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基于UML的生产车间数字制造环境模型研究

滕波  
【摘要】: 数字制造是未来制造业发展的方向,对数字制造的建模是当前急需要解决的问题。数字制造的建模目前虽然已有很多专家学者基于不同的角度例如:面向过程、面向决策、面向对象提出了一些模型,但由于现有的技术上的实现难度,这些模型只实现了部分功能,不够完善。 为避免对数字制造过程行为建模的难度,本课题试图通过建立制造环境的模型,为实现制造企业的资源、信息的共享,最终建立数字制造的建模做了新的方法尝试。制造环境的建模已有的文献不多,对其开展的研究很少。 本文通过考察数字化生产车间的生产活动,以车间制造环境为对象,分析了其组成要素及关系,利用支持统一建模语言UML的Rational Rose为工具,建立其静态及动态模型。具体实施步骤是:首先根据提出的环境系统的目标功能,建立系统的Use Case图,在此基础上识别并确定系统的基本对象和类;随后设计这些对象和类的属性、方法和操作,绘制对象类图;接着通过分析对象和类之间的关系,确定对象间的行为和活动,并通过绘制活动图、顺序图、状态图来反映对象间的行为及对类的状态的影响。最后绘制系统的组件图和配置图,反映出本系统在车间的实际物理构成。 生产车间制造环境系统是一个复杂的面向对象的数据库系统,它是面向对象的程序设计技术和数据库技术的融合。面向对象的程序设计是一种全新的程序设计方法,它采用事件驱动的方式,从根本上改变了传统的程序设计模式。其基本思想是:建立和具体实际应用相对比的对象,并通过对这些对象的组合来创建具体的应用程序。它给程序设计带来了许多良好的特性。 根据已经建立的环境系统UML模型,在支持面向对象的可视环境下(VB6.0),首先设计了环境系统的用户界面,包括用户登录、注册以及系统运行主界面。然后根据模型已经设计的数据库结构,运用编程方法建立VB下的环境系统数据库。最后通过编程、调试实现了环境系统数据库的数据操作功能(包括数据的查询、增添、修改、删除)、设备故障处理功能,并部分实现了生产任务调度功能。 由于环境系统的复杂性,本课题建立的环境系统还需要进一步的完善,例如:调度算法的实现,环境系统的网络化实现等。环境系统的良好应用前景使得本课题的继续深入显得非常有意义。


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