制造系统建模与仿真在工业工程中的应用 摘要：建模与仿真技术是21世纪信息技术和制造技术结合的桥梁，是使企业产生最大经济效益的核心技术，也是21世纪制造业的一项关键支撑技术。本文阐述了仿真技术在制造业的地位和作用，总结建模与仿真技术的特点，给出了制造业建模与仿真技术的方展方向。 关键词：制造系统建模仿真 仿真应用系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术 1制造业建模与仿真技术的地位 制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是国家综合国力的重要体现；21世纪的制造业仍然是国家经济和国防建设的命脉，也是国家经济实现快速增长的重要因素。制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。现代制造的基本特点是大制造和全过程。“大制造”应包括光机电产品的制造、工业流程制造、材料制备等，它是一种广义制造概念。“全过程”，不仅包括从毛坯到成品的加工制造过程，还包括产品的市场信息分析，产品决策，产品的设计、加工和制造过程，产品的销售和售后服务，报废产品的处理和回收，以至产品的全寿命过程的设计、制造和管理。由于国内外市场竞争的加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，先后出现了柔性制造，计算机集成制造、并行工程、虚拟制造、敏捷制造、网络化制造、现代集成制造、下一代制造、综合制造等新的先进制造理念和哲理。但是，从整体来看，制造业的发展离不开先进的信息与知识技术、全面的建模与仿真技术、精密的工艺与装备技术和高效的企业集成技术共四大关键技术。建模与仿真作为一种重要手段，通常可以渗透到先进制造当中去，并帮助先进制造实现集成，从而促进一些先进制造技术的发展。建模与仿真（M＆S）技术在改进产品和过程，缩短市场响应时间，以及降低产品实现的成本方面，具有其它技术 无法比拟的重要作用。 2制造业建模与仿真技术的作用 当今的制造系统是集现代机械制造、计算机科学和管理工程于一体的综合应用，由于它技术复杂、投资巨大，采用建造实体系统进行研究显然是不合理的。
第1章建模与仿真的基本概念 参照P8例子，列举一个你相对熟悉的简单实际系统为例，采用非形式描述出来。 第2章建模方法论 1、什么是数学建模形式化的表示？试列举一例说明形式化表示与非形式化表示的区别。 模型的非形式描述是说明实际系统的本质，但不是详尽描述。是对模型进行深入研究的基础。主要由模型的实体、包括参变量的描述变量、实体间的相互关系及有必要阐述的假设组成。模型的非形式描述主要说明实体、描述变量、实体间的相互关系及假设等。 例子：环形罗宾服务模型的非形式描述： 实体 CPU，USR1，…，USR5 描述变量 CPU:Who,Now(现在是谁)----范围{1,2,…,5}; Who.Now=i表示USRi由CPU服务。 USR：Completion.State（完成情况）----范围[0，1]；它表示USR完成整个程序任务的比例。参变量 X-----范围[0，1]；它表示USRi每次完成程序的比率。 i 实体相互关系 （1）CPU 以固定速度依次为用户服务，即Who.Now为1，2，3，4，5，1，2…..循环运行。 X工作。假设：CPU对USR的服务时间固定，不（2）当Who.Now=I,CPU完成USRi余下的 i X决定。 依赖于USR的程序；USRi的进程是由各自的参变量 i 2、何谓“黑盒”“白盒”“灰盒”系统？ “黑盒”系统是指系统内部结构和特性不清楚的系统。对于“黑盒”系统，如果允许直接进行实验测量并通过实验对假设模型加以验证和修正。对属于黑盒但又不允许直接实验观测的系统，则采用数据收集和统计归纳的方法来假设模型。 对于内部结构和特性清楚的系统，即白盒系统，可以利用已知的一些基本定律，经过分析和演绎导出系统模型。 3、模型有效性和模型可信性相同吗？有何不同？ 模型的有效性可用实际系统数据和模型产生的数据之间的符合程度来度量。它分三个不同级别的模型有效：复制有效、预测有效和结构有效。不同级别的模型有效，存在不同的行为水平、状态结构水平和分解结构水平的系统描述。 模型的可信度指模型的真实程度。一个模型的可信度可分为： 在行为水平上的可信性，即模型是否重现真实系统的行为。 在状态结构水平上可信性，即模型能否与真实系统在状态上互相对应，通过这样的模型可以对未来的行为进行唯一的预测。 在分解结构水平上的可信性，即模型能否表示出真实系统内部的工作情况，而且是惟一表示出来。 不论对于哪一个可信性水平，可信性的考虑贯穿在整个建模阶段及以后各阶段，必须考虑以下几个方面： 1在演绎中的可信性。2在归纳中的可信性。3在目的方面的可信性。 4、基于计算机建模方法论与一般建模方法论有何不同？（P32） 经典的建模与仿真的主要研究思路，首先界定研究对象-实际系统的边界和建模目标，利用已有的数学建模工具和成果，建立相应的数学模型，并用计算装置进行仿真。这种经典的建
浅谈沉积型铝土矿床 张焕杰 （中国铝业山东分公司阳泉矿，山西阳泉045000） 摘要：铝土矿是生产氧化铝的主要原料，也是耐火材料煅烧的主要原料，目前铝土矿资源紧缺，存在质低价高的供需矛盾。本文介绍了铝土矿资源现状和铝土 矿的特征、分类和一般工业要求，提出了提高资源利用率的办法，建议中国铝业 股份有限公司阳泉山头南矿区开采中加强贫化损失管理，按质级分级挑选和堆 放，质优价高，实现资源综合利用，获取经济效益最大化。 关键词：沉积型铝土矿床 Preliminary investigation into sedimentary bauxite deposite ZHANG Huan-jie (Yangquan Mine of Shandong branch ,China Aluminium Corp,Shanxi 045001,China) Abstact:Bauxite is main resource from alumina and refractory material, China bauxite resource is less in short supply and has the contradiction in lower quality and higher price at present . In this artical, Bauxite resource status and normal industry require of bauxite are introduced , classification and characteristic are also introduced, The way of increasing bauxite resource is proposed.The writer suggests increasing ore loss and dilution management in shantounan opencast mining, Yangquan Mine of Shandong branch ,China Aluminium Corp.It can achieve comprehensive utilization of resource through classification picking and piling ,then gets maximizing economic benefit. Key words:Bauxite resource , Bauxite deposite 1 概述 铝土矿是最重要的沉积矿产之一。当前技术经济条件下，能够提炼铝氧和金属铝的矿产称为铝土矿。耐火材料用高铝矾土原料又称铝土矿、矾土、铝矾土、矾石等。 目前，工业上最重要的炼铝矿石是以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主含氧化铁、氧化硅等的铝土矿石。我国提炼的矿石主要是以一水硬铝石为主的铝土矿。 可供开采的铝土矿大约有90%以上用炼制氧化铝，再由氧化铝生产金属铝，其余用于制造优质的耐火材料、化学制品、磨料（电刚玉）以及吸附剂、水泥和平炉炼钢中的熔剂等。 2 我国和世界的铝土矿资源 全世界已发现和探明了300多个大型铝土矿，主要集中分布在全世界20多个国家的114个铝土矿区内，在地理上，铝土矿的分布也是不均匀的，大型优质矿床集中在赤道两侧的一些国家中。储量大于10×108t的国家有澳大利亚、几
铝矶土的嘏烧 关键字: 铝矶土； 分解阶段;二次莫来石化阶段；重晶烧结阶段；铝矶土的烧结； 1.铝矶土的加热变化 中国铝矶土主要是D-K型，某些二级铝矶土含有勃姆石，个别的还含有一些白云母：有些三级铝矶土含有一定数量的地开石。 铝矶土的加热变化可分为三个阶段：分解阶段、二次莫来石化阶段和结晶烧结阶段。 (1) 分解阶段(400?1200。C) 400?1200。C温度范围为铝矶土的分解阶段。在该阶段，铝矶土中的水铝石和高岭石在400。C时开始脱水，至450?600。C反应激烈，700?800。C完成。水铝石脱水后形成刚玉假象，此种假象仍保持原来水铝石的外形，但边缘模糊不清，折射率较水铝石低，在高温下逐步转变为刚玉。高岭石脱水后形成偏高岭石，950。C以上 时偏高岭石转变为莫来石和非晶态SiO2,后者在高温下转变为方石 英。其反应式为： 表3-7耐火材料用铝土矿的技术条件
注：①拣选分级后的某一级铝矶土矿石中，其它级别矿石的混入量不超过总量10%;②矿石块度50?300mm，若允许有小于50mm者, 其数量不超过总量的10%;③矿石夹杂之杂质（如山皮、粘土等）不得超过1%,并不得混入明显的块状或片状石灰石 表3-8耐火材料用铝矶土精矿的技术条件 济-A12O3 - H2O（水铝石）—（400 ?600。 C）— a -Al2O3（刚玉假象）+H2O f A12O3 - 2SiO2 - 2H2O（高岭石）—（400?600。C）—A12O3 - 2SiO2（偏高岭石）+H2O f 3（A12O3 ?2SiO2）（偏高岭石）—（400?600。C）— 3A12O3 ?2SiO2（莫来石）+4SiO2（非晶态SiO2） （2）二次莫来石化阶段（1200?1400。C或1500。C）在1200。C以上，从水铝石脱水形成的刚玉与高岭石分解出来的游离SiO2继续发生反应形成莫来石，被成为二次莫来石：3A12O3+2SiO2 —（ > 1200。 C）— 3A12O3+2SiO2 （二次莫来石）在二次莫来石化时，发生约10%的体积膨胀。同时在1300?1400。C 以下时铝矶土中
知识点1 1. 在查阅资料的基础上，了解系统建模与仿真技术在经济建设、新品研发、企业运作以及 社会发展中的功能与作用，包括： ①系统建模与仿真技术在制造企业规划与运营中的应用，如企业选址、车间布局、生产线 平衡、瓶颈分析等。 ②系统建模与仿真技术在工程开发中的应用，如三峡大坝建设、机场选址、城市及区域规 划、大型体育设施建设等。 ③系统建模与仿真技术在工业产品研制中的应用，如长征火箭、神舟飞船、军用及民用飞 机研制、高铁列车开发、汽车产品研制等。 ④系统建模与仿真技术在社会服务系统中的作用，如商业服务企业选址、医院选址与布局、 商业设施的布局规划、游乐设施规划布局、公交线路布点及班次优化等。 ⑤系统建模与仿真技术在物流系统中的应用，如物流企业选址、配送中心选址与布局、物 流系统规划开发、物流设备研制等。 ⑥围绕具体产品（如汽车）或系统（如载人航天工程），分析系统建模与仿真技术的具体应 用。 2．什么是系统，它有哪些特点？结合具体的制造系统、物流系统或服务系统，分析系统的组成要素、功能和边界。 3. 什么是制造系统？它有哪些特点？常见的制造系统有哪些类型？ 4. 什么是机械制造系统，它具有哪些特点？简要分析机械制造系统的运行过程。 5. 以机械制造系统为例，分析此类系统运作的基本特点，系统与环境之间存在哪些交互作 用？ 6. 在查阅资料的基础上，以汽车整车制造企业为例，分析此类系统中物料流、能量流和信 息流涵盖的内容。 7. 以家用电气产品（如电视机、冰箱、手机等）制造系统为例，分析此类系统在设计及运 行过程可能存在的各类动态和随机性因素。 8．什么是连续系统和离散系统，它们存在哪些区别。结合具体案例，分析连续系统和离散系统分别具有哪些特点。 9．分析系统、模型与仿真三者之间的关系。对系统而言，建模与仿真技术具有哪些作用？10．对制造系统而言，哪些方法能够分析此类系统的性能，它们各具有什么特点？为什么计算机仿真技术的应用越来越普遍？ 11. 与实物试验相比，基于模型的试验具有哪些优点？ 12. 总体上，系统模型可以分为哪些类型？简要分析每类模型的特点，并给出具体案例。13．制造系统的建模与仿真具有哪些特点？ 14. 对制造系统而言，仿真研究的目标可以分为哪几种类型？ 15. 分别从“设计决策”和“运行决策”的角度出发，分析仿真技术可以为制造系统设计及运行 提供决策支持。 16. 仿真技术本身具有优化系统设计的功能吗？为什么？试解释之。 17. 在查阅资料的基础上，比较仿真技术与运筹学方法的异同之处。 18. 从建模和仿真研究的角度，机械制造系统建模和仿真时通常涉及哪些类型的建模元素？ 19. 以制造系统及物流系统为对象，在查阅资料的基础上，了解下列术语在系统性能评估中 的作用，分析仿真技术与它们之间的关系。 ⑴系统（system）
中北大学移动营业厅排队系统 建模与仿真设计说明书 1、系统描述： 中国移动营业厅是顾客购买中国移动通信产品和体验其服务的直接窗口,是一种大众化的直观营销模式。而中北大学在校师生使用最多的通信业务平台当属中国移动了，所以我研究了我校动感地带营业厅系统，其中有两名业务员提供服务，顾客按照“先到先服务”的排队规则接受服务。在营业厅服务系统中,排队是一个常见的现象,如何能够提高服务效率和服务质量，缩短师生排队等待时间，是我们仿真实验的目的。通过统计顾客到达时间、排队等待时间、接受服务时间，进行建模与仿真，研究动感地带营业厅的运行情况，并提出一些可行性方案。2、系统分析： 2.1 系统的实体分析 我校动感地带营业厅属于一种单队多服务台服务系统，由三种实体组成：业务员、顾客、排队队列。其中，业务员是永久实体，顾客是临时实体，排队队列是一种特殊实体。 2.2实体的状态及活动分析 业务员有“提供服务”和“休息”两种活动，分别对应“忙”、“闲”两种状态；顾客与业务员共同完成服务，有“接受服务”和“等待服务”两种状态；排队队列的状态以队列长度标识。三种实体的活动及状态之间有一定的逻辑关系。 2.3实体的状态变化分析 当顾客到达营业厅时，先抽取服务号码，如果业务员处于“忙”状态，则进入“等待服务”状态，否则，进入“接受服务”状态。 处于排队等待状态的顾客，如果业务员完成了对前一个顾客的业务服务，则进入“接受服务”状态；否则，继续保持“等待服务”状态。 业务员完成对顾客的业务服务后，如果排队队列处于“非零”状态，则立即开始下一个服务，进入“忙”状态，否则，进入“闲”状态。 2.4系统的事件分析 顾客：到达并抽取服务号码、结束排队、顾客服务完毕离去。
专题三 从矿物到基础材料 第一单元 从铝土矿到铝合金 一、从铝土矿中提取铝 （一）氧化铝（Al 2O 3） 氧化铝是一种高沸点（2980℃）、高熔点（2054℃）、高硬度的白色化合物，常用作耐火材料。刚玉的主要成分是α－氧化铝，硬度仅次于金刚石。 1.与碱的反应（与强碱NaOH ） Al 2O 3+2NaOH ＝2NaAlO 2+ H 2O 2.与强酸的反应（H 2SO 4） Al 2O 3+3H 2SO 4＝Al 2（SO 4）3+3H 2O 3.两性氧化物：既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。 知识拓展 1.偏铝酸钠（NaAlO 2）的性质 （1）往偏铝酸钠溶液中通入CO 2 NaAlO 2+CO 2+2H 2O=Al （OH ）3↓+NaHCO 3 产生白色絮状沉淀，通入过量的CO 2，沉淀不溶解。 （2）往偏铝酸钠溶液中加HCl NaAlO 2+ HCl+H 2O=Al （OH ）3↓+NaCl Al （OH ）3+3 HCl ＝AlCl 3+3H 2O 加入少量盐酸，生成白色絮状沉淀，继续加入盐酸至过量，白色沉淀溶解。 2.氯化铝（AlCl 3）的性质 （1）往氯化铝溶液中通入氨气 AlCl 3+3NH 3+3H 2O= Al （OH ）3↓+3NH 4Cl 产生白色絮状沉淀，通入过量的NH 3，沉淀不溶解。 （2）往氯化铝溶液中逐滴加氢氧化钠溶液 AlCl 3+ 3NaOH ＝Al （OH ）3↓+3NaCl Al （OH ）3+ NaOH ＝NaAlO 2+2 H 2O 加入少量NaOH 溶液，产生白色絮状沉淀，继续加入NaOH 溶液至过量，白色沉淀溶解。 （二）铝土矿中提取铝 制取金属铝的流程图如下： 流程图中所涉及到的化学反应： 1. Al 2O 3+2NaOH ＝2NaAlO 2+ H 2O 2. NaAlO 2+CO 2+2H 2O=Al （OH ）3↓+NaHC O 3 3.2 Al （OH ）3 Al 2O 3+3H 2O 4.2 Al 2O 3 4Al+3O 2↑ 电解 冰晶石
1. 以下关于神经元功能的表述中错误的是（A） A.时变特性 B.输出与输入之间有固定的时滞，取决于突触延搁 C.神经元有一定的阈值，并表现适应性 D.时间和空间加和 2.根据心肌缺血的严重程度和梗塞心肌的电气特性，可以将梗塞心肌分为三种类型，以下哪一个错误（B） A.坏死型心肌 B.病理型心肌 C.损伤型心肌 D.缺血型心肌 3.皮肤的散热可分为生理散热和物理散热，生理散热可分为血管运动和汗腺活动。 4.体温控制规律（即控制系统定律）的表达式为R—R0=—k(Ty—Ts). 5.已知呼出气体的容量Ve等于吸入气体的容量V1减去耗氧量Vo2加上二氧化碳的产生量Vco2;耗氧量等于吸入气体的氧容量减去呼出气体的氧容量（Fio2,Feo2分别表示吸入，呼出气体中的O2浓度的百分数）；CO2产出量等于呼出气体的CO2容量减去吸入气体的CO2容量（Fico2,Feco2分别为吸入，呼出气体中的CO2浓度的百分比，吸入气体中的CO2可忽略不计），求耗氧率？
解： Ve=V1--Vo2+Vco2 耗氧量 Vo2=Fio2 *V1--Feo2 *Ve CO2产出量 Vco2=Feco2 *Ve 联立以上三式，对时间求导，得 把V1代入耗氧量公式，求的耗氧率 1.以下不是系统概念特性的是（D） A.整体性 B.抽象性 C.模型性 D.具体性 2.人们将人体视为有三个不同层次的同心圆柱体，由里向外分别为体核，肌肉脂肪组织，皮肤，其中热容量最大的是（A） A.体核 B.肌肉脂肪组织 C.皮肤 3.写出体温控制规律（R-R0=-k（Ty-Ts）） 4生理系统建模中常用的工程方法（用频域法解线性微分方程）（系统辨识）（方式分析） 5.下图为电路的频域表示,其中各参数都采用了频域表示,求V0（t）
铝矾土 1. 性质：铝矾土（aluminous soil ；bauxite ）又称矾土或铝土矿，主要成分是，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状。白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。～4g/cm3，1～3，不透明，质脆。极难熔化。不溶于水，能溶于、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝，制。铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐铁矿、金红石、钛铁矿等矿物的混合矿，是现代电解法炼铝的原料。 2.主要成分： 矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂，是多种来源极不相同的含水氧化铝的总称。如一水软铝 石、和(Al2O3·3H2O)；有的是水铝石和(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成；有的以高岭石为主，且随着高岭石含量的增高，构成为一般的或高岭石质。铝土矿一般是或外生作用形成的，很少有纯，总是含有一些杂质矿物，或多或少含有、铁矿物、钛矿物及碎屑等等。 铝土矿的定义名称还不够统一，但基本上大同小异。在我国一般认为：“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上)，铝硅比值大于者(A/S≥，其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或”。在我国已探明的铝土矿储量中，一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。 3.产地分布： 世界：目前，已知赋存铝土矿的国家有49个，澳大利亚是世界上拥有铝矾土资源最多的国家。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有和中国,其他国家的铝
矾土含铁量高，多用于炼铝和研磨材料。近年的越南也有丰富的铝土矿资源，估计储量在 80 亿吨左右。 国内：中国铝土矿资源较为丰富，铝土矿资源总量预计可达50亿t，铝土矿保有在世界上居第七位，储量在世界上居第八位，与、、同属世界铝矾土资源大国。我国铝土矿分布高度集中，山西、贵州、河南和广西四个省(区)的储量合计占全国总储量的%(山西%、贵州%、河南%、广西%)。其他分布地区还有山东、、辽宁、、四川、重庆、、云南、海南等地。 类型：世界铝土矿的主要类型是三水铝石型。我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁，为一水硬铝石型，矿石中铝硅比在4～7之间[m(Al2O3)/ m(SiO2)]。福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。 4.用途： 铝土矿用于金属用途（85%）、非金属用途（10%）及非冶练铝矾土应用。
《生产物流系统建模与仿真》课程设计 2012-2013学年度第一学期 姓名孙会芳 学号 099094090 班级工093 指导老师暴伟霍颖
目录 一、课程任务书 (3) 1.题 目............................................................... (3) 2.课程设计内容 (3) 3.课程设计要求 (4) 4.进度安排 (4) 5.参考文献 (4) 二、课程设计正文 (5) 1、题目 (5) 2、仿真模型建立 (5) （1）实体元素定义 (5) （2）元素可视化的设置 (6) （3）元素细节设计 (8) (4 ) 模型运行和数据.................................................................. . (10) （5）模型代码 (12) （6）模型改进 (16) 3.实验感想 (17)
三、参考文献 (18) 《生产物流系统建模与仿真》课程设计任务书 1. 题目 离散型流水作业线系统仿真 2. 课程设计内容 系统描述与系统参数： （1）一个流水加工生产线，不考虑其流程间的空间运输。 （2）两种工件A，B分别以正态分布和均匀分布的时间间隔进入系统，A进入队列Q1, B进入队列Q2，等待检验。（学号最后位数对应的仿真参数设置按照下表进行） （3）操作工人labor1对A进行检验，每件检验用时2分钟，操作工人labor2对B进行检验，每件检验用时2分钟。 （4）不合格的工件废弃，离开系统；合格的工件送往后续加工工序，A的合格率为65%，B的合格率为95%。 （5）工件A送往机器M1加工，如需等待，则在Q3队列中等待；B送往机器M2加工，如需等待，则在Q4队列中等待。 （6）A在机器M1上的加工时间为正态分布（5，1）分钟；B在机器M2上的加工时间为正态分布（8，1）分钟。
认识铝土矿—中国篇 Ⅰ.铝土矿基本知识 铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。它的应用领域有金属和非金属两个方面。 铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。 铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。例如：化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面；活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂；用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用；玻璃组成中有3%～5%Al2O3可提高熔点、粘度、强度；研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料；耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。 金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属，1995年世界人均消费量达到3.29kg。由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能，因而广泛应用于国民经济各部门。目前，全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装部门，占铝总消费量的60%以上。铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。 一、矿物原料特点 铝是地壳中分布最广泛的元素之一，属亲石亲氧元素。铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在，极少发现铝的自然金属。 自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见的矿物约43种。实际上，由纯矿物组成的铝矿床是没有的，一般都是共生分布，并混有杂质。从经济和技术观点出发，并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。原苏联因缺乏铝土矿资源，利用霞石和明矾石提炼氧化铝。我国的硫磷铝锶矿可以综合回收氧化铝。 一水硬铝石又名水铝石，结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。斜方晶系，结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。水铝石溶于酸和碱，但在常温常压下溶解甚弱，需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。一水硬铝石形成于酸性介质，与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。其水化可变成三水铝石，脱水可变成α刚玉，可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。 一水软铝石又名勃姆石、软水铝石，结构式为AlO(OH)，分子式为Al2O3·H2O。斜方晶系，结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。一水软铝石可溶于酸和碱。该矿物形成于酸性介质，主要产在沉积铝土矿中，其特征是与菱铁矿共生。它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代，脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉，水化可变成三水铝石。 三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石，结构式Al(OH)，分子式为Al2O3·3H2O。单斜晶系，结晶完好者呈六角板状、棱镜状，常有呈细晶状集合体或双晶，矿石中三水铝石多呈不规则状集合体，均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物。三水铝石溶于酸和碱，其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解。该矿物形成于酸性介质，在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物，也是主要矿石矿物，与高岭石、针铁矿、赤
业务流程仿真功能说明 一、总述 业务流程仿真工具是由清华大学自动化系集成化企业制造实验室开发完成的，基于工作流理论的仿真系统。使用业务流程仿真系统可以针对实际物流、制造、生产等流程进行模型的构建及过程仿真，得到拟实仿真结果，通过分析资源利用率、活动排队、成本等数据，对实际排产、流程优化提供必要参考。 业务流程仿真工具与集成化企业建模工具直接集成，流程、资源、组织的建模和资源的配置工作在建模平台中完成，而业务流程仿真工具可以提供仿真场景配置、仿真运行展示以及仿真结果输出和展示的功能。以下各部分分别针对各部分功能进行简单介绍。 二、仿真配置功能 仿真配置是进行业务流程仿真的第一步骤，只有进行了正确的配置，业务流程仿真才能得到正确、有效、接近实际情况的结果。在仿真配置中，仿真者需要对业务流程、资源（组织）以及仿真场景等内容进行配置。以下分别对各部分的配置内容进行介绍。 1.业务流程建模及配置 1)过程视图 业务流程配置在集成化建模工具的建模窗口中完成，通过对实际的业务流程进行抽象，使用活动网络图的方式表现并建模。当前业务流程仿真工具中，可以提供开始节点、结束节点、活动节点、过程节点、与节点、或节点、异或节点、决策节点等。在建模窗口中可以完成相应的业务流程图过程视图建模。 在完成业务流程过程视图建模后，可以针对不同的节点配置对应的仿真数据。比如对于活动节点，要设置活动完成时间的长度，这个长度可以是正态分布、常数、指数分布等，同时，还要将活动引用的资源和人员添加进活动的资源列表和人员列表，包括使用的资源和人员的类型以及数量。 2)资源、人员数目设置 在资源、组织视图中，添加相应的资源，并为其设置资源名、资源类型、资源数目等，同时在组织视图中添加相应的人员，并为人员分配职位、角色等。这些资源作为仿真所使用的资源库，与实际的情况相对应。 2.仿真场景设置
知识点2 1. 结合具体制造系统或服务系统，分析离散事件动态系统的基本特征。 2. 什么叫“状态空间爆炸”？产生状态空间爆炸的原因是什么？它给系统性能分析带来哪些 挑战？ 3. 常用的离散事件系统建模方法有哪些，它们是如何分类的？ 4. 什么是马尔可夫特性？它在离散事件系统建模与分析中有什么作用？ 5. 根据功能不同，仿真模型（程序）可以分为哪三个层次？分析三个层次之间的关系。 6. 分析事件调度法、活动循环法、进程交互法和消息驱动法等仿真调度方法的特点，在分 析每种调度方法基本原理的基础上，阐述几种仿真调度方法之间的区别与联系，并绘制每种仿真调度方法的流程图。 7. 结合具体的离散事件系统，如银行、理发店、餐厅、超市、医院、作业车间等，采用事 件调度法、活动循环法或进程交互法分析建立此类系统的仿真模型，试分析仿真模型中的建模元素以及仿真调度流程。 8. 从系统描述、建模要点、仿真时钟推进机制等层面，比较事件调度法、活动循环法和进 程交互法的异同之处。 9. 什么叫仿真时钟，它在系统仿真中有什么作用？什么叫仿真时钟推进机制？常用的仿真 时钟推进机制有哪些？它们的主要特点是什么，分别适合于怎样的系统？ 10.结合具体的离散事件系统，分析若采用固定步长时间推进机制、下次事件时间推进机制 或混合时间推进机制时，分别具有哪些优点和缺点，以图形或文字等形式分析时钟推进流程。 11.什么叫仿真效率？什么叫仿真精度？分析影响仿真效率和仿真精度的因素？ 12.从仿真效率和仿真精度的角度，分析和比较三种仿真时钟推进机制的特点，并分析三种 仿真时钟推进机制分别适合于什么样的系统？ 13. 什么是蒲丰投针试验？绘制蒲丰投针试验原理图，通过推导蒲丰投针试验中针与任一直 线相交的概率，分析采用随机投针试验方法来确定圆周率π的原理。 14. 按照蒲丰投针试验的条件和要求，完成投针试验，在统计投针次数、针与直线的相交次 数的基础上，求解π的估计值，并以报表或图形等形式表达试验结果。具体要求如下： ①自行确定针的长度、直线之间的距离。 ②投针10次、20次、30次、40次、50次、…、100次、…、200次、…，分别计算针 与直线相交的概率、π的估计值。 ③以一随机变量描述上述试验结果，并通过编程或采用商品化软件，以图形、报表等形 式表示投针试验结果，分析其中的规律，并给出结论。 ④写出试验报告。 ⑤在熟悉投针试验原理的基础上，编制投针试验仿真程序，动态运行投针试验的过程。15．什么是蒙特卡洛仿真？它有什么特点，蒙特卡洛仿真应用的基本步骤是什么？ 16．采用C或C++等语言，分别编写产生均匀分布、正态分布、指数分布以及威布尔分布的伪随机数序列，通过改变每种分布中参数的数值，分析不同参数数值对随机数值的影响；通过对所产生的伪随机数分布区间的统计、分析和绘图，检验伪随机数的特性及其数值特征。 17. 对于制造系统而言，库存有哪些作用和功能？ 18. 在制造企业中，库存大致可以分成四种类型。简要论述四种库存的名称和功能。 19. 什么是安全库存、订货提前期？确定安全库存和订货提前期时分别需要考虑哪些因素？ 20. 什么叫“订货点法”？要确定订货点，需要哪些条件？订货点法适合于怎样的库存系统？
第九讲系统建模与仿真(2) 四、仿真 1. 仿真(模拟)(Simulation)概念 1）定义 利用模型复现实际系统中发生的本质过程, 并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统. 2）分类 物理仿真：即实物仿真, 如风洞 计算机仿真(数学仿真): 模拟数字混合 半实物仿真: 控制器(实物)+计算机上实现的控制对象 3）建模、仿真与计算机 建模与仿真的五个组成部分（实际系统、试验框架、基本模型、集总模型、计算机模型）
实际系统：行为描述（可观测变量、不可观测变量） 试验框架：假设或条件集合，同模型有效性之间相关 基本模型：在试验框架下，解释实际系统的行为 集总模型：基本模型的简化 计算机：复杂（仿真） 4）基本要素 ●对仿真问题的描述 ●行为产生器 ●模型行为及其处理 5）仿真的发展阶段 ●模型驱动的仿真 ●含实物的仿真 ●人在回路中的仿真 6）仿真的发展趋势 ●面向对象仿真 ●定性仿真 ●智能仿真 ●分布交互仿真 ●可视化仿真 ●多媒体仿真 ●虚拟现实仿真 ●Internet网上仿真
7）仿真的对象 ●系统过于复杂（如存在过多的随机因素），难以采用解析法求解 时，通过仿真可得到系统的动态特征。 ●系统实际运行费用过高或无法作实际运行时，借助仿真可以得到 系统的有关参数。 优化设计、安全性和经济性、预测、完善系统模型、重复实验 8）仿真的一般过程 9）仿真的分类
●物理仿真，模拟机仿真，数字仿真，数字机与模拟机混合仿 真，仿真器仿真 ●连续和离散系统仿真 ●静态和动态系统仿真 ●稳态和终态仿真 ●确定性和随机性仿真 10）仿真的输出类型 ●确定型和随机型 ●连续观测值和离散观测值 ●连续分布和离散分布观测值 ●一元和多元输出 ●稳态型仿真和终止型仿真输出 11）仿真的局限性 1) 往往只能得到特解，而得不到通解 2) 结果往往是间接的，而不是直接的 12）仿真的技术工具 连续系统仿真：DYNAMO, CSMP 离散事件系统仿真：GPSS, SIMSCRIPT, SIMULA, GPSS-F 混合仿真：GASP-IV
铝矾土的用途和成分有哪些 3分钟带你了解铝矾土 铝矾土又称矾土或铝土矿，是一种富含铝质矿物的化学或生物化学岩。主要矿物成分为一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石。主要由铝硅酸盐类矿物受强热化学风化，带出溶解的氧化铝，搬运到海湖盆地沉积而成。是一种莫氏硬度在1到3之间的矿石，通常是冶炼铝和生产耐火材料的常用原矿石，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。密度3.9～4g/cm3，不透明，质脆，极难熔化，不溶于水，能溶于硫。那么铝矾土的用途有哪些呢?铝矾土的主要成分有哪些呢?下面千家信耐材的小编就给大家介绍一下关于铝矾土的介绍吧! 铝矾土的用途有哪些 1、炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 2、精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 3、用于耐火制品。高铝钒土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好。 4、硅酸铝耐火纤维。具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000～2200℃的高温电弧炉中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 5、以镁砂和矾土熟料为原料，加入适当结合剂，用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 6、制造矾土水泥，研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。 铝矾土成分有哪些? 铝矾土一般指煅烧过后的铝矾土熟料，是制作一系列耐火制品的主要原材料;铝矾土的煅烧过程中也是一种去杂质的过程，煅烧后用作耐火原料的矾土主要看的指标一般有以下几点： 1、铝(关系到耐火度的高低)
ICS73.060.40 D41 DB45 广西壮族自治区地方标准 DB 45/T XXX—2014 胶泥铝土矿洗矿技术规范 Daub Bauxite Washing Technical Specification （征求意见稿） 2014-XX-XX发布2014-XX-XX实施
前言 本标准根据GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由广西铝产品标准化技术委员会提出。 本标准起草单位：广西华银铝业有限公司、百色市质量技术监督局、国家铝金属产品质检中心。本标准起草人：张观玉、黄三江、杨帆、王敬、韦锋、晋东、滕鉴森、钟方舟、韦振权、程青华本标准为首次发布。
胶泥铝土矿洗矿技术规范 1 范围 本标准规定了胶泥铝土矿洗矿技术的术语和定义、要求、测试项目和方法。 本标准适用于胶泥铝土矿的回收和利用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 MT/T 43 岩石含水率测定方法 ZD-302 管道压力试验通用技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 胶泥铝土矿daub bauxite 指岩溶堆积型铝土矿矿层中、下部胶结物粘性较强，铝土矿石与粘土胶结紧密，结块明显。具有以下几个特征：其一，矿泥的塑性指数大，平均塑性指数达到22.4～33.6（岩溶堆积型铝土矿一般塑性指数为12.6～29.1），液限高，矿泥由塑态变为液态的含水率范围宽，其抗变形能力大，保持原有形状能力强，在相同的洗矿条件下，胶泥矿石表面的粘土比塑性指数较小、液限相对较低的易洗矿石粘附的粘土更难分离；其二，矿石与粘土胶结紧密，结块明显，挖掘、装卸等外力作用都难使其结构体被破坏，经原有洗矿流程难以实现矿泥完全分离；其三，矿泥的微细颗粒的含量高，对样品粒级的分析得知：胶泥矿微细粒级含量较高，-38微米粒级占90%以上，-10微米占80％以上，-2微米占43.63-45.17％；而一般铝土矿矿样-10微米含量为28.57%，胶泥矿矿样与一般铝土矿矿样比较微细粒级含量多近3倍。由于矿泥中微细颗粒的布朗运动克服重力的作用，使其在大型高效浓密池中也很难沉降。 3.2 塑性指数 index of plasticity 土处在可塑状态的含水量变化范围。 3.3 自然晾干natural drying 指矿石放在通风处及太阳光下暴晒使其干燥。 3.4
一、物流系统建模与仿真软件简介 由于物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强。仿真是公司检验其物流系统及决策是否真的高效的唯一可用技术了。在设计一个新的工厂或系统，对已由系统添加新设备或重新优化，仿真都是非常必要的。同时仿真还用来提供直觉的和经验的决策支持。在当今市面上，仿真可用使用专用软件来实现。由于存在着如此多的仿真软件，如何正确的选择软件至关重要。下面列举出典型的系统仿真软件[3]。 软件名称简介 （1）20-sim 20-sim是由Twente大学控制实验室开发的运行于Windows系统下的建模与仿真软件。作为著名软件包TUTSIM的后续产品，它完全支持图形建模，让用户在直观和友善的方式对动态系统进行设计和分析，同MATLAB和Simulink可以方便的进行建模与仿真的交互。使用20-sim，我们可以仿真动态系统（例如电力、机械、水动力系统或它们的组合系统）的各种行为。 （2）arena该软件可以用来模拟服务、制造、运输、物流、供应链和其它系统。（3）Automod该软件提供了真实的三维虚拟现实动画，使得仿真模型非常用以理 解；提供了高级的特征让用户可以仿真复杂的活动，如机器人、设 备工具、生产线等的运动和转动。该软件还为用户提供了一套基于 专家系统的物料搬运系统，它是根据工业自动化的真实运行经验开 发的。这些包括输送链、自动存储和检索系统，桥式起重机等。（4）Awesim Awesim提供生产系统动态模型的仿真机。动画使用图形界面构建， 用户可以对交互式仿真进行特定的控制。 （5）Easy5由波音公司开发的用来模拟和仿真包含水力、风力、机械、热、电 子和数字等子系统的动态系统软件包。包括了一整套控制系统建 模、分析和设计功能。 （6）Idef该软件是一种流程图析软件，可以非常容易的适用流程图来绘制和 表述流程。它能够提供比传统流程图更多的信息。流程中包含的流 程、流程约束、人和其他资源能够被整合到一起。 （7）Intrax该软件能够提供许多被建模和仿真实际流程的管理决策。它能够被 用来执行战略（同战略视图，同步价值链视图相符合的现实），流 程改善（工序改善、生产力改善、节约循环时间），同步价值链（动 态视觉，同步约束）和日常运作（可对比的运作替代方案，短期变 化影响力的检验）等的模拟和仿真。 （8）Manufacturing Engineering 该软件提供离散仿真功能来解决制造问题和设计制造方案。它在广阔的应用领域中预测产出率，人工和其他的绩效。 （9）Matlab该软件是组合的数字计算、高级图形技术和可视化、高级编程语言 的集成计算机算环境。Simulink式用来对动态系统进行建模、仿真 和分析的交互式工具。它可以构建图形化的结构图，模拟动态系统， 评估系统绩效和精炼设计。 （10）Modsim该软件可以用来仿真像港口，铁路网和航空管制等的管理模型。还 可以用来仿真制造系统。 （11）Promodel该软件可以对制造系统、仓储系统和物流系统的评估、规划或重新 设计进行仿真。典型应用包括精益制造的实施，周期事件的降低， 设备投资决策，产出率和能力分析，识别和排除瓶颈，资源分配等。
实验设计（论文）报告 课题名称：单一生产线建模与仿真 学校： 系别： 班级： 姓名： 学号： 日期： 2011年 4 月 16 日
摘要：针对传统数值方法难以求解复杂排队系统模型的问题,采用新一代面向对象的Simio仿真软件进行建模和仿真分析。采用Simio 软件构建序列表和运输器的仿真模型,认识关于SOURCE,SERVER,SINK 等对象的更多建模知识，对基于部件类型的处理时间及单个发生器和多种处理类型进行设定，然后对模型进行统计分析,并对系统的方案进行思考和改进。分析结果表明,利用Simio软件可方便地对各领域的模型及其相关问题进行建模仿真,具有较大的应用潜力。 关键词：实体序列表；运输器；处理时间；发生器
目录 一.序言 1.1 Simio系统仿真背景 1.2 系统建模与仿真现状分析 1.3 本课题的研究意义 二.Simio系统仿真的模型 2.1 模型的选择 2.2 建立模型 2.2.1系统模型 2.2.2建立模型的步骤 三.仿真的运行与调整 3.1 仿真的运行 3.2 仿真的调整 3.2.1 能力选择调整 3.2.2 参数选择的调整 四.结论分析 五.建议
一、序言 1.1背景 Simio是由一个极富行业经验的团队所创造的。本软件的缔造者C. Dennis Pegden博士拥有30年以上的仿真经验，是公认的行业领军人物。当前在仿真软件市场份额上领先的SLAM和Arena就是在他的领导下研发的。团队的其他成员的背后同样也闪耀着一连串仿真行业突破性进展的光芒。正是这样一个团队，现在聚集到一起，集中他们的全部智慧以及总计超过100年的仿真经验为你创造出了下一代的仿真工具，也许是最好的仿真工具Simio。 作为仿真工具的革命性进展，Simio完全是从零开始开发的。它采用了继“面向事件”和“面向过程”之后的“面向对象”的建模方法，并支持这三种建模方法的无缝衔接。Simio还同时支持离散和连续系统建模，以及基于“智能主体”(Agent-Based)的大规模应用。这些不同的建模范式可以在同一个模型中自由地揉合。 1.2 Simio系统建模与仿真现状分析 当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛应用于工程领域和非工程领域。仿真可定义为：在全部时间内，通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。对复杂物流系统进行仿真，起目的是通过仿真了解物料运输、存储动态过程的各种统计、动态性能。但由于现代生产物流系统具有突出的离散性、随机性的特点，因此人们希望通过对生产物流系统的计算机辅助设计及仿真