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1、(10)申请公布号 CN 102789520 A (43)申请公布日 2012.11.21 C N 1 0 2 7 8 9 5 2 0 A *CN102789520A* (21)申请号 201210213952.2 (22)申请日 2012.06.26 G06F 17/50(2006.01) (71)申请人上海飞机制造有限公司 地址 200436 上海市闸北区场中路3115号 申请人南京航空航天大学 (72)发明人叶文华 卢鹄 庞微 余路 魏碧胜 刘霞 (74)专利代理机构北京市金杜律师事务所 11256 代理人楼仙英 邵桂礼 (54) 发明名称 一种飞机装配过程可视化建模方法 (57) 摘要。
2、 本发明涉及一种用于飞机装配过程可视化建 模方法，包括库所对象、变迁对象、有向弧对象、分 层次对象等四类可视化对象定义和一套可视化 建模流程，包括如下步骤：定义库所对象、变迁对 象、有向弧对象和分层次对象，并分别进行可视 化；建立库所对象与变迁对象、分层次对象与变 迁的自动连接；定义对象的存储与撤销；建立模 型对象的关联关系；上下层模型关系的可视化定 义与保存。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种飞机装配过程可视化建模方法，其特征在于：。
3、定义了库所对象、变迁对象、有向 弧对象、分层次对象四类可视化对象和一套可视化建模流程。 2.根据权利要求1中的飞机装配过程可视化建模方法，其特征在于：所述的库所对象 包括对象名称、信息输入口(IM)、信息输出口(OM)库所对象显示图形、图形尺寸、显示位置 坐标等数据； 所述变迁对象包括对象名称、装配时间、装配时间分布函数变迁、对象显示图形、图形 尺寸、显示位置坐标等数据； 所述有向弧对象包括前序对象名称和位置坐标、后序对象名称和位置坐标、有向弧对 象显示图形数据； 所述分层次对象包括对象名称、输入变迁名称、输出变迁名称、子层输入接口、子层输 出接口、分层次对象显示图形、显示位置坐标和图形大小。。
4、 3.根据权利要求1中的飞机装配过程可视化建模方法，其特征在于，所述可视化建模 流程包括： 定义库所对象、变迁对象、有向弧对象和分层次对象，并分别进行可视化； 建立库所对象与变迁对象、分层次对象与变迁的自动连接； 定义对象的存储与撤销； 建立模型对象的关联关系； 上下层模型关系的可视化定义与保存。 权 利 要 求 书CN 102789520 A 1/4页 3 一种飞机装配过程可视化建模方法 技术领域 0001 本发明涉及一种复杂产品装配过程的可视化建模方法，特别适用于飞机装配过程 的建模，属制造系统建模技术领域。 背景技术 0002 现代飞机基本采用按客户订单定制生产的制造模式，生产批量小，品。
5、种多，飞机生 产过程基本采用按飞机架次进行管理。飞机装配过程具有装配工序复杂、装配内容多、装配 空间层次多(装配线-站位-工位-工序)、手工装配作业为主、工作面窄小、装配作业时间 不确定性强、装配顺序控制严格等特点，其生产效率与成本直接取决于飞机装配线的性能。 因此，为了提高飞机装配线的性能，在进行飞机装配线规划与设计时对飞机装配过程进行 建模、仿真分析与优化是十分重要的。 0003 目前，制造系统装配过程建模的方法已有不少，主要有二大类：以达索QUEST、西 门子eM-Plant为代表仿真系统人机交互建模方法和以Petri网为代表的理论方法。仿真 系统人机交互建模方法比较实用，但存在对象之间。
6、的逻辑关系和时序关系不严格检查，建 模效率低，工作量大等问题。基于Petri网的建模方法包括基本Petri网和各种扩展Petri 网(包括着色Petri网、随机Petri网、面向对象Petri网、分层Petri网、分层面向对象 Petri网、面向对象的随机Petri网等)，这种方法具有比较严格的数学基础和较强的离散 事件动态系统描述能力，在性能评估方面具有比较显著的优点，但在描述飞机装配过程这 样复杂的系统时存在以下问题：结构过于繁琐，不能同时描述空间分层、面向对象、装配时 间随机性等特点，也没有可视化方法与系统。因此，有必要开发一种能支持飞机复杂装配过 程可视化建模的方法与系统。 发明内容 。
7、0004 针对现有制造系统建模方法不满足飞机装配过程建模的分层次、面向对象、装配 时间随机性分层次、可视化等要求，本发明专利提出了一种面向对象分层次随机petri网 可视化建模方法及系统。这种方法与系统具有建模方便、可视化，可满足飞机复杂装配过程 建模的各项要求。 0005 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：综合应用面向对象技术、分层次petri 网和随机petri网技术，建立一套面向对象的分层次随机petri网建模方法，形成可视化建 模系统。该方法包括了库所对象、变迁对象、有向弧对象、分层次对象等四类可视化对象和 一套可视化建模流程。其中的模型对象由其他四类对象组成；库所对象表示飞机装配。
8、过程 的人员与设备等资源，变迁对象表示飞机装配过程的各种装配或搬运活动，有向弧对象表 示飞机装配过程的各种装配或搬运活动的前后关系，分层次对象表示了模型对象之间的层 次关系。库所对象和分层次对象可与一个或多个有向弧对象相连接，变迁对象也可与一个 或多个有向弧对象相连接，库所对象和分层次对象必须通过有向弧对象实现与变迁对象的 连接。对库所对象、变迁对象、有向弧对象、分层次对象这四类可视化对象可以进行编辑、移 说 明 书CN 102789520 A 2/4页 4 动、复制、删除等操作。同时，每个模型按计算机文件进行保存，多个模型文件可以文件树 结构形式显示，并可调整。其可视化建模流程为：定义模型对。
9、象和分层次对象；定义库所对 象、变迁对象和有向弧对象并分别进行可视化；建立库所对象与变迁对象、分层次对象与变 迁的自动连接；定义对象的存储与撤销；建立模型对象的关联关系；上下层模型关系的可 视化定义与保存。建模的具体步骤如下： 0006 步骤一：定义四类对象并可视化 0007 定义库所对象：给定显示位置坐标和图形大小，生成库所对象图形，输入给定对象 名称、信息输入口(IM)、信息输出口(OM)。 0008 定义变迁对象：给定显示位置坐标和图形大小，生成变迁对象图形，输入对象名 称、装配时间、装配时间分布函数。 0009 定义有向弧对象：给定要连接的前序对象名称与位置坐标、后序对象名称和位置 坐。
10、标，生成有向弧对象图形。 0010 定义分层次对象：给定显示位置坐标和图形大小，生成分层次对象图形，输入对象 名称、输入变迁、输出变迁、子层输入接口、子层输出接口。 0011 定义对象移动操作功能：选择要移动的对象；响应移动消息函数；传递移动对象， 把对象坐标(x，y)修改为(x+offset.x，y+offset.y)，offset.x和offset.y分别为移动 距离的x、y坐标分量；刷新模型视图区，窗口重绘。 0012 定义对象复制操作功能：建立一个数组对象，把当前所选择对象的数据加入到新 建数组对象中。 0013 定义对象粘贴操作功能：把对象复制操作中新建数组对象添加到视图区的数组对 。
11、象中，窗口重绘，在给定位置生成新的对象。 0014 定义对象剪切操作功能：建立一个数组对象，把当前所选择对象的数据加入到新 建数组对象中，把当前所选择的对象从视图区中的数组对象中删除，窗口重绘。 0015 定义对象删除操作功能：把当前选择的对象从视图区中的数组对象中删除，窗口 重绘。 0016 步骤二：库所对象与变迁对象、分层次对象与变迁对象的自动连接 0017 选择要连接的对象，如选择的对象数不等于2，则结束，否则以所选择的第一个对 象右侧中点坐标为有向弧对象的起点坐标，以第二个对象左侧中点坐标为有向弧对象的终 点坐标，生成一个表示有向弧对象的箭线，窗口重绘，结束。 0018 步骤三：定义对。
12、象的保存和撤销 0019 定义对象的保存：新建一个类，用这个类把要保存的对象封装起来，包括其数据结 构和和对各种数据的操作；在建模时生成类的对象，利用数组对象把生成的对象保存起来； 按当前数组对象数据刷新视图区，进行窗口重绘。 0020 定义对象的撤销：在建模生成类对象时，把当前数组对象压入栈中；撤销时，栈顶 的数组对象出栈；把当前栈顶的数组对象赋予当前数组对象；按当前数组对象数据刷新视 图区，进行窗口重绘。 0021 步骤四：建立模型对象的关联关系 0022 组成模型的各个对象间的关联通过建立关联矩阵来实现的。关联矩阵是根据连接 库所对象(或分层次对象)和变迁对象的有向弧对象来自动生成的。关。
13、联矩阵Rrij 说 明 书CN 102789520 A 3/4页 5 nm，其中n是变迁对象数，m是库所对象与分层次对象总数，元素rij的取值规则是：当有 向弧对象从变迁对象i指向库所对象或分层次对象j时，rij1；当从库所对象或分层次 对象j指向变迁对象i时，rij-1；当变迁对象i与库所对象或分层次对象j没有关系 时，rij0。 0023 关联矩阵R的生成过程如下：历遍变迁对象，并给每个变迁对象编号i，得到关联 矩阵行数n；历遍库所对象与分层次对象，并给每个库所对象或分层次对象编号j，得到关 联矩阵列数m；生成nm的关联矩阵R，并使rij0；历遍有向弧对象，根据其前集和后集 的对象类别与编。
14、号，修改相应关联矩阵元素rij的值。 0024 步骤五：上下层模型关系可视化定义与保存 0025 给每个(层)模型一个文件名和保存路径，以一个计算机文件形式进行存储。为 了实现上下层模型关系的可视化，同时要定义每个模型文件的上层模型文件；对于顶层模 型文件，其上层模型文件用其自身文件名表示。这样通过层层递归，可形成一模型文件树， 直观地显示各层模型文件的关系。 0026 本发明的有益效果是对飞机等复杂产品的复杂装配过程建模时，可方便地采取人 机交互方式、自上向下、分层次进行图形化建模，不仅方便、直观、快速、准确，而且解决了以 往制造系统建模方法难以同时表示的复杂对象、分层次、作业时间随机性、生。
15、产线连续移动 与间歇移动等问题，满足了现代飞机复杂装配过程建模要求。 附图说明 0027 图1是一个基本模型组成部分及图形表示。 0028 图2是可视化建模流程。 0029 图中标记名称： 0030 1库所对象 0031 2有向弧对象 0032 3变迁对象 0033 4分层次对象 具体实施方式 0034 如图1所示，一个模型由库所对象1、变迁对象3、有向弧对象2和分层次对象4四 类可视化对象组成，可以使用VC、VB等编程语言，按照图2的建模步骤进行实施。 0035 步骤S101：定义库所、变迁、分层次、有向弧四类对象并进行可视化。具体是：定 义库所对象、变迁对象、有向弧对象和分层次对象的数据结。
16、构，分别生成库所对象的表示图 形、变迁对象的表示图形、有向弧对象的表示图形和分层次对象的表示图形，实现四类对象 的可视化；再定义四类对象的移动、复制、粘贴、剪切、删除操作的功能。 0036 步骤S102：建立库所对象与变迁对象的自动连接，建立分层次对象与变迁对象的 自动连接； 0037 步骤S103：定义对象的保存和撤销功能； 0038 步骤S104：建立模型对象的关联关系。具体是：建立库所对象和变迁对象的关联 关系，建立分层次对象和变迁对象的关联关系，按照取值规则确定关联矩阵元素值，生成关 说 明 书CN 102789520 A 4/4页 6 联矩阵； 0039 步骤S105：上下层模型关系的可视化定义与保存。具体是：定义上下层模型关系， 通过递归，形成模型文件树，实现上下层模型关系的可视化，最后定义模型文件保存功能， 实现模型保存。 说 明 书CN 102789520 A 1/1页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102789520 A 。