基于HLA汽车总装线可视化仿真系统的研究

论文摘要

随着计算机仿真技术的发展，仿真技术越来越多的被应用到工业生产和国防科学研究中，但随着研究问题的复杂程度的增加，单个仿真系统已经无法满足要求，必须依赖多个仿真系统进行分布式仿真。仿真规模的增加使产生的数据数量也更加庞大。科研和工程技术人员分析这些数据将耗费大量的时间和精力，而且这些数据只是枯燥的数字或符号，很不直观。计算机科学与计算机图形学的发展，诞生了可视化技术，这一技术彻底的把科研人员从枯燥的数据中解脱出来，它可以再现真实的环境，客观、实时的呈现仿真过程，提供了直观、逼真的仿真分析手段。本文将分布交互式仿真的高层体系结构(HLA)和可视化技术结合起来，开发了基于高层体系结构的分布交互式汽车总装线可视化仿真系统，并对开发过程中涉及的关键技术进行了研究。本文分析了分布交互式仿真技术，讨论了汽车总装线参数的计算，设计了分布式汽车总装线仿真系统的体系结构和逻辑框架并确定了仿真系统的组成；基于高层体系结构的分布式仿真的实现机制，设计了该仿真系统的联邦概念模型和联邦对象模型，划分了联邦成员；分析了该仿真系统的对象，建立了仿真对象的三维实体几何模型，研究了三维实体几何模型的建模方法和过程；基于虚拟现实可视化技术，研究了虚拟场景的集成和驱动技术，实现了虚拟场景的实时生成和显示；在一定的想定条件下，设计了系统成员的框架结构，在相关关键技术进行了研究的基础上，实现了这一系统并进行了演示。本文设计的汽车总装线可视化仿真系统，实现了分布条件下汽车总装过程的仿真，为汽车总装线设计和分析提供了一个低成本、可扩充的仿真平台。将HLA和虚拟现实技术相结合，对有关仿真研究有一定的借鉴价值和意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 装配线系统
• 1.1.2 虚拟车间技术的提出
• 1.1.3 分布式仿真技术在虚拟制造领域中应用的意义
• 1.2 分布式仿真技术的发展
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 计算机仿真技术在生产线仿真中的应用
• 1.3.2 HLA技术在工业领域中的应用
• 1.4 主要研究内容及论文组织结构
• 第2章 基于 HLA汽车总装线可视化仿真系统设计
• 2.1 汽车总装生产线简介
• 2.1.1 车间工艺流程
• 2.1.2 总装生产线及工艺特点
• 2.2 分布交互式仿真系统总体设计
• 2.2.1 分布交互仿真设计
• 2.2.2系统的组成结构
• 2.3 实现系统的工作流程
• 2.4 联邦开发和运行过程
• 2.5 本章小结
• 第3章 汽车总装线参数计算和高层体系结构
• 3.1 汽车装配作业时间研究
• 3.1.1 作业时间段的划分
• 3.1.2 操作姿态判定系数TC
• 3.1.3 休息系数RC
• 3.1.4 总装配作业时间模式
• 3.2 汽车总装配线技术参数的计算
• 3.3 总装配线作业区宽度的确定
• 3.4 HLA的主要组成部分
• 3.4.1 规则（Rules）
• 3.4.2 接口规范说明（Interface Specification）
• 3.4.3 对象模型模板（OMT: Object Model Template）
• 3.5 本章小结
• 第4章 装配线可视化仿真的实现
• 4.1 软件开发平台
• 4.1.1 Vega系统简介
• 4.1.2 MultiGen Creator简介
• 4.2 三维虚拟场景实体模型的构建
• 4.2.1 静态实体模型的构建
• 4.2.2 动态实体模型的构建
• 4.2.3 场景模型的集成
• 4.3 可视化显示与驱动控制
• 4.3.1 可视化应用程序创建过程
• 4.3.2 Vega类库
• 4.3.3 三维模型的运动
• 4.3.4 Vega应用程序主框架
• 4.4 本章小结
• 第5章 分布式汽车总装线可视化仿真系统的实现
• 5.1 RTI 1.3—NG环境
• 5.1.1 RTI 1.3—NG的主要组成
• 5.1.2 RTI 1.3—NG的接口服务
• 5.2 FOM和SOM的开发
• 5.3 联邦成员的开发
• 5.3.1 联邦成员的开发过程
• 5.3.2 联邦成员中多线程技术应用
• 5.3.3 联邦成员的实现
• 5.4 仿真运行结果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢