本发明专利技术公开了一种基于仿真验证的离散工艺优化方法及装置，方法包括：获取目标离散工艺数据，构建静态布局模型；基于参数驱动，结合离散工艺中的物流信息和时间信息，建立动态离散仿真模型；获取验证试验条件，在动态离散仿真模型中进行仿真验证；基于动态离散仿真模型给出的仿真验证结果，迭代优化动态离散仿真模型，并给出离散工艺的优化结果。本发明专利技术通过快速仿真建模、动态模拟以及量化验证分析等展示离散工艺设计全貌，并进行优选，为实现工程设计阶段数字化交付、智能工厂建设和数字化工厂运维提供基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工艺仿真，具体涉及一种基于仿真验证的离散工艺优化方法及装置。
技术介绍
1、在生产系统中，生产设备的布局优化是提高生产效率和资源利用率的重要方面。许多的离散工艺的生产系统设计还是以二维设计为主，没有相应的工艺设备数字模型，可视化程度低，不利于快速理解方案。而二维cad设计，需要采用excel数据进行推演，设计方式周期长，方案调整速度慢，高度依赖专家经验，很难将其作为精准判决的标准化依据。
2、当前，已有研究对离散工艺的生产进行模型构建以及工艺流程的优化。如专利cn106446392a给出一种面向流程工业罐区的混杂系统建模仿真方法，将罐区设备映射成有限状态，并模拟各种罐区操作来分析系统本身的动态行为，评估各种操作的影响来保证各种生产操作的合理性，也为规范实际操作人员的操作行为提供可靠依据。
3、又如专利cn111428923a给出一种基于大数据的智能化工厂工艺流程优化方法，针对历史工艺流程数据进行关联规则分析，通过大数据平台对历史工艺流程数据进行预处理，通过决策树算法对工艺数据进行训练学习生成工艺规则，导入历史工艺规则模型库中；通过对生产过程的监控，生成实时工艺流程数据，通过神经网络算法及工艺流程数据进行训练，建立实时工艺规则模型库；通过工艺模型比对分析模块进行比对分析生成工艺决策，通过决策分析对工艺流程形成优化。该方案针对智能化工厂工艺生产数据进行训练学习生成工艺规则，从而实现从智能化工厂的工艺生产数据中发现工艺决策的规律，解决了传统工厂的工艺数据量较大，工艺决策效率低下等问题。。
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p>4、然而，仍未有针对离散工艺的生产系统布局及设计优化的研究。如上述的传统静态布局方法主要基于固定的设备位置和工作流程，无法适应生产需求的变化，无法进行动态运行量化评估，且无法进行多方案量化评估对比与验证优化，看不到直观预测未来运行情况，缺乏前期快速决策、判断投资合理性的能力。5、因此，如何将数据、设计、动态等集成于离散工艺仿真中，提高离散工艺设计的准确性、可操作性和效率，以实现离散工艺设计的数字化、智能化，并为智能工厂建设和运行提供基础是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种基于仿真验证的离散工艺优化方法及装置，方法包括：获取目标离散工艺数据，构建静态布局模型；基于参数驱动，结合离散工艺中的物流信息和时间信息，建立动态离散仿真模型；获取验证试验条件，在动态离散仿真模型中进行仿真验证；基于动态离散仿真模型给出的仿真验证结果，迭代优化动态离散仿真模型，并给出离散工艺的优化结果。本专利技术将静态布局模型融合参数驱动规则、物流和时间，形成动态离散仿真模型，通过预置好的验证试验，并结合导入设备信息，自动进行数据仿真和验证，实现对离散工艺设计的优化，为实现工程设计阶段数字化交付、智能工厂建设和数字化工厂运维提供基础。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于仿真验证的离散工艺优化方法，包括如下步骤：
3、获取目标离散工艺数据，构建静态布局模型；
4、基于参数驱动，结合离散工艺中的物流信息和时间信息，建立动态离散仿真模型；
5、获取验证试验条件，在动态离散仿真模型中进行仿真验证；
6、基于动态离散仿真模型的仿真验证结果，迭代优化动态离散仿真模型，并给出离散工艺的优化结果。
7、进一步的，目标离散工艺数据包括目标离散工艺的流程数据、布局的参数数据及工艺设备的参数数据，其中，工艺设备的参数数据包括数量、尺寸、工作速度、容量及处理能力；
8、静态布局模型为三维静态布局模型，通过结合目标离散工艺数据和二维静态布局模型给出。
9、进一步的，基于参数驱动，结合离散工艺中物流信息和时间信息，建立三维动态离散仿真模型，具体包括如下步骤：
10、由目标离散工艺数据确定驱动参数、从动参数以及参数驱动规则；
11、获取包含路径信息和调度任务的物流规则；
12、基于静态布局模型，结合时间信息、参数驱动规则及物流规则，建立动态离散仿真模型。
13、进一步的，驱动参数包括目标离散工艺的流程数据及工艺设备的参数数据，从动参数包括布局的参数数据；
14、参数驱动规则为驱动参数与从动参数之间的对应关系，具体表示为：
15、y＝f(x1，x2，…，xn)+e
16、其中，y为从动参数的数值，f()为驱动函数，x1，x2，…，xn为n类不同的驱动参数的数值，e为补偿数值。
17、进一步的，获取包含路径信息和调度任务的物流规则，具体包括如下步骤：
18、获取agv小车任务表以及agv小车当前位置表，其中，agv小车任务表和agv小车当前位置表均为实时更新；
19、按任务优先级和时间的顺序，遍历agv小车任务表中的任务，分析agv小车的位置表，确定相应的agv小车，向agv小车派送调度任务；
20、agv小车基于派送调度任务，沿对应路径信息完成调度任务；
21、按任务优先级和时间的顺序，遍历agv小车任务表中的任务，分析agv小车的位置表，确定相应的agv小车，向agv小车派送调度任务，具体表示为：
22、
23、其中，vi为派送调度任务i的可能性，arg为集合函数，pi为任务i的优先级，φ()为状态-距离函数，(xi，yi，zi)为任务i的起始位置，(xj，yj，zi)为agv小车j的位置，sj为agv小车j的状态。
24、进一步的，基于静态布局模型，结合时间信息、参数驱动规则及物流规则，建立动态离散仿真模型，具体包括如下步骤：
25、对静态布局模型进行单元拆解，基于位置信息匹配驱动参数、从动参数、物流信息及时间信息；
26、结合参数驱动规则及物流规则，训练得到生产物流仿真模型；
27、获取目标离散工艺数据以及对应的时间信息，结合生产物流仿真模型，建立动态离散仿真模型。
28、进一步的，验证试验包括成本分析试验及能耗分析试验。
29、进一步的，获取验证试验条件，在动态离散仿真模型中进行仿真验证，具体包括如下步骤：
30、基于工艺设备的参数数据，对动态离散仿真模型中各个对应设备进行初步配置；
31、结合目标离散工艺的流程数据，给出验证试验流程；
32、基于验证试验流程，运行动态离散仿真模型；
33、其中，结合目标离散工艺的流程数据，给出验证试验流程，具体包括如下步骤：
34、基于目标离散工艺的流程数据，给出验证试验过程步骤及初始输入数据类型；
35、结合获取的随机因子，迭代初始输入数据类型，得到预设的仿真结果类型，确定验证试验流程。
36、进一步的，仿真结果类型包括设备成本、物流成本以及能耗，其中，能耗为遍历动态离散仿真模型中各个设备能源消耗的总和；
37、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，目标离散工艺数据包括目标离散工艺的流程数据、布局的参数数据及工艺设备的参数数据，其中，工艺设备的参数数据包括数量、尺寸、工作速度、容量及处理能力；
3.如权利要求2所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，基于参数驱动，结合离散工艺中物流信息和时间信息，建立三维动态离散仿真模型，具体包括如下步骤：
4.如权利要求3所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，驱动参数包括目标离散工艺的流程数据及工艺设备的参数数据，从动参数包括布局的参数数据；
5.如权利要求3所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，获取包含路径信息和调度任务的物流规则，具体包括如下步骤：
6.如权利要求5所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，基于静态布局模型，结合时间信息、参数驱动规则及物流规则，建立动态离散仿真模型，具体包括如下步骤：
7.如权利要求1所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，验证试验包括成本分析试验及能耗分析试验。
8.如权利要求7所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，获取验证试验条件，在动态离散仿真模型中进行仿真验证，具体包括如下步骤：
9.如权利要求8所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，仿真结果类型包括设备成本、物流成本以及能耗，其中，能耗为遍历动态离散仿真模型中各个设备能源消耗的总和；
10.一种基于仿真验证的离散工艺优化装置，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，目标离散工艺数据包括目标离散工艺的流程数据、布局的参数数据及工艺设备的参数数据，其中，工艺设备的参数数据包括数量、尺寸、工作速度、容量及处理能力；
3.如权利要求2所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，基于参数驱动，结合离散工艺中物流信息和时间信息，建立三维动态离散仿真模型，具体包括如下步骤：
4.如权利要求3所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，驱动参数包括目标离散工艺的流程数据及工艺设备的参数数据，从动参数包括布局的参数数据；
5.如权利要求3所述基于仿真验证的离散工艺优化方法，其特征在于，获取包含路径信息和调度任务的物流规则，具体包括如下步骤：...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚建宁，杨光明，程星华，隋进廷，刘霓昀，党秀，
申请(专利权)人：中国电子工程设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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