李亮　卫青延

摘 要：针对目前制造系统模型采用简单仿真方法进行构建，无法满足智能制造对制造系统数字孪生模型能准确描述制造系统实时状态的要求。本文提出一种基于混成自动机的制造系统模型构建方法，通过对制造单元、制造系统不同层次状态及其变化的混成自动机模型构建，并在模型中加入了对系统实际运行参数的描述，实现了系统状态的细粒度描述，从而建立能够更好反映制造系统实时状态的系统模型。

关键词： 制造单元； 制造系统；混成自动机；

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）15-0225-03

A Modeling Method of Manufacturing System Based on Hybrid Automata

LI Liang， WEI Qing-yan

（China Airborne Missile Academy，Luoyang 471009，China）

Abstract： A simple simulation method is used to construct the current manufacturing system model， which cannot meet the requirement that the digital twin model in the manufacturing system can accurately describe the real-time status of the manufacturing system. The manufacturing system model based on the hybrid automaton is proposed to construct the hybrid automaton model for the different levels of manufacturing units and manufacturing systems and their changes. The actual operating parameters of the system are described in the model， and the extensiveness of the description of the system state by the hybrid automaton is overcome， thereby establishing a system model that can reflect the real-time state of the manufacturing system.

Key words：Manufacturing Unit； Manufacturing System； Hybrid automata；

1 引 言

随着个性化、定制化产品需求的日益增强，制造企业不仅要向用户提供高质量产品，同时也必须及时响应动态多变的市场需求，因此打造柔性制造系统已成为企业的迫切需求[1]。智能制造作为当前制造业的发展趋势[2]，为解决上述问题提供了有效途径，其中的关键一环就是要实现从物理到信息世界的完全映射，构建面向产品制造的数字孪生模型（Digital twin）[2] [3]。

当前，制造系统建模的相关研究主要侧重于系统的仿真与分析，常用的制造系统建模方法如Petri网，其模型兼顾定性和定量分析，在分析制造系统运作性能方面效果较好[4] [5]，但现有研究主要关注对制造系统要素的几何模型或系统模型的构建与仿真分析方面，缺少刻画和反映制造系统真实行为、状态等的模型，从而无法实现制造物理系统到制造虚拟模型的真实完全镜像[6][7]。……