企业级生产调度实验教学仿真系统——教学方法及实验案例

随着企业级集成优化技术的广泛应用,过程控制专业实验教学必须增加企业级生产管控优化方面的内容。针对企业级生产调度优化教学的抽象、复杂等难点,以企业级生产调度工作流为主线,构建了基于角色的调度优化协作信息流模型,实施了基于岗位角色的场景式实验教学方法。企业级生产调度实验教学仿真系统,配置多模型复杂度的仿真系统组件参数,构建多种符合生产调度业务工作流的企业级生产调度仿真场景,满足不同教学层次的需求。实验教学案例表明系统及教学方法的可行性及有效性。     

面向智能制造仿真实验的产线数字孪生建模

针对智能制造领域人才培养中,实践教学存在的成本高、安全保证难等问题,该研究构建了智能制造仿真实验系统。首先,以智能产线为基础、车间信息化平台为桥梁,融合产线数字孪生技术,构建了面向智能制造仿真实验的数字孪生系统框架;其次,对系统中包含的产线物理实体模型、数据采集及车间信息化平台、数字孪生产线的多维度模型及智能制造仿真实验平台展开了详细阐述;最后设计产线生产调度优化实验,验证了该数字孪生仿真实验系统的有效性。     

虚拟可重组制造系统仿真优化模块开发

可重组制造系统是当今先进制造领域的研究热点之一,本文立足于仿真和优化可重组制造系统模型,以一个实际的可重组柔性制造系统为研究对象,在LabVIEW环境中对可重组制造系统建立仿真模型,并搭建一个基于PCI-1002数据采集板卡的数据采集系统,对加盖单元的加工时间参数进行实时采集,与仿真模型结合,实现建立混合仿真模型,最后引入粒子群优化算法,利用该算法对可重组制造系统的作业调度问题进行求解,根据优化后的调度方案进行系统重组。     

球杆系统动态仿真实验平台的构建与实现

以球杆系统为对象,建立了动态仿真实验平台。结合球杆系统的几何模型和控制系统模型,可进行球杆系统的实时三维动画演示,能够模拟实物球杆系统的运动控制,在仿真实验过程中动态展现实验效果。该平台可用于自动控制和智能控制课程实验教学,便于学生在没有实物实验装置的条件下,不受时间、地点的限制进行仿真实验。该仿真系统具有良好的扩展能力,可以加入多种自动控制与智能控制算法。     

车路协同系统一体化仿真实验平台

车路协同系统是未来智能交通系统技术发展的核心,从建设车路协同系统实验平台的需求分析入手,简述了分别考虑交通流影响和通讯性能影响的车路协同环境下一体化实验平台开发的目标和功能需求,并对仿真实验平台的三种方案(即基于简化通讯模型的仿真实验平台、基于交通/通讯仿真器松耦合的仿真实验平台、基于交通/通讯仿真器紧耦合的仿真实验平台)进行了对比分析,确定基于交通/通讯仿真器紧耦合的仿真实验平台为推荐方案,并以此为基础研究了基于高层体系架构(High Level of Architecture,HLA)仿真建模思想,通过整合VISSIM与NS2,实现仿真时间管理、跨平台数据交互、联邦成员互操作、仿真进程控制、应用策略灵活集成等一体化实验平台主要功能。最后以车路协同环境下交叉口速度引导为例进行了实验说明,验证了一体化实验平台的有效性。     

给水管网仿真系统的开发

为解决缺乏给水管网仿真装置的问题,自主设计开发了给水管网仿真系统。该系统由给水管网物理实验模型与在线监控云服务系统两部分构成。物理实验模型设置32个测控点、4条支路、14个出水口、6个压力传感器及26个流量传感器;云服务系统包括设备层、调度层、控制层和信息层,采用异网通信。系统可实现实时在线监测、调度控制、数据分析和信息服务等功能,已用于给水排水工程专业本科实验教学。     

高速铁路行车调度指挥仿真实验平台建设和实验教学

高速铁路行车调度指挥仿真实验平台高度模拟高速铁路行车调度指挥业务流程及各岗位操作,是一个技术先进、实验环境逼真、实验方案多样、实验过程自主的实验平台。基于该平台设计了高速铁路行车调度指挥系统设备原理实验等实验项目,用于学生实验实践教学及调度人员培训,实现高速铁路行车调度指挥多岗位的团队协作综合训练,提高学生和调度人员对运输技术设备的运用操作能力与调度指挥决策能力。     

Esperient Creator在三维视景仿真系统中的应用

三维视景仿真在新型装备训练、虚拟实验等领域发挥着重要作用．详细介绍了三维视景仿真软件 Es-perient Creator ,给出了采用Esperient Creator开发三维视景仿真系统的技术路线,对建模、模型优化、交互控制、作品发布等关键技术进行了分析说明,实现了虚拟车间三维视景仿真系统;该系统具有场景漫游、机床操作、轴承拆装等功能．Esperient Creator是一种崭新的三维视景仿真平台,交互功能强大,可广泛应用于视景仿真各个领域,具有广阔应用前景．     

港口物流自主车辆交通协同控制与仿真

为了推进绿色港口纯电动无人驾驶系统的研究和应用,研发了一套新的自主车辆交通协同控制与仿真工具。将半实物仿真技术充分应用于港口物流系统的有效模拟,建立了多智能车辆交通控制模型,创新地提出了一种面向全局优化的交通实时预留调度方法,具有模块化设计、虚实融合、低成本等技术特点和优势,可用于港口码头的辅助规划设计、软件开发测试和员工培训,也可作为高校教学科研的创新实验工具。     

聚丙烯仿真培训系统简介

计算机仿真培训系统正在成为现代化大型企业特别是石化企业运转的必不可少的环节。笔者参与浙江大学联合反应所正在为上海石化总厂塑料厂聚丙烯车间的生产装置开发一套微机仿真培训系统开发。本文对该微机培训系统的结构 ,实现方法进行探讨     

车路协同虚拟仿真实验教学系统开发研究

针对目前面向车路协同实验仿真工具缺乏、标准模型缺乏、参考案例缺乏等问题,开发了车路协同虚拟仿真实验教学系统,由车路协同虚拟仿真实验平台和案例库构成,其中案例库包括仿真模型库和车路协同策略库.该系统可为交通工程专业车路协同相关课程的学习及创新实践课题中车路协同策略的测试、评估和优化提供有效的平台支撑.     

微电网仿真与实验系统 Ⅰ.总体设计

从设计、数学建模、仿真等方面研究了微电网仿真与实验系统,在微电网模型基础上,采用美国西部联合电网(Western Systems Coordinating Council,WSCC)3机9节点系统作为标准输电网模型,结合硬件仿真实验平台,开发出微电网仿真与实验系统。该系统包括风力发电系统、光伏发电系统、并网接入系统、模拟输配电系统、负荷和仿真实验平台。研制的仿真及实验系统能够稳定可靠运行,实验证实了模型的正确性。应用表明,系统设计合理、功能完善,各方面性能能够满足微电网仿真和实验的要求。     

电气工程虚拟仿真实验教学平台

电气工程专业实验教学面临强电威胁,加之电网不允许破环性实验,因而虚拟仿真实验成为发展方向。本文主要介绍了广西大学虚拟实验室建设平台,包括电力云调度仿真教学平台、电力系统动态模拟与虚拟仿真一体化仿真教学平台、变电站运行虚拟仿真和虚拟电工/电子技术系统仿真教学平台。     

基于RTDS和PLC的配电系统硬件在环仿真平台

该文基于实时数字仿真器（RTDS）和可编程逻辑控制器（PLC）研发了配电系统硬件在环仿真平台,该平台由Nova Cor仿真器、I/O、PLC、HMI触摸屏和计算机组成。Nova Cor仿真器用于模拟配电系统运行状态;I/O板卡用于数据实时交互;PLC和HMI触摸屏用于调整配电网络结构和负荷,并实时监测配电系统的运行状态。该仿真平台采用模块化设计,可根据实验需要调整系统网络结构和运行参数,并通过开发相应的输入输出接口实现信息实时交互,提高了仿真平台的灵活性和可操作性。     

基于Virtools的虚拟仿真系统的优化

由于虚拟仿真系统是实时的三维交互平台,因此流畅地运行对系统是至关重要的。通过对虚拟仿真优化技术的分析研究,结合虚拟仿真系统的实现,采用LOD技术、设置遮挡属性、巧妙使用摄像机等多种技术,提出了全方位、多角度优化虚拟仿真系统的解决方案。     

三维地层认知虚拟仿真实验系统开发

基于地质构造特点和本科教学要求,确定三维地层认知虚拟仿真实验目标,通过结构剖析、模型分析和综合设计,开发完成以GIS技术为核心架构的三维地层虚拟仿真实验系统。在该系统平台上,学生可通过互动、自主和探究等网络在线学习方式,进行地质构造学课程"断层与断面产状识读及断距量算"的虚拟仿真实验,实现建模、查询、分析、考核等集成式、一体化实验教学目标。该系统采用B/S架构自主开发建立,由视图导航、模型操作、查询量算、三维分析和外围服务5个核心模块组成,涵盖18个知识点。     

工程机械开放式虚拟仿真实验教学管理平台建设

基于开放共享的理念构建了工程机械开放式虚拟仿真实验教学平台。该平台集成了6个实验系统,能够循序渐进地开展验证型—设计型—综合型—创新型实验,全面实现技术体系、实验功能、实验内容、实验场所的开放。阐述了平台的建设内容、体系结构,以工程机械原理虚拟仿真系统为例,分析了平台的功能实现。着重论述了平台的开放模式,以及基于这一模式开展的线上线下混合教学模式改革的实践。     

计算机组成原理虚拟实验系统的设计与实现

为增加使用灵活性、降低程序复杂度、提高实验效果,提出了一种基于浏览器客户端技术的计算机组成原理虚拟实验系统设计方案。该系统全部采用浏览器客户端技术实现,具有良好的交互性和扩展性。系统使用JAVASCRIPT开发组件库,利用CSS绘制芯片等组件,采用VML绘制组件间的连接线,用HTML5 File API实现电路文件的导入导出。提出了基于队列的单线程组件调度算法,有效解决了众多组件之间信息传递和调度运行的问题。系统从功能上对组件进行仿真,实现了实验电路的仿真运行,支持自主设计电路,可进行复杂模型机等设计性实验。本系统已用于实验教学,取得了良好的教学效果。     

城市轨道交通CBTC系统仿真实验室设计

设计了城市轨道交通CBTC系统仿真实验室的建设方案。CBTC系统由诸多子系统构成,集成度高,硬件设备多。实验室按照先搭建各子系统,最后整体集成的思路进行设计。实验室各子系统可独立进行仿真实验,也可由各子系统配合完成整体实验。通过合理规划,在一间实验室内完成了完整CBTC系统的仿真环境搭建。该方案保证了整个CBTC系统功能的完整性,将设备集成于同一实验室也减少了占地面积,降低了实验室建设成本,为类似实验室的建设提供了参考。     

城市轨道交通全自动运行系统多功能仿真平台设计与实现

依据城市轨道交通全自动运行系统技术规范,在分析运营场景和设计系统架构的基础上,建成全自动运行系统多功能仿真平台。仿真实验平台集成现场工程参数的评估、系统功能验证和评估、人员操作培训、故障分析4大功能,贯穿于工程整个生命周期,为城市轨道交通全自动运行系统的工程化应用提供了有力的保障和支持。