柔性制造系統(tǒng)調(diào)度理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111304040廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)柔性制造系統(tǒng)調(diào)度理論及其應(yīng)用研究丁梓健指導(dǎo)教師姓名、職稱：絲絲麴拯學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：蕉劍登堂皇王猩學(xué)生所屬學(xué)院：自動些堂醫(yī)論文答辯日期：2Q!魚生三旦摘要摘要柔性制造系統(tǒng)(FMS)作為一種面向多品種、中小批量的自動化制造系統(tǒng)，以其靈活高效的加工機(jī)制受到了業(yè)界的高度重視和深入研究。與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比，柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、前期投

2、入成本更高。為降低生產(chǎn)成本，保證柔性制造系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行，對其生產(chǎn)調(diào)度、實現(xiàn)形式以及生產(chǎn)監(jiān)控這三個關(guān)鍵技術(shù)的研究具有重要意義。本課題針對柔性制造系統(tǒng)調(diào)度中調(diào)度模型和調(diào)度算法兩個關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究。首先，對Petri網(wǎng)在柔性制造系統(tǒng)中的建模理論、方法及應(yīng)用做了一個較全面的探討，并以實例分析了Petri網(wǎng)在柔性制造系統(tǒng)的建模過程。其次，在研究遺傳算法與粒子群算法的基礎(chǔ)上，提出一種基于遺傳算法與粒子群優(yōu)化算法相結(jié)合的調(diào)度算法。在該算法

3、中，將粒子群算法中各粒子搜索到的歷史最優(yōu)可行解與遺傳算法共享，遺傳算子在這些可行解上搜索進(jìn)化，更新歷史最優(yōu)可行解，算法融合了遺傳算法和粒子群算法各自的優(yōu)點。接著以實例說明在Petri網(wǎng)模型基礎(chǔ)上結(jié)合該算法對柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度問題的求解過程，并針對經(jīng)典測試問題驗證了該算法可較好地解決作業(yè)車間調(diào)度問題。設(shè)計了一個基于CCLink現(xiàn)場總線的柔性制造單元平臺，它是柔性制造系統(tǒng)一種小型化、廉價化實現(xiàn)形式。主要由一個6自由度工業(yè)機(jī)器人、兩臺加工機(jī)

4、床和控制PLC組成。對整個硬件平臺、軟件設(shè)計流程進(jìn)行了應(yīng)用研究，設(shè)計了采用PLC作為核心控制單元的6自由度工業(yè)機(jī)器人的控制和CCLink通訊程序；采用觸摸屏人機(jī)晃面作為對生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)控。采用以太網(wǎng)技術(shù)搭建了柔性制造系統(tǒng)的監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了上位機(jī)與主站PLC間的通信。根據(jù)系統(tǒng)實際功能和安全需要，將相關(guān)的變量與主站PLC中數(shù)據(jù)變量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了上位機(jī)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集和現(xiàn)場各設(shè)備狀態(tài)的在線控制與監(jiān)測。最后通過對柔性制造單元和監(jiān)控系統(tǒng)的