12、虚拟环境中自主机器人行为验证方法

虚拟环境中自主机器人行为验证方法

1. 引言

如今，产品生命周期缩短，新模型和变体数量增加，这迫使现代生产系统具备足够的响应能力，以适应全球制造环境的变化。制造企业面临的一大挑战是需要更快、更安全的生产启动过程。为满足市场需求的变化，企业需启动更多的生产启动流程，这就要求制造商能够快速、安全地调整生产系统，而这可能会导致长时间的生产停工。

不同生产线组件在控制系统和通信渠道方面的复杂性和多样性，使得现场设置、测试和验证装配设备需要大量时间，进而增加了生产时间和成本。为避免每次新生产启动时制造成本的增加，现代制造系统引入了生产过程的数字模拟。信息技术系统近年来不断发展，推动了数字制造概念的发展。这些系统基于数字工厂/制造概念，联合使用生产数据管理系统和模拟技术，在生产开始前优化制造过程，并支持生产启动阶段。

虚拟调试（VC）将虚拟模拟更进一步，通过考虑资源的机电行为，增加了更多的验证能力。调试是指根据先前的规格对设备或工厂进行测试以验证其功能的过程。调试通常是工程过程的最后一步，可能占自动化系统项目总交付时间的 15 - 20%。不幸的是，调试中近三分之二的时间用于修复软件错误，因为控制软件通常在所有硬件采购和组装完成后才进行适当的集成测试。

虚拟调试提供了一种解决方案，将大量调试任务提前到项目的早期阶段，避开关键路径。在虚拟调试中，创建系统的模拟模型来替代真实工厂，然后将虚拟工厂连接到真实控制系统，这样模拟可以与采购和组装同时进行，以验证设计并测试控制系统。这有助于更快地发现可能的错误，从而减少调试时间、提前生产开始时间并减少停工时间。虚拟调试还可以帮助生产设计师进行决策，并促进生产线在资源、工具和任务方面的设置。

多年来，已经提出了各种虚