(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211142408.3 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 张杰　蒋昌建　罗陶　唐文斌　 余剑峰　李原　 (74)专利代理 机构 西安匠星互智知识产权代理 有限公司 612 91 专利代理师 王凯敏 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/12(2020.01) G06F 119/18(2020.01) (54)发明名称 基于离散事件仿真的飞机总装批架次完工 时间分析方法 (57)摘要 针对现有离散事件仿真工具在处理飞机装 配作业过程仿真时， 无法对具体架次的生产状态 和性能指标进行差异化仿真分析的问题， 本发明 提供一种基于离散事件仿真的飞机总装批架次 完工时间分析方法。 本发明基于传统的离散事件 仿真框架， 提出将飞机批架次信息作为仿真输入 给仿真在制品元素打上相应标签的方法， 并围绕 批架次标签提出仿真模型执行机制、 推进框架和 完工时间解算方法。 本发明能够为管控 人员提供 一种对总装线上各架次预计完工时间的可靠分 析结果， 从而支撑现场对各批架次的装配状态感 知。 权利要求书5页 说明书8页 附图5页 CN 115455565 A 2022.12.09 CN 115455565 A 1.基于离散事件仿真的飞机总装批架次完工时间分析方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤S1： 统计总装现场生产信息， 并构建批架次总装线 整线作业过程仿真模型： S101、 采集并统计总装线各站位内资源信息， 采用形式化符号构建装配站位作业过程 仿真模型中的资源和资源库相关元 素； S102、 采集并统计总装线各站位内物料信息， 采用形式化符号构建装配站位作业过程 仿真模型中物料和物料库相关元 素； S103、 采集并统计总装线各站位内、 各架次飞机的装配作 业信息， 结合作业状态信息和 作业的输入输出交互信息， 采用形式化符号来构建装配站位作业过程仿真模型中作业相关 元素； S104、 构建装配站位作业过程仿真模型： 以所述资源、 物料和装配作业相关元素为基础， 利用站位内包含的装配作业以及装配 作业之间的逻辑顺序约束关系、 物料供应与资源配置信息、 装配作业与物料库和资源库的 交互信息， 以及站位的状态变迁信息， 采用形式化符号构建装配站位作业过程仿真模型； S105、 构建总装线 整线作业过程仿真模型： 在所述各站位作业过程仿真模型的基础上， 将各站位按照逻辑顺序关系连接， 得到总 装线整线作业过程仿真模型； 上述步骤S101和S102可互换顺序； 步骤S2、 制定步骤S1所构建的总装线 整线作业过程仿真模型的执 行机制： S201、 制定总装线 整线作业仿真模型的批处 理执行机制： 在仿真过程中， 采用内、 外部循环嵌套的方式， 外部循环用于判断该批次飞机进入总 装 线的次数， 内部循环通过记录架次信息来判断该批次飞机每次进入总装线的执 行进度； S202、 制定总装线 整线仿真模型中作业仿真元 素的执行机制： 作业动态执 行按照下述条件一 ‑三依次进行 条件判断， 一是检查作业开展所需的物料是否齐套， 若是， 获取物料， 反之， 将作业状态更新为等 待物料状态； 二是检查作业开展需要的设备、 工具/装是否满足需求， 若是， 获取设备、 工具/装， 反 之， 将作业状态更新 为等待设备、 工具/装状态； 三是检查作业开展所需的人力资源是否满足需求， 若是， 获取人力资源， 反之， 将作业 状态更新 为等待人力资源状态； 若上述三种条件全部满足， 将作业元素的状态更新为 “正在执行 ”， 并向物料库、 资源库 抓取相应的物料和资源， 作业执行完成后， 将作业所占用的物料和资源释放， 同时更新作业 的状态为“已完成”并统计作业结束时间； S203、 总装线 整线仿真模型中随机变量的生成机制： 将作业实际工时、 设备故障、 人员请假、 物料短缺事件设定为随机事件， 其中， 将作业实 际工时设定为 服从正态分布， 将设备故障、 人员请假、 物料短缺设定为 服从指数分布； 步骤S3、 制定步骤S1所构建的总装线 整线作业过程仿真模型的推进框架： S301、 仿真数据输入： 所述仿真数据是仿真进程的总体参数， 包括仿真循环次数、 批次数据和仿真开始时间；权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115455565 A 2所述批次数据包括批次号、 架次信息和总数量； S302、 仿真进程初始化： 按照批次数据， 初始化产品在步骤S1所建立的总装线整线仿真模型中的输入顺序和数 量， 初始化所有物料、 资源的配置情况， 同时建立并初始化仿真时钟 和将来事 件表； S303、 仿真系统状态扫描： 仿真系统状态扫描包括扫描当前系统内所有物料配置数量、 各种资源的可用状态、 各 架次飞机所在位置、 各站位上 所有作业的执 行情况； S304、 事件转换： 根据步骤S3 03中扫描得到的结果对将来事 件表进行 更新； S305、 仿真推进： 结合当前所有作业的状态， 由决策规则从将来事件表中选择出下一项执行的作业， 并 将仿真时钟推进到该作业发生的时刻； 所述决策规则指作业优先顺序排序规则； S306、 事件处理： 接收在S305步骤中得到的下一项执行的作业信息， 首先分别给准备要执行的这项作业 所在站位的物料库和资源库发送物料和资源请求信号； 其次获得物料库和资源库的反馈信 号， 并决定是否开始该项作业并执行； 最后该项作业执行完成后， 释放资源并发送表征其所 占用资源已被释放的信号给资源库， 并将该项作业状态更改为 “已完成”； S307、 仿真系统状态更新： 一项作业完成后， 重新计算所有物料配置数量、 各种资源的可用状态、 各架次飞机所在 位置、 各站位上 所有作业的执 行情况， 由此 更新系统状态； S308、 仿真进度判断： 依据仿真循环次数和架次标签号判断仿真进度， 其中， 仿真循环次数用于判断仿真的 总进度， 架 次标签号用于判断一次仿真循环是否完成， 当架 次标签号最大 的飞机处于最后 一个站位上的所有装配作业已完成， 则标志着一次循环完成； S309、 仿真结束： 当仿真循环次数达 到最大， 且该次仿真循环的最后一个架次完 工时， 仿真结束； 步骤S4、 解 算架次完 工时间指标： S401、 以仿真开始时间为基准， 将各个架次的总装配工期转化为以天为单位的变量， 用 Di＝(di1,di2,…,dij)表示第i次仿真循环的仿真结果， 其中dij表示第i次循环第j架次在距 仿真开始时间的第dij天完成装配； S402、 将仿真总循环次数表示为n， 由此重新构造统计量dx＝(d1x,d2x,…,dnx)， dx为第x 架次飞机装配工期 天数的集合， 其中， dnx表示第x架次飞机在第n 次仿真循环中相对于仿真 开始时间的装配工期天数， 仿真结果d1x,d2x,…,dnx视为是服从正态分布的随机变量； S403、 采用区间估计法， 通过多次仿真循环运行， 得到每架 飞机的最有可 能完工日期在 置信度为1 ‑α 的置信区间， 其中α 表示显著性水平； S404、 在每次仿真循环运行后， 比较当前各架次完工时间解算的置信区间能否满足精 度要求， 若不满足， 则将总仿真循环次数加1， 返回步骤S3重新推进仿真进程， 进行仿真分 析， 以此迭代， 直至获得满足精度要求的架次完 工时间解 算结果。 2.根据权利要求1所述的基于离散事件仿真的飞机总装批架次完工时间分析方法， 其权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115455565 A 3