试述流程工业综合自动化系统的仿真技术摘要：随着我国工业化的进程，现代流程工业正朝着复杂化、自动化和大型化的方向发展。其中，过程系统工程领域的重要研究内容就是系统的模型化与仿真。本文综述了ERP/MES/PCS三层企业集成体系结构,并分析了国内外光分应用的仿真技术。关键字：流程工业；综合自动化系统；仿真技术：N945.13文献标识码：A：当前,企业竞争日益激烈，亟需通过仿真技术来提高自身的竞争力。能否有效应用仿真技术将成为决定企业成败的关键因素之一。现代流程工业中，系统的模型化与仿真已经成为设定设备参数、控制系统设计、生产预测分析、决策支持优化以及员工培训等活动的一门重要技术。同时，随着计算机技术的不断发展,仿真技术更是得到了广泛应用。目前，当今欧美国家流程工业综合自动化系统理论及应用的主流框架，就是AMR的三层企业集成体系结构。在AMR每一层的研究对象---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---有着很大的差异,PCS层关注生产设备,MES层着眼于生产过程,而ERP则考虑制造企业的整个产供销过程。这造成了不同层次的应用研究对仿真的需求各不相同,并使得仿真技术在不同层次的表现形式也有所差别。过程控制系统层中的仿真PCS层的流程仿真根据仿真状态的不同,可分为稳态仿真和动态仿真。PCS层主要进行各工序的过程控制,设定各种设备的具体运作参数,进行模型计算和控制计算。1.1动态仿真动态仿真中的动态模型由一系列微分方程组成,能真实地对实际的生产流程进行模拟,为生产制造企业进行工艺流程设计、控制系统设计、故障处理策略设计等提供了有效的工具。1.2稳态仿真稳态仿真是动态过程达到平稳状态时的简化处理,描述的过程对象不包括时间参数,所以它通过一系列物热衡算,为动态仿真提供初值和起始状态,同时还是过程综合和优化的基础。2制造执行系统层中的仿真不同于应用于PCS层的仿真技术,基于MES应用的仿真在装置建模上做了较大的简化,使用粒度较大的装置模型。因为PCS层的仿真应用更关注对装置的控制,所以需要细致地描述装置生产状态的变化---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---情况;而MES层的仿真应用则关注对整个工厂生产过程的控制,只需要粗略地描述装置在特定时段内的生产情况即可。在MES层,仿真技术可以用来模拟MES应用系统在生产制造企业的执行情况,也可以集成到某些MES软件中,以支持这些软件更好地实现其功能。这时的仿真平台通常对企业的生产进行仿真,在ERP/MES/PCS流程工业三层体系结构中扮演了PCS层的角色,它接收并执行由MES层生成的计划调度指令,仿真生成底层装置的生产信息,提供给MES各应用系统(包括物料平衡、能耗物耗管理等)。目前,基于MES层的仿真已得到了广泛的应用,主要解决两类问题:(1)为MES应用软件提供测试和培训平台；(2)为生产调度优化提供仿真分析数据，即/what-if0分析。通过调度仿真,可以分析和预测在特定调度指令下,工厂生产的物流、能耗和设备状态,并为进一步生成可行的优化的调度指令提供必要的数据。如著名的商业调度软件AspenTech公司的AspenOrion、Hyprotech与KBC公司的HYSIS.Rfinery[都集成了调度仿真、线性规划和专家系统等技术。3企业资源计划层中的仿真---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---仿真技术在ERP层中主要用于模拟ERP应用软件在生产制造企业的运行情况,与此同时，它也是供应链管理的重要辅助工具,帮助企业决策者做出正确的供应链决策。ERP的业务涉及产、供、销三个环节,因此,该层的仿真模型不仅包括MES层仿真中的生产流程模型,还应具有原料供应、原料存储、产品存储、产品配送和产品销售等过程的模型。ERP层上的仿真技术主要用于解决三类问题:(1)生产计划优化决策的分析计划优化是ERP层一项重要的业务,目前使用最为流行的商业计划优化软件有AspenTech公司的PIMS、Honeywell公司的RPMS和Haverly公司的GRTMPS,这些软件都以线性规划为优化算法,来获取最优计划决策。除了获取优化决策之外,有些计划优化软件还有一定的仿真功能,通过仿真得到的生产数据,使用“what-if”分析方法来分析和预测...