坏 的影 响， 这也是选煤界需要迫切解决 的问题 之一 ， 而提高选煤厂综 从 合 自动化的水平。
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科 之 学 友
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现代化选煤厂综合 自动化 系统发展综述
董亚铭
（ 汾西 矿业集 团设备修造厂 ，山西 介休 ０ ２０ ） ３０ ０
摘 要 ：论述 了现代化选煤厂综合 自动化的框架、主要 内容及其在 选煤厂 中的作 用与特 点。 通过论述说 明了综合 自动化 系统为保 障选煤厂生产过程 的正常运行、 高产率、 提 降低 消耗和提 高效益所做 出的贡献及发展方向。
关 键 词 ：选 煤 厂 ； 合 自动 化 ； 统 综 系 中 图分 类 号 ： 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ — １６２ ０）２ ０ １— ２ ０ ０ ８ 程关键 参数 控 制
自动化生产线论文综述
自动化生产线论文综述自动化生产线是指通过各种自动化设备和系统，实现对产品生产过程中的各个环节进行自动控制和管理的生产线。
自动化生产线的出现和应用，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，提高了产品质量和一致性。
本文将对自动化生产线的发展历程、关键技术和应用领域进行综述，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、自动化生产线的发展历程自动化生产线的发展可以追溯到工业革命时期的机械化生产，随着电气技术和计算机技术的不断发展，自动化生产线得到了进一步的推动和应用。
从最早的传统生产线到现代的智能化生产线，自动化技术的应用不断演进和创新。
1. 传统生产线阶段：传统生产线主要依靠人工操作和简单的机械设备完成生产任务，生产效率低下，易受人为因素和操作错误的影响。
2. 机械化生产线阶段：随着机械技术的发展，传统生产线逐渐实现了机械化，引入了一些自动化设备，如传送带、装配机器人等，提高了生产效率和产品质量。
3. 电气化生产线阶段：电气技术的应用使得生产线的自动化水平得到了进一步提升，电气控制系统的出现使得生产线的操作更加精确和可靠。
4. 计算机控制生产线阶段：计算机技术的发展使得生产线的自动化水平达到了一个新的高度，计算机控制系统的引入使得生产线的灵活性和智能化程度得到了显著提升。
5. 智能化生产线阶段：随着人工智能和物联网技术的发展，智能化生产线成为了当前的研究热点，通过智能感知、自主决策和协同控制等技术手段，实现了生产线的自适应和优化。
二、自动化生产线的关键技术自动化生产线的实现离不开一系列关键技术的支持，下面将介绍几个重要的关键技术。
1. 传感技术：传感器是自动化生产线中的重要组成部分，通过感知生产环境和产品状态的信息，实现对生产过程的监测和控制。
2. 控制技术：控制系统是自动化生产线的核心，包括硬件和软件两个方面。
硬件方面主要包括PLC、DCS等控制设备，软件方面主要包括编程和算法设计等。
3. 通信技术：自动化生产线中的各个设备和系统需要进行信息交互和协同工作，通信技术的应用使得各个节点之间能够实现数据的传输和共享。
制造执行系统综述
制造执行系统综述Prepared on 21 November 2021制造执行系统（M E S）标准的综述本文提出遵照S95标准，结合我国制造企业生产车间的特点，深入研究车间生产控制中各具休活动对象，用UML建立活动对象模型，将活动对象下的常用功能模块开发为组件，开发二层架构下的管控系统集成框架和平台，推动我国制造业信息化向上向下得到延伸。
在以ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）为代表的企业信息化深入发展中，许多企业特别是商业企业受益匪浅。
然而众多的制造企业却没有那么圭运，甚至遭遇不同程度的失败。
这一现象并非我国独有，在工业发达国家也是如此美国ARC公司调查结果显示，53%的客户反映ERP在企业生产中存在以下问题：重复投入、高成本、信息冗余、“信息孤岛”、各系统的信息无法相互理解。
仔细分析这些现象的原因，可以发现：以ERP为代表的企业管理信息系统缺乏车间生产现场实时数据的支持，从车问底层到企业上层信息是脱节旅部分企业甚至没有生产现场的信息，即使有其信息也是滞后或失真的；并且上下层系统的信息数据结构不同，描述方法小一致，各系统之间数据无法相互理解，不适应企业信息系统集成的需要。
应此需要将信息化工程向生产车间推进，实现企业管控系统集成，制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）的实施为解决这一问题提供了可能。
1 MES简介MES在1990年由AMR（Advanced Manufacturing Research）组织提出并使用，是将制造业管理系统（例如MRPⅡ/ERP/SCM等）和控制系统（例如DCS、SCADA、PLC等）集成在一起的中间层，是位于管理层与控制层之间的执行系统。
MES是一个特定集合的总称包括些特定功能的集合以及实现这些特定功能的产品。
MES也不是一个特定行业的概念，而且应用于各种制造业的重要信息系统。
自动化文献综述
自动化文献综述引言自动化是当代科技领域的一个重要发展方向，它涵盖了多个领域，如工业自动化、机器人技术、人工智能等。
在各个领域中，自动化的应用旨在提高生产效率、降低成本，并为人们提供更舒适、便捷的生活方式。
本文将围绕自动化在不同领域的应用进行综述，通过文献的调研和分析，自动化的发展动态和未来趋势。
工业自动化工业自动化是自动化领域中的一个重要分支，它通过引入自动化设备和系统，实现生产过程的自动化和智能化控制。
工业自动化的应用范围广泛，涵盖了制造业、能源领域、交通运输等多个行业。
在制造业中，自动化设备的应用使得生产线实现了高度集成和灵活生产，提高了产品质量和制造效率。
同时，自动化控制系统能够实时监测生产过程，并通过数据采集和分析，优化生产计划和资源配置，提高生产效率和能源利用率。
机器人技术机器人技术是自动化领域中的一个重要发展方向，它涉及到机械学、电子学和计算机科学等多个学科。
随着机器人技术的不断进步，机器人在各个领域中得到了广泛的应用。
在制造业中，机器人能够实现自动化的装配和加工，提高了生产效率和产品质量。
在医疗领域，机器人可以进行精确的手术操作和康复治疗，提高了医疗水平和治疗效果。
此外，机器人还应用于军事、农业和服务等多个领域，为人们的生活提供了更多便利。
人工智能人工智能是自动化领域中的一个重要分支，它涵盖了机器学习、深度学习和自然语言处理等多个技术领域。
人工智能的应用范围广泛，在自动化领域中发挥着关键作用。
在工业自动化中，人工智能可以用于智能生产计划和资源优化，提高生产效率和资源利用率。
在机器人技术中，人工智能可以用于视觉识别、运动控制和决策制定，提高机器人的感知和决策能力。
此外，人工智能还应用于智能交通系统、智能家居等领域，为人们的生活提供了更多智能化的解决方案。
发展动态和未来趋势自动化领域在不断发展和进步中，同时也面临着一些挑战和机遇。
随着科技的不断进步，自动化设备和系统的性能不断提高，成本不断降低，进一步推动了自动化的应用。
国内外楼宇自动化系统技术研究综述
国内外楼宇自动化系统技术研究综述近年来，楼宇自动化系统技术在国内外得到越来越广泛的应用。
楼宇自动化系统是指应用计算机技术、传感器技术、控制技术等现代科学技术实现楼宇自动化和智能化的系统，在楼宇中实现安全控制、设备控制、环境控制、信息管理和节能环保等功能，提高楼宇的管理效率和使用舒适度。
国内楼宇自动化系统技术研究现状近年来，我国楼宇自动化系统技术得到了迅猛发展。
传统的楼宇自动化系统采用分散式的传感器和控制器来实现各系统之间的联动，但是这种方式存在操作复杂、维护难度大的问题。
因此，我国开始大力推进楼宇自动化系统的集成化和网络化。
集成化的建筑自动化系统采用统一的控制系统管理和控制所有子系统，如照明、空调、电梯等。
网络化则包括利用网络实现楼宇各系统的联通和数据共享。
此外，我国还引进了一系列先进的楼宇自动化系统技术，如Bacnet、Lonworks等国际标准化的建筑自动化控制网络通信协议，采用这些技术可以实现楼宇自动化系统的智能化监控和管理。
国外楼宇自动化系统技术研究现状在国外，楼宇自动化系统技术也得到了迅猛的发展。
在欧洲和美国，楼宇自动化系统已经成为现代建筑设计的必备技术之一。
他们注重楼宇自动化系统的完整性和一体化，并将其与智能化建筑、绿色建筑相结合，实现楼宇的能源节约和环境保护。
欧美在楼宇自动化系统技术方面占据领先地位，不仅在运用技术方面进行升级改造和完善，还积极研发新技术，如大数据分析和云计算等。
这些技术可以实现对楼宇的精细化管理和控制，提高楼宇的节能能力和安全性。
未来趋势和展望从国内外楼宇自动化系统技术研究现状来看，楼宇自动化系统技术正朝着集成化、网络化、智能化和可持续化的方向发展。
未来的楼宇自动化系统将更加集成化，采用智能化的控制算法和数据分析技术，实现对楼宇的实时监控和精细化管理。
同时，楼宇自动化系统将更加网络化，建立起广泛的设备和数据交互网络，实现楼宇的数据共享和统一管理。
未来的楼宇自动化系统也将更加注重节能和环保，并协同智慧城市建设，构建智慧环保型城市。
自动化技术在机械设计制造中的应用研究开题报告综述
自动化技术在机械设计制造中的应用研究开题报告综述引言自动化技术在机械设计和制造领域的应用一直备受关注。
这一领域的不断发展和创新，使得自动化技术的应用范围不断扩大，包括自动化生产线、机器人技术、智能制造等方面。
本文将深入探讨自动化技术在机械设计和制造中的应用，从基础概念到最新趋势，帮助读者更全面、深刻地理解这一领域。
第一部分：自动化技术的基础概念1.1 什么是自动化技术？自动化技术是一种将机械、电子和计算机技术相结合，以实现自主操作和控制的技术。
它的核心目标是减少人为干预，提高效率和精度。
自动化技术可以分为工业自动化和过程自动化两个主要领域。
1.2 自动化技术的历史发展自动化技术的历史可以追溯到工业革命时期，但它在20世纪取得了显著的进展。
从最早的自动控制系统到今天的智能制造，这一领域经历了巨大的演变。
第二部分：自动化技术在机械设计中的应用2.1 自动化CAD（计算机辅助设计）自动化CAD系统已经成为现代机械设计的不可或缺的一部分。
它们允许工程师使用计算机辅助工具来创建、模拟和分析机械零件和系统。
这提高了设计的速度和准确性。
2.2 自动化设计优化自动化设计优化利用算法和计算机模拟来改进产品的性能。
它可以在不同设计选择之间自动进行比较，以找到最佳解决方案。
这对于提高产品质量和降低成本至关重要。
第三部分：自动化技术在机械制造中的应用3.1 自动化生产线自动化生产线采用各种机器人和自动化设备来执行制造任务。
这包括自动装配、焊接、加工等。
自动化生产线的好处包括提高生产率和减少人为错误。
3.2 CNC加工技术计算机数控（CNC）机床是一种常见的自动化制造设备。
它们通过预编程的指令来控制材料的切割和成型，具有高度的精度和可重复性。
CNC技术已经在各种制造过程中广泛应用。
第四部分：自动化技术的未来趋势4.1 智能制造智能制造将自动化技术与物联网、大数据分析和人工智能相结合，以实现更高级别的自动化。
这将使制造过程更加灵活和智能，能够适应不断变化的需求。
自动化专业专业综述
HEFEI UNIVERSITY系别电子信息与电气工程系班级09自动化姓名完成时间 2012 /12 /8 自动化专业综述在听取了几位专业老师对各专业的详细介绍之后，我做了认真的综合分析，一番深思熟虑加之我个人的兴趣爱好，我决定选择自动化专业。
自动化专业简介：自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。
它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。
它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”等鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。
学生在校时一般学习半导体变流技术、自动控制系统、电力拖动与电气控制、最优控制、微型计算机控制技术、计算机通讯与网络、数字信号处理、软件工程、传感器原理、自动检测技术、系统工程概论、运筹学和情报检索等近40门课程。
本专业是一门适应性强、应用面广的工程技术学科。
旨在培养学生成为基础扎实、自动控制技术知识系统深入、计算机应用能力强的高级工程技术人才。
所以学生在毕业后都能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。
就业领域也非常的宽广，比如高科技公司、科研院所、设计单位、大专院校、金融系统、通信系统、税务、外贸、工商、铁路、民航、海关、工矿企业及政府和科技部门等。
本专业毕业生有着广阔的就业渠道，因为自动化技术的应用广泛，其就业领域也五花八门。
正因为如此，有些同学在择业时容易产生“皇帝的女儿不愁嫁”的心理，认为自己的自动化专业紧俏，社会需求量大，工作单位可以随自己挑。
尽管现在学生就业实行的是“双向”选择的政策，你选用人单位，但用人单位也在选你。
谦虚、踏实、稳重是本专业毕业生在择业时的第一选择。
根据近几年毕业生就业的情况看，他们的工作都非常理想，收入状况也颇为乐观。
自动化制造单元调度算法综述
（ 西北工业 大 学 管理 学院 ，西安 ７ ０ ７ ） １０ ２ 摘 要 ：作为 未来先 进制造 系统 的重要 发展 方 向 ， 自动 化制 造 单元 （ｏ ｏ ｃｃｌ ） 半 导体 和 印刷 电路 板 制 造 、 ｒｂ ｔ ｅ ｓ 在 ｉ ｌ
化 学 电镀 、 钢铁 台炼和机械 制造 等行 业获得 了 日趋 广泛 的应 用。为全 面 总结 自动 化 制造 单元调 度 算 法的研 究现 状 ， 自动化 制造 单元进 行分 类 ， 此基 础上 综述 了国 内外 自动化 制造 单元调 度方 法取得 的进 展及 存 在 的 问题 ， 对 在
自动制造系统的稳健控制方法的综述
自动制造系统的稳健控制方法的综述杜楠;胡核算【摘要】随着科学技术的快速发展,制造自动化在制造工厂已经成为一个主流方向.在过去的几十年中,研究人员已经对自动制造系统的死锁问题做了大量的研究.但是大多数解决方案总是假设分配的资源不会故障.然而,任何一个制造研究者都知道,资源故障来自各种各样的原因,包括工件破损、传感器故障、零件缺失和电器失灵等.显然,一旦资源发生故障,后续加工路径中需要使用这个故障资源的进程将停滞,不能完成其加工生产,直到故障资源被修复.那些不使用故障资源的支路也会被发生停滞的进程所阻塞.最坏的情况就是一个简单的资源故障可能会导致整个系统的崩溃.因此,制造系统中的资源故障问题急需解决.通过分析大量的文献资料,本文对解决死锁和阻塞问题的控制方法做了系统的总结研究.同时,对本文提出的稳健无死锁控制策略以及亟待开展的研究工作做了详细的介绍.%With the quick development of science and technology,manufacturing automation plays a role of mainstay for the construction of manufacturing industries. Over the past decades,researchers have made tremendous achievements in understanding deadlock issues in automated manufacturingsystems(AMSs);nevertheless,most of the deadlock avoid-ance or prevention methods have assumed that allocated resources never fail. In reality,as any practicing manufacturing researcher knows,resource failures derive from all kinds of causes,including tool breakages,sensor faults,part defects, component malfunctions, etc. Obviously, in case a resource fails undesirably, a process requiring the failed resource in its remaining route definitely cannot be accomplished unless the resource recovers.Moreover,a process not necessarily requiring the failed resource can be blocked innocently by this process. In the worst case,a single resource failure may paralyze the entire system.Therefore,resource failures in automated manufacturing systems need to be resolved forwardly. By surveying a large number of literatures,this paper summarizes the existing control approaches to resolving deadlock and blockingissues.Moreover,based on the reviews,our current and future research trends are pointed out in detail.【期刊名称】《控制理论与应用》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】7页(P79-85)【关键词】自动制造系统;死锁预防;资源故障;稳健控制【作者】杜楠;胡核算【作者单位】西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安710071;西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安710071;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TP2731 引言(Introduction)自动制造系统(automated manufacturing systems,AMSs)是指在较少的人工直接或间接干预下,将原材料加工成零件或将零件组装成产品,并在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化.为了迎合激励的市场竞争和频繁的产品变化,自动制造系统已经在增加生产效率、优化产品质量和降低成本等方面取得了巨大的发展.自动制造系统往往是由许多小规模的、局部的、交互的、异步的以及事件驱动的并发子系统和一系列的资源(数控机床、机器人和自动处理设备等)构成.考虑到系统的体积和资源的成本,资源不会具备无限的供应.因而高度的资源共享在自动制造系统中变得非常普遍.由于子系统之间竞争有限的共享资源,导致并不期望的情况发生,如死锁和阻塞.因此,促使了监督控制理论的产生与发展.绝大多数自动制造系统可以归类为离散事件系统,对于自动制造系统的控制问题属于离散事件系统监督控制理论,是自动化学科的重要分支,一个相对年轻的学科,并且有着广泛的应用前景.在过去的几十年中,学术研究者已经研究了大量的解决系统死锁的问题,并形成了很多解决方案.大多数的解决方法总是假设分配的资源不会发生故障,然而事实并非如此.在实际生产中,资源故障是十分常见的现象,比如信号丢失、传感器故障、电器失灵和工件损坏等.因此,根据资源是否会发生故障,将它们分为可靠和不可靠的.显然,一旦资源发生故障,后续加工路径中需要使用这个故障资源的进程将停滞,不能完成其加工生产,直到故障资源被修复.同时,那些不使用该故障资源的支路也会被发生停滞的进程所阻塞.在最坏的情况下,一个简单的资源故障,可能会导致整个系统的崩溃.因此,排除行为上较低水平的控制问题,稳健性是控制问题中另一个重要的因素.对于一个可能发生资源故障的系统,即使在不可靠资源发生了故障的情况下,不使用故障资源的支路仍然可以进行加工生产,那么称这个系统是稳健的. 本文首先通过一个简单自动制造系统实例阐述由资源故障引起的阻塞问题.然后,在分析大量文献资料的基础上,对自动制造系统的稳健无死锁控制方法进行了总结和分析.最后,着重对本文提出的一种稳健无死锁控制策略做了详细的说明,分析了其优势和不足,并指出了未来将会在哪些方面做进一步的研究.2 一个典型的自动制造系统(A typical automated manufacturing system)通常,自动制造系统中包含了许多个加工进程,每一个加工进程负责生产不同的工件.当一个进程由于系统资源受到损坏而不得不中断时,人们总是希望其他进程不被中断影响而继续顺畅地进行加工任务.然而,在现实生产中,情况并非如此.图1是一个带有不可靠资源的自动制造系统[1].在该系统中,每一种产品由一个进程加工完成.这个系统拥有以下几个特征:每一个工作站代表一种资源,它拥有若干存储单元(或缓冲器)和一个处理器(或服务器),分别用来存放和加工工件.如果资源发生故障,意味着那台工作站的服务器不能使用而缓冲器仍然可以放置待加工的工件,待加工的工件不会被破坏.进一步讲,可以继续往这个缓冲器中放置待加工的工件直到达到容量的上限.被故障资源加工完成的工件可以离开工作站进行下一阶段的加工,而待加工的工件却不能被当前服务器加工,更不能被后续资源加工,直到这个资源的服务器被修复.不失一般性地,假设只有在服务器正在加工的时候故障才可能发生.图1 带有不可靠资源的自动制造系统Fig.1 An automated manufacturing system with unreliable resources在该自动制造系统中,根据是否使用不可靠资源,将所有的加工进程区分为两类,一类是需要使用不可靠资源的进程,一类是只使用可靠资源的进程.当前者发生了中断,后者的加工不应该受到负面的影响.然而,事实并非如此.图1可以模拟一个具有不可靠资源的自动制造系统的加工情况.该系统中有4种加工类型,即P1,P2,P3和P4,它们在该自动制造系统中同时被加工,分别对应有序的加工阶段为:P1=〈P11,P12,P13,P14〉,P2=〈P21,P22,P23,P24〉,P3=〈P31,P32,P33〉和P4=〈P41,P42,P43〉,这里Pik代表第i个加工类型的第k个加工阶段.该系统有6种类型的资源r1,r2,r3,r4,r5和r6,其中r1是不可靠资源而其他都是可靠资源.这些资源中,除了r2的缓冲器存储单元为2,其余都为1.用Ti表示第i个加工类型的加工路径,这4种加工类型的加工路径分别为:T1=〈r4,r3,r2,r1〉,T2=〈r1,r2,r3,r5〉,T3=〈r5,r2,r6〉和T4=〈r6,r2,r5〉.假设系统加工到某一状态,资源r1中拥有加工阶段P14,资源r2中拥有加工阶段P13和P22,资源中r3拥有加工阶段P23,资源r5中拥有加工阶段P31.明显地,本文并不希望系统到达这个状态.一旦r1在此刻发生故障,首当其冲的是P1和P2,因为它使用了故障资源r1而不得不被终止.然而不使用故障资源的P3和P4也被迫中断加工,这是因为加工阶段P14停滞在故障资源r1处,从而导致P13不能前进到r1中,并因此不能释放资源r2,r2中没有多余的存储单元,致使P31停滞在资源r5中,也因此导致P23停滞在资源r3中.尽管这个例子很简单,却为阐明故障资源问题的重要性提供了科学证据.在现实的系统中,上百台机器同时生产大量的不同类型的工件,完全可能因为某一个资源的故障导致全部生产停滞,引发不可预想的后果.由此,自动制造系统中需要一个稳健的控制器,用以保证系统安全地运行.3 稳健无死锁控制的回顾(Review of robust deadlock-free control)自动制造系统可以归类为离散事件系统,对于自动制造系统的控制属于离散事件系统监督控制理论.相比较连续系统的控制理论,离散事件系统的控制理论既有相类似的基础,又有诸多不同.通过将事件区分为可控事件、不可控事件、可观事件和不可观事件,监督控制器可以禁止某些事件的发生来实现控制目标.监督控制器不会强迫特定事件发生,而是通过观测事件发生序列,禁止一些不安全事件的发生,从而确保系统的安全运行.尽管这个领域已经有大量的研究,但是很少有研究者讨论资源故障的问题,而资源故障的发生又是难以预测的.如果对资源状态没有精确的预测,控制器很难以最优的方式进行中断风险的管理.根据资源是否会发生故障,资源将被分为可靠和不可靠的.这将有助于控制器在资源发生故障的时间段内做出最优的调度决策.下面在总结现有文献的基础上分别讨论各种稳健无死锁控制方法.3.1 基于自动机的稳健无死锁控制(Robust deadlock-free control based onautomata)在监督控制理论范畴,Ramadge和Wonham应用形式语言和自动机为数学工具,率先提出了诸多基本的控制理论和方法[2].基于自动机,一个自动制造系统被表示为一个有限状态自动机,其中的节点代表了状态,而弧线代表了事件,事件的发生表示了工件在不同状态之间的转移.通过遍历所有的系统状态,导致死锁和阻塞状态的事件总是被提前检测并禁止.将自动机作为数学工具,文献[3]研究了一种容错的稳健控制器,它是由一系列的事件序列构成的.该控制器存在的合理性通过一个充分必要条件来说明.文献[4]研究了具有单一不可靠资源的自动制造系统.通过结合升级的资源顺序策略(resource order policy)和邻近限制策略(neighbourhood constraint policy),确保系统中不需要故障资源的进程可以继续加工.文献[5]同样针对具有单一不可靠资源的自动制造系统,研究了两种稳健监督控制器.一种是结合升级的银行家算法和邻近限制策略;另一种是结合单步向前预测策略(single-step look-ahead policy)和邻近限制策略.通过合理地分配资源,确保系统遇到资源故障时,不需要故障资源的进程能够继续地加工.文献[6]放松了限制,假设系统中有多个不可靠资源,但是每条加工路径中有且仅有一个.使用与文献[5]中类似的两种监督控制器,通过合理地分配资源,达到控制的目的.文献[1]研究了一种新的控制无阻塞的方法.通过使用共享资源缓存空间,一旦资源发生故障,需要使用故障资源的工件就会暂时进入到缓存空间中储存起来,从而确保不需要故障资源的工件继续加工.在同一时间内,该方法只允许一个不可靠资源发生故障.文献[7]针对一条路径中可以使用多个不可靠资源的系统研究稳健控制器.利用路径分割算法(route partitioning algorithm),使每条分割后的子路径只使用一个不可靠资源.通过引入中央缓冲器,并和文献[5]的两个控制器分别结合,研究出两种新的控制器.当多个不可靠资源同时故障时,需要使用故障资源的工件就会进入到中央缓冲器中,被占用可靠资源就会被释放,从而确保不需要故障资源的进程继续加工.文献[8]中应用与文献[3]中相类似的方法,解决控制系统中同时出现多个不可靠资源的情况.文献[9]研究了容错控制问题.首先,对于具有故障模式的离散事件系统,提出了一种新的建模结构;然后,分别对完全事件可观测和部分事件可观测的系统,提出了充分必要条件,当故障发生时,可确保系统避免不安全的状态;最后,针对具有多个故障的系统进行建模并控制.文献[10]为具有不可靠资源的自动制造系统提出了一种死锁避免方针.通过使用改进的银行家算法和预测有用资源的缓冲空间,合理地分配资源以确保系统无死锁无阻塞的加工.该方法对于系统的许可性有一定的改善.文献[11]使用了一种类似于文献[3]中的制造系统结构,研究出两种升级的银行家算法,利用分布式的方式解决多个资源同时故障的问题.文献[12]研究了由具有非确定性输出函数的Mealy状态机建模的离散事件系统的非阻塞监督控制问题.基于反许可方针(anti-permissive policy),作者研究了一种反许可监督控制器,只要满足所提出了充分必要条件,该控制器就能实现对系统的稳健无阻塞控制.文献[13]提出了一种迭代的计算方法,针对完全事件可观测的离散事件系统,研究了稳健无阻塞控制策略.该方法可以实现系统的最大许可性.文献[14]分别针对具有相同和不同控制规格要求的离散事件系统,提出了稳健控制的条件,从而成功地解决了稳健控制问题.3.2 基于Petri网的稳健无死锁控制(Robust deadlock-free control based on Petri nets)由于Petri网的并发性和简约性,被广泛地应用于自动制造系统的建模、分析和控制.在过去几十年中,研究者提出了许多基于Petri网的自动制造系统的死锁控制策略[15–21],然而,他们总是假设分配的资源不会故障,很少有研究者考虑资源故障的问题.接下来,将回顾基于Petri网的稳健无死锁控制策略.以Petri网为数学工具,在文献[22–28]中,作者对一系列具有不可靠资源的Petri网结构做了详尽的分析与研究.通过将使用故障资源的工件移出加工路径,从而确保系统顺利地运行.在这些文献中,系统网的活性条件和稳健性分析是基于一些预定的限制条件.最后通过一种结构分解的方法来验证系统运行的合理性.文献[29]使用分而治之策略(divided-and-conquer strategy)提出一种基于Petri网的稳健无死锁控制方法.通过给所有的不可靠资源以及使用不可靠资源的库所引入修复子网,结合已经存在的控制信标非空的死锁避免方法,实现稳健无死锁控制.为了保证控制策略的可用性,所有资源的缓冲空间必须大于1.然而,要执行该方法,首先要遍历整个系统Petri网结构,找到所有的信标.事实上,随着系统规模的增加,信标数目将会以指数的方式增长.文献[30]针对一种具有不可靠资源的复杂制造系统,基于改进的银行家算法,研究了一种稳健死锁避免策略.文献[31]设计了一种稳健无死锁控制器.首先,引入资源故障和修复子网来描述资源的故障和修复;然后,给每一个严格极小信标引入限制集;最后,通过控制限制集中托肯的数量,实现对系统的稳健无死锁控制.相比较文献[30],该控制器的结构复杂性简化了.文献[32]中提出了一种稳健死锁避免控制器.该控制器是由3种体系结构的控制器组成:第1种是通过避免最大资源变迁回路(maximal resource transition-circuit)饱和,确保在没有资源故障时,系统能够保持活性;第2种控制器是针对使用不可靠资源的子网.当资源故障时,资源尽可能地被释放,从而保证不需要故障资源的进程继续加工;第3种控制器是阻止由第2种控制器所造成的死锁问题.通过结合3种控制器,确保系统稳健无死锁运行.该控制器是以离线方式实现的.文献[33]中提出了一种新颖的稳健无死锁控制策略.通过预测剩余路径的资源需求和资源的状态,判断是否有足够的资源支持相应的工件到达一个关键位置,从而实现稳健无死锁控制.该文献研究了一种带有资源的简单有序进程系统.文献[34]在文献[33]的基础上,研究了一种更复杂的系统结构,即具有组合操作和灵活路径的自动制造系统.通过实时地判断资源分配状态和预测剩余路径对资源需求,确保系统进行稳健无死锁操作.4 应用关键库所的稳健无死锁控制策略(Robust deadlock-free control policy using critical places)事实上,监督控制理论趋于完善的最大障碍就在于指数规模的计算复杂度.基于以上文献分析可知,许多监督控制方法严重地依赖于系统预定的、静态的进程路线以及资源分配方案.它们禁止许多系统参数的变化,如工件的加工要求、系统的加工能力或者系统运行期间的工作负荷.很明显,对于大规模的自动制造系统,由于状态组合(可达图)爆炸和结构组合(信标)爆炸问题,控制器的计算复杂度将变得无法想象.当然,研究人员在简化计算复杂度方面做了大量的研究,但是大多数是以离线的和中心化的方式实现的.因此,这些方法几乎都没有能力处理具有动态路径和实时资源分配的系统,从而不能应用到现实世界中去.为了能更好地应用到实际生产中,本文提出了一种新颖的稳健无死锁控制策略.该控制策略适用于具有多个不可靠资源的自动制造系统,相比较控制具有单个不可靠资源的系统[3–4],本文提出的控制策略更具有普适性.系统的大小和资源的成本一直是制造研究者考虑的主要因素,尽管额外地增加缓冲器能够简化控制策略,但是会给生产厂家带来一定的资源浪费,不像文献[6–7]中提出的控制策略,本文的策略不需要使用额外的中央缓冲器暂存工件,而是通过实时地判断资源的状态和剩余路径中资源的数量,在局部范围内,判断工件能否安全地到达目标位置.结构组合(信标)是最为经典的控制死锁的方法,最近几年,许多研究者对其进行深入地研究,并形成了很多死锁控制策略[17].基于信标控制,文献[29,31]分别对具有不可靠资源的自动制造系统进行研究,并提出相应的稳健无死锁控制策略.事实上,要执行该策略,需要在离线的方式下遍历整个系统网,从而找到所有的信标,合成稳健无死锁控制器.同时,为了保证文献[29]中控制策略的合理性,所有的资源缓存空间必须大于1.相比较文献[29,31]中的控制策略,本文提出的策略放松了假设(所有的资源缓存空间大于1),在在线的方式下,利用分布式的思想对系统进行实时的控制.每一步的执行都是在局部范围内实现的,不需要检索系统的全局信息.因此,系统的计算复杂度也大大地降低了.相较于已经存在的稳健无死锁控制方法,本文的控制策略具有限制条件少、实施成本低、适用性广泛等特点.同时,本文的控制策略能够适用于具有并发特性的复杂系统.文献[33–34]对该策略做了初步的说明.下面,将对本文研究的稳健无死锁控制策略做进一步详细的介绍.应用Petri网为数学工具,本文的稳健无死锁控制策略将致力于避免遍历所有的系统状态,从而有效地实现大规模系统的无阻塞控制问题.该策略是一种在线的而非离线的、动态的而非静态的、柔性的而非刚性的、稳健的而非脆弱的监督控制策略,使得它能适用于可能发生资源故障和(或)路径改变的系统.用本文的方法,资源故障和恢复没有给监督控制策略的执行或者控制系统的运行带来不利的影响.不期望的资源故障和修复不受该控制方法约束,因为它们被认为是正常的资源分配.因而,最终的控制系统是容错的,而非故障敏感的.同时,去除和添加一些资源也不会影响该策略的运行.这里所指的“故障”,通常指资源损坏,需要从系统中移除进行修复和恢复.一旦修复好之后,就可以继续进行原来的加工.传统的方法需要对所有结构的和行为的对象(如信标,可达图)进行监督控制,从而合成控制器.由于结构和行为的对象是随着系统规模的增大以指数方式增长的,所以不适用于高速发展的现代化大规模自动制造系统.然而,本文提出的策略在控制子系统或者执行单元时,在没有必须要求达到最大许可行为的情况下,将致力于避免指数级规模的运算和控制.该策略使用一种预测分布式控制技术,从而替代已有的中心式控制方法.不失一般性地,可以假设当任意进程正在进行特定操作时,其他进程都暂时处于停止状态直到该操作执行完毕.该控制器关注的是一条任意的或者刻意挑选的进程.针对该进程,控制器需要对其中一个托肯进行预测评估,看其是否能够从当前位置到达一个特定的目标库所.如果可以,该托肯可以前进到下一个加工阶段;否则,它保持原有位置不变,即使它能够向前移动一步.由于这些特定的目标库所对控制策略的实现起到关键的作用,所以它们被称为关键库所,只要有足够资源支撑相应的托肯到达最近的关键库所,该托肯才可以向前移动一步.下面将会给出关键库所的详细说明. 在一个Petri网系统中,根据所使用的资源的类型以及数量的多少,将关键库所分成3种类型.第1种是不使用任何资源的闲置库所.对于该库所,在拥有最小资源占有量的位置之后,必然有着足够的资源支撑其他进程的加工;第2种是在同一进程中使用资源最多的操作库所.对于该库所,在拥有最大资源占有量的位置之后,必然不再需要更多的资源,任何的活动只会是释放资源而不是占有更多的资源.第3种是使用至少一种不可靠资源的操作库所.对于该库所,不可靠资源会突然地故障,从而导致需要故障资源的进程停止加工.本文提出的稳健控制策略是实时地判断是否有足够的资源支撑相应的托肯到达其最近的关键库所,从而避免死锁和阻塞问题的出现.因此,在每一个可达状态下,控制器需要确定哪一个变迁是可以被安全地发射并且哪一个状态是可以安全抵达的.通过局部的仿真,可以预测相关的托肯是否可以从当前库所前进到其最近的关键库所.如果该仿真结果为真,则该托肯前进一步,且只能前进一步;否则,就必须暂停在当前位置,进而对剩余托肯进行仿真,直到存在一个托肯可以前进一步.当托肯完成向前一步运动以后,同样地,控制器对其他进程中的托肯也需要进行仿真、筛选和决策,使其中一个托肯完成向前一步运动.这样的过程一步一步地迭代进行,使系统从一个状态到达另一个新的状态.从长远的角度看,这些托肯并行交替地从初始位置前进至目标位置.详细的实现方法如下所述.为了方便说明,将前两类关键库所称为无死锁关键库所,第3类关键库所称为稳健关键库所.首先,不考虑资源故障,那么稳健关键库所就不存在.在任何一个可达状态下,根据使能规则,可以得到一系列使能变迁TEN.在所有的使能变迁TEN中,根据是否有足够资源支持相应的托肯到达其最近的无死锁关键库所,可以得到一系列无死锁变迁TDF,其中任何一个变迁的发射都不会造成系统死锁.紧接着,为了实现稳健无死锁控制,从一系列保证系统无死锁的变迁TDF中,挑选出一组可规避故障阻塞的变迁TRB.这个过程是动态的和局部仿真的.当一个变迁发射后,导致托肯前进到只使用可靠资源的支路时,该变迁将被归类到TRB中.当一个变迁发射后,导致托肯前进到需要使用不。
风电叶片制造工艺的自动化发展综述
风电叶片制造工艺的自动化发展综述风电叶片是风力发电机组的核心部件之一，其制造工艺的自动化发展对于提高生产效率、降低成本、保障产品质量具有重要意义。
本文将从风电叶片制造的工艺流程、自动化技术在叶片制造中的应用以及未来发展趋势等方面进行综述，以探讨风电叶片制造工艺自动化发展的现状与未来。
一、风电叶片制造工艺流程风电叶片的制造工艺流程主要包括复合材料预制、叶片结构加工和表面处理三个主要环节。
在复合材料预制环节，主要包括纤维预浸料纺丝、叶片拼接和模具制作等工序；在叶片结构加工环节，主要包括叶片结构加固、连接部件安装和内部结构加工等工序；在表面处理环节，主要包括抛光、外观检验和防腐处理等工序。
整个工艺流程需要大量的人工操作和专业技能，制约了叶片制造的生产效率和产品质量。
二、自动化技术在风电叶片制造中的应用为了提高风电叶片制造的生产效率和产品质量，自动化技术在叶片制造中得到了广泛应用。
在复合材料预制环节，自动化技术主要体现在纺丝机的控制系统、自动拼接机器人和智能模具制作等方面，可以实现纺丝和拼接的自动化。
在叶片结构加工环节，自动化技术主要体现在数控加工设备、自动化连接件安装机器人和智能结构加固设备等方面，可以实现叶片结构加工的自动化。
在表面处理环节，自动化技术主要体现在自动抛光设备、外观检验机器人和智能防腐处理装置等方面，可以实现叶片表面处理的自动化。
这些自动化技术的应用使得风电叶片制造的生产效率得到了大幅提升，同时也提高了产品质量和稳定性。
三、风电叶片制造工艺自动化发展的未来趋势随着风电叶片的制造规模不断扩大和技术水平不断提高，风电叶片制造工艺的自动化发展也面临着新的挑战和机遇。
未来风电叶片制造工艺自动化的发展趋势可以从以下几个方面进行展望：1. 智能制造技术的应用：随着人工智能、物联网和大数据技术在制造业的不断发展，风电叶片制造工艺将会更加智能化。
通过智能传感器、自动控制系统和数据分析技术，可以实现叶片制造生产过程的实时监测和智能调控，提高生产效率和产品质量。
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自动化制造系统综述
自动化制造是人类在长期的生产活动中不断追求的主要目标。
随着科学技术的不断进步，自动化制造的水平也越来越高。
采用自动化制造技术，不仅可以大幅度降低操作者的劳动强度，而且还可以提高生产效率，改善产品质量，提高制造系统响应市场变化的能力，从而提升企业的市场竞争能力。
如果我们今后仍旧从事本专业相关的工作，那么在工作生产中就不得不与自动化制造系统打交道。
因此了解自动化制造系统的知识也就显得尤为重要，下面我总结出了有关自动化制造系统的综述，希望对同学们有些帮助。
想要了解自动化制造系统，先要知道它的发展历程及现状。
自从18世纪中叶蒸汽机发明而引发工业革命以来，自动化制造技术就伴随着机械化开始得到迅速发展。
从其发展历程看，自动化制造技术大约经历了四个发展阶段。
第一阶段：从1870年到1950年左右，纯机械控制和电液控制的刚性自动化加工单机及系统得到长足发展。
该刚性自动化单机是自动化制造系统的一种类型，自动化制造系统的具体分类下面会详细列出。
在第一阶段，前苏联于1946年提出成组生产工艺的思想，它对自动化制造系统的发展具有极其重要的意义。
一直到目前，成组技术仍然是自动化制造系统赖以发展的主要基础之一。
第二阶段：从1952年到1965年左右，数控技术（NC），特别是单机数控得到飞速发展。
数控技术的出现是自动化制造技术发展史上的一个里程碑，它对多品种、小批量生产的自动化意义重大，几乎是目前经济性实现小批量生产自动化的唯一实用技术。
其中1965年出现的
计算机数控机床（CNC）具有很重要的意义，因为它的出现为实现更高级别的自动化制造系统扫清了技术障碍。
第三阶段：从1967年到20世纪80年代中期，是以数控机床和工业机器人组成的柔性自动化制造系统得到飞速发展的时期。
在第三阶段中还出现过一个发展误区，1980年日本建成的面向多品种、小批量生产的无人化机械制造厂——富士工厂及20世纪80年代初期开发的日本无人电机制造厂就是典型的例子，这种无人自动化工厂的努力最终失败了，原因并不在技术，而主要在于它的经济性太差以及忽视了人在制造系统中的核心作用。
现如今一提起自动化这个术语，人们往往会把它与人对立起来，似乎只要一搞自动化，就不再需要人，就意味着失业。
事实上，人和自动化并不矛盾。
在自动化制造系统中，人起着不可替代的作用。
首先，在制造过程中总是有各种各样的突发决策问题，需要根据具体情况才能做出正确决策，仅靠计算机显然是不可能的。
另外，有些特殊的制造环节，如由人来完成，既经济又能保证质量；如由机器来完成，其结构和控制系统将十分复杂，不仅占地面积大，系统的可靠性也差，往往还难以保证加工质量。
由此可见，自动化制造系统不仅没有降低对人的要求，反而要求参与自动化制造系统的人具备更全面、更高水平的能力。
第四阶段：从20世纪80年代至今，制造自动化系统的主要发展史计算机集成制造系统，并被认为是21世纪制造业新模式。
至于我国自动化制造系统的现状，从事机械行业的学习、工作的人应该能够切身体会到，我国的数控机床虽然有了长足的发展，但存在着技术水平低、性能不稳定等问题，远远不能满足国内用户的需求。
总
体看来，我国的自动化制造系统的发展空间巨大，这就需要我们一代一代机械人的不断努力与超越。
自动化制造系统的定义给出之前，先了解其特征词的广义概念。
制造，是人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质和工具，采用有效的方法，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。
而制造系统，是指为了达到预定的制造目的而构造的物理或组织系统。
综上所述再结合自动化的含义，便可得出自动化制造系统的广义定义，自动化制造系统（AMS）是由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性、一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体，它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料作为输入，在人和计算机控制系统的共同作用下，实现一定程度的柔性自动化制造，最后输出成品、文档资料、废料和对环境的污染。
自动化制造系统具有五个典型组成部分：1）具有一定技术水平和决策能力的人；2）一定范围的被加工对象；3）信息流及其控制系统；4）能量流及其控制系统；5）物料流及其控制系统。
与任何系统一样，自动化制造系统也有自己的寿命周期，达到一定的服役年限后系统就得报废。
通常将系统的设计、制造、安装、调试、验收、应用、维护、报废及回收处理这些过程的集合称为自动化制造系统的寿命周期、每个系统都有各自的学科特点，自动化制造系统也不例外，由其定义就可以看出，它所涉及的学科范围很宽，呈多学科交叉状态。
它的核心是制造科学和技术，通过系统工程技术的纽带作用将现代制造科学及技术和以计算机为基础的自动控制技术结
合起来，实现有关科学和技术的有机集成，从而形成一个人机结合的、多学科交叉的柔性自动化制造系统。
我们知道不同的自动化制造系统有着不同的应用范围，因此应根据需要选择不同的自动化制造系统。
根据系统的自动化水平和规模，我们可将自动化系统分为以下12种类型。
其分别为：刚性半自动单机、刚性自动化单机、刚性自动线、刚性综合自动化系统、一般数控机床、加工中心、混合成组制造单元、分布式数控系统、柔性制造单元、柔性制造系统、柔性制造线以及计算机集成制造系统。
其中前14种称为刚性自动化设备及系统，其余的系统统称为柔性自动化设备及系统。
对于刚性自动化设备及系统，其中特点是适用于批量很大而品种较少的生产场合。
对于柔性自动化加工系统来说，数控机床一般适合批量较小的自动化加工，对零件的品种数基本上没有什么限制。
而加工中心由于自动化程度更高，一般情况下，批量要大于普通数控机床，但品种却要少一些。
柔性制造单元、柔性制造系统和柔性制造线从批量上呈递增趋势，但从品种上却呈递减趋势。
需要指出的是，以上的加工范围并不是绝对的。
另外，各类类型的制造系统的加工范围之间有一定的重叠现象，在进行系统选型时要根据情况具体分析。
为了经济性地实现自动化制造，可以从产品设计方面、工艺技术方面、制造系统本身这三个方面去考虑问题。
就目前而言，中、小批量生产的自动化是自动化制造的主要研究和应用领域。
任何一个人造系统都是为了某一特定目的而设计建造的。
为了对设计方案进行优化选择，也为了衡量所建造的系统是否满足使用要
求，是否达到预定目标，就需要对系统进行评价。
对自动化制造系统的评价应保证其全面性、完整性和真实性。
一般地，我们可以从六个方面评价一个自动化制造系统，称其为自动化制造系统的六要素：生产率、产品质量、经济性、寿命周期可靠性、柔性制造以及可持续发展性。
制造过程的自动化是科学技术不断进步和生产力高速发展的产物，是人类早已向往且期盼已久的理想生产形式。
实现自动化制造系统具有非常重大的意义，它意味着提高了生产率、缩短了生产周期、提高了产品质量、提高了经济效益、降低了劳动强度，还有利于产品的更新。
用一句话结束此篇综述，自动化制造系统的实现标志着人类进入了现代文明生产的新纪元。
C&C。