同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)建模導(dǎo)則

《同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)建模導(dǎo)則》是2022年5月1日實施的一項中國國家標(biāo)準(zhǔn)。

國家標(biāo)準(zhǔn)《同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)建模導(dǎo)則》由TC446（全國電網(wǎng)運(yùn)行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會）歸口上報及執(zhí)行，主管部門為中國電力企業(yè)聯(lián)合會。

主要起草單位 國家電網(wǎng)公司國家電力調(diào)度控制中心 、中國電力科學(xué)研究院有限公司 、中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心 、國家電網(wǎng)公司西南分部 、國網(wǎng)浙江省電力有限公司 、國網(wǎng)冀北電力有限公司 、浙江浙能技術(shù)研究院有限公司 、廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 。

主要起草人 郭強(qiáng) 、霍承祥 、于釗 、武朝強(qiáng) 、張劍云 、吳劍超 、何飛 、朱艷卿 、陳國平 、冷喜武 、劉明松 、李照庭 、曹路 、史揚(yáng) 、陳新琪 、張俊峰 、湯凡 、吳跨宇 、劉洪濤 、蘇為民 、張彥凱 、熊鴻韜 、焦春雷 、余銳 、劉佳鈺 、李志強(qiáng) 、高磊 、濮鈞 、王斌 、徐友平 、張慕婕 、徐珂 、魏平 、邵沖 、孫華東 、安寧 、李新 、劉育明 、李登峰 、王宇強(qiáng) 、鎖軍 、李樹芃 、李誠帥 、謝歡 、翁洪杰 、穆興華 、徐明宇 、何曉偉 、孫璐 、李文鋒 、陶向宇 、宋新立 、劉濤 、張星 、王峰 、朱藝穎 、王薇薇 、于大海 、肖靜 、陶向紅 、王虹富 、常松 、葉小暉 、董毅峰 。

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制造系統(tǒng)建模是一個復(fù)雜過程，還沒有形成一個標(biāo)準(zhǔn)化的建模過程以供建模人員使用。但是，以下建模原則對制造系統(tǒng)建模有重要參考意義。

1)定義模型的目的：建模為了什么。

2)定義模型的范圍：說明模型覆蓋的領(lǐng)域和范圍。

3)定義模型的視角：模型描述了現(xiàn)實世界哪些方面的特性，哪些特性被忽略掉。

4)定義模型的細(xì)致程度：模型的精度和顆粒度。

5)模塊化：類似于軟件工程中采用的模塊化編程方法，制造系統(tǒng)建模也需要采用模塊化的建模方法，方便模型的維護(hù)。

6)通用性：制造系統(tǒng)建模需要提高建模的通用化程度，通過定義通用構(gòu)件、部分通用模型等方法，將模型中通用的共性問題統(tǒng)一進(jìn)行表示，這也是處理制造系統(tǒng)建模復(fù)雜問題的一種方法。

7)重用性：在模塊化與同性原則的基礎(chǔ)上，還要強(qiáng)調(diào)重用的概念和方法。尤其在新建一個制造系統(tǒng)模型時，應(yīng)該盡可能重用已經(jīng)成熟的模型構(gòu)件和部分通用模型，這樣一方面可以顯著縮短建模周期，另一方面可以大大提高建模質(zhì)量。

8)一致性這個原則是制造系統(tǒng)建模中最重要的，同時也是最難以滿足的，因為它需要制造系統(tǒng)建模的不同組件在語義、語法上保持一致。

9)模型可視化：為了能夠迅速在不同人員之間交流模型信息，建模方法應(yīng)該提供清晰明了的圖形建模機(jī)制。

10)管理復(fù)雜性：任何建模語言都應(yīng)該能夠描述無論多么復(fù)雜的系統(tǒng)。

11)方便性與充分性折中：任何建模語言的重要特性是有足夠豐富的語義能夠表示復(fù)雜的制造系統(tǒng)。但過于復(fù)雜的語言要花相當(dāng)多的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)和正確掌握。因此，在建模語言的充分性和方便性上需要折中考慮。

12)精確表示：模型必須無歧義、無冗余，并且能夠作為證實系統(tǒng)特性、分析系統(tǒng)性能、仿真系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)。

13)數(shù)據(jù)和事件分離：良好的建模語言應(yīng)該能夠?qū)⒒顒邮褂玫臄?shù)據(jù)和觸發(fā)活動的事件分離?；顒硬粦?yīng)該由數(shù)據(jù)觸發(fā)，而應(yīng)該由事件觸發(fā)。

真正意義上的制造系統(tǒng)建模始于19世紀(jì)70年代。柔性制造系統(tǒng)(FMS)在這期間開始發(fā)展起來。對于中小批量生產(chǎn)而言，F(xiàn)MS具有其它加工系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點。但另一方面它的復(fù)雜程度也大為增加。因此關(guān)于FMS的計劃、調(diào)度、控制等問題引起了研究者們的極大興趣?，F(xiàn)在很多方法如排隊論、數(shù)學(xué)規(guī)劃、Petri網(wǎng)理論、擾動分析法(Perturbation Analysis)、計算機(jī)模擬等都是隨著FMS的發(fā)展而逐漸應(yīng)用于制造系統(tǒng)建模的。

排隊論于50年代漸漸發(fā)展起來。60年代開始零星地用于描述制造系統(tǒng)的某些問題，如著名的Little定律。在70年代和80年代以排隊論方法分析FMS頗為盛行。

從70年代末起，數(shù)學(xué)規(guī)劃開始用于制造系統(tǒng)建模，人們用整數(shù)規(guī)劃解決FMS中的任務(wù)分派問題，用動態(tài)規(guī)戈Ⅱ解決FMS運(yùn)行中的問題，尤其是在某機(jī)器出現(xiàn)故障時FMS的運(yùn)行問題。

同樣從70年代末開始，以Y.C.HO為首的研究者們創(chuàng)立擾動分析法，對DEDS(離散事件動態(tài)系統(tǒng))進(jìn)行分析。機(jī)械制造系統(tǒng)都可視為DEDS。

Petri網(wǎng)理論是Petri在60年代初提出來的。它適合于分析非同步并發(fā)系統(tǒng)(Asynchronous Concurrent System)。70年代它開始被用于計算機(jī)系統(tǒng)分析，其用于制造系統(tǒng)建模始于80年代初期，也主要是針對FMS。

制造系統(tǒng)的計算機(jī)模擬也是伴隨著FMS而發(fā)展起來的?，F(xiàn)在已有商品化的模擬系統(tǒng)可用于模擬制造系統(tǒng)的運(yùn)行。

80年代開始，人們試探建立計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。CIMS一般應(yīng)覆蓋制造活動的主要環(huán)節(jié)，如設(shè)計、工藝、生產(chǎn)計劃、加工、裝配、銷售等等。它不僅包含物流自動化，還涉及信息自動化問題，因此其復(fù)雜程度可想而知。要設(shè)計這種復(fù)雜的大系統(tǒng)沒有科學(xué)的方法指導(dǎo)是不可思議的i正是由于這種需求，一些新的方法應(yīng)運(yùn)而生，如OSA(Open System Architecture)等這些模型都是用圖形從某個側(cè)面去描述制造系統(tǒng)。在系統(tǒng)的總體設(shè)計階段，也稱概念設(shè)計(Conceptual Design)，初步設(shè)計(Preliminary Design)階段，這些模型是非常有用的。

前面所提及的這些模型中，模擬模型在實際中應(yīng)用最多，功能模型、信息模型也已用于實際CIMS的建立。其它的模型真正用于指導(dǎo)生產(chǎn)實際的并不多?？偟膩碚f制造系統(tǒng)建模還是一個正在發(fā)展中的遠(yuǎn)未成熟的領(lǐng)域。制造系統(tǒng)模型或建模方法的不斷完善，需要眾多的理論研究者和實踐者的共同努力去完成。

制造系統(tǒng)建模是一項復(fù)雜工作，完成后對模型要進(jìn)行全面評價，因此必須定義一組可操作的能夠反映模型優(yōu)劣程度的評價準(zhǔn)則。一般評價準(zhǔn)則包含以下內(nèi)容。

1)一致性：這是制造系統(tǒng)建模的最重要準(zhǔn)則。一致性有兩層含義：一層是不同視圖之間的一致性，另一層是遞階建模中上下層模塊間的一致性。

2)完全性：完全性可以保證所建立的制造系統(tǒng)模型確實可以作為制造系統(tǒng)實施、改造的基礎(chǔ)。完全性是指建立的模型包括所有用來解決問題所需要的信息。通常采用向待解決問題領(lǐng)域的專家提問，來進(jìn)行完全性檢驗。

3)可伸縮性：已建立的模型，可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展或剪裁以適應(yīng)具體問題的需要。

4)范圍和廣度：表示建立的模型所覆蓋的范圍。

5)粒度和深度：粒度和深度是與模型的范圍和廣度正交的特性，它們反映了模型分解的細(xì)致程度。

6)精度：精度是對模型里深度的補(bǔ)充，它在數(shù)量上給出了每個模型的元素的細(xì)致程度，如描述活動持續(xù)時間的屬性是精確到分鐘還是精確到小時。

7)通用性：通用性反映了模型的適應(yīng)能力，通常人們希望建立的模型適用于不同的應(yīng)用需求，而不僅僅是滿足某一特定的需求。

8)應(yīng)用效能：應(yīng)用效能用來定義模型在支持問題解決的方便性方面的效率如何。

9)易懂性：理想的制造系統(tǒng)模型應(yīng)該非常容易被廣大工程技術(shù)人員所理解，而不是只有建模專業(yè)人員才能理解。

10)可轉(zhuǎn)換性：可轉(zhuǎn)換性表示制造系統(tǒng)模型從一個應(yīng)用場景向另一個應(yīng)用場景轉(zhuǎn)換的方便程度，其中還包括模型表示方式上的改變的便利性。