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桌面式微型工厂的建模和仿真与可视化关键技术研究

作　者: 赵洪策
导　师: 苑伟政
学　校: 西北工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 微机械电子系统（MEMS） 微细加 FMS 微型工厂 集成微机构（IMM） Agent
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 172次
引　用: 2次
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内容摘要


随着微技术的迅速发展，微机械电子系统（MEMS）在航空航天、精密仪器、生物医学等领域有着广阔的应用潜力，因而受到各国的高度重视。但是，实现MEMS的商品化、产业化面临着一些困难，因此，人们正致力寻求新的生产模式以满足MEMS的生产需要。微小型生产系统由于具有节省能源和空间，机动性强等优点成为其中的一个发展方向，而微型工厂（Micro-factory）是其中的典型代表。 本文结合CIMS、FMS等思想和研究经验，提出了桌面式微型工厂的概念；并以生产集成微机构（IMM）为最终产品，建立了微型工厂的原型框架结构。并对其几个重要组成部分包括加工中心、微检测部分、控制部分、软件平台等进行了描述。特别是就其核心部分加工中心的几个不同的功能单元组成：材料部件供应单元、加工预装配单元和精密装配、封装单元等进行了详细的描述。 同时，为了便于实现过程仿真和微型工厂虚拟环境的建立，提出了微型工厂的多Agent的系统结构，并对多Agent系统实现方法进行了研究。采用Agent分析和设计方法，将复杂的微型工厂划分为多个相互关联的Agent，使系统建模和仿真更接近实际系统。 在建立的体系结构的基础之上，讨论了微型工厂加工过程的仿真，重点描述了仿真过程中系统模型、工艺模型、产品模型和过程模型的建立，并介绍了仿真校验和结果分析方法。 针对微型工厂这一个比较复杂的系统，对其原型系统的实现进行了合理规划，提出了微型工厂原型系统的开发应遵循：集成化原则、开放性原则、人机和谐原则。 最后详细描述了微型工厂原型系统实现方法，并采用VRML语言，详细介绍了设备几何模型、模型的开发、实现方法。

全文目录


第一章 绪 论  8-16
  1．1 微机械与微机械技术发展现状  8-10
  1．2 桌面式微型工厂的发展现状  10-13
    1．2．1 微型工厂的概念  10-12
    1．2．2 国内外微型工厂发展状况  12-13
  1．3 建立微型工厂存在的主要问题  13-14
  1．4 论文研究的意义及内容  14-16
第二章 微型工厂的原型系统建模  16-33
  2．1 建模技术进展回顾  16-17
  2．2 IM典型加工工艺流程  17-21
    2．2．1 MEMS的主要加工技术  17-18
    2．2．2 基于IC工艺的加工流程  18-20
    2．2．3 MEMS的典型加工工艺  20-21
  2．3 桌面式微型工厂的体系结构  21-32
    2．3．1 系统的结构框架  23-24
    2．3．2 加工中心  24-28
    2．3．3 检测系统  28-29
    2．3．4 计算机软件系统  29-31
    2．3．5 传感器的应用  31-32
  2．4 微型工厂各子系统的集成  32-33
本章小结  33-34
第三章 微型工厂基于AGENT的体系结构  34-45
  3．1 面向对象方法  34
  3．2 面向Agent方法  34-38
    3．2．1 Agent概念、特性  35-37
    3．2．2 Agent体系结构  37
    3．2．3 多Agent（Multi-Agent）系统  37-38
  3．3 基于Agent的体系结构  38-41
    3．3．1 面向Agent的分析与建模  38-40
    3．3．2 体系结构  40-41
  3．4 微型工厂中Agent的行为  41-45
    3．4．1 Agent形式化定义  41-45
本章小结  45-46
第四章 基于AGENT的加工过程仿真  46-63
  4．1 仿真进展回顾  46-47
  4．2 加工过程仿真模型的建立  47-54
    4．2．1 微型工厂静态模型的建立  48-52
    4．2．2 产品模型的建立  52-54
    4．2．3 工艺模型的建立  54
  4．3 微型工厂加工过程的仿真  54-63
    4．3．1 加工仿真的过程建模  56-59
    4．3．2 加工过程的仿真  59-61
    4．3．3 仿真模型的校验  61-62
    4．3．4 仿真结果分析  62-63
本章小结  63-64
第五章 装配与封装  64-72
  5．1 微装配技术及发展现状  64-66
  5．2 微型工厂的装配方案  66-71
    5．2．1 装配方法  66-67
    5．2．2 装配方案  67-70
    5．2．3 装配过程仿真  70-71
  5．3 封装技术  71
  5．4 装配与封装的主要问题与发展方向  71-72
本章小结  72-73
第六章 微型工厂原型系统的实现  73-83
  6．1 新兴制造技术在微型工厂中的应用  73-77
    6．1．1 VM及其应用  73-74
    6．1．2 VR及其应用  74-75
    6．1．3 其它制造技术的应用  75
    6．1．4 硬件描述语言及其在微型工厂中的应用  75-77
  6．2 原型系统开发原则及工具  77-78
    6．2．1 开发原则  77
    6．2．2 开发工具  77-78
  6．3 VRML应用系统开发方法  78-79
  6．4 微型工厂系统实现方法  79-83
    6．4．1 系统几何建模  79-80
    6．4．2 Agent模型的实现  80-82
    6．4．3 系统运行控制  82-83
本章小结  83-84
结束语  84-86
参考文献  86-91
致 谢  91

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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