论文题目: 柔性制造系统工件流和刀具流动态调度的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 舒海生
导师: 李庆芬
关键词: 柔性制造系统,系统建模,动态调度,工件流,刀具流,死锁
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 动态调度是FMS集成生产控制中的首要问题,也是FMS控制系统的核心部分,它对FMS的运行效率和应用效益影响很大。 FMS的动态调度主要包括工件流和刀具流两个方面的内容。近二十年来工件流调度的研究已经有了长足的发展,特别是近年来启发式调度方法的提出,充分利用了系统的柔性,较大地提高了FMS的生产率。但是传统的启发式调度研究大多着眼于正常的调度过程,对系统运行过程中的异常情况如阻塞和故障的调度则研究较少,事实上这些异常情况的存在往往会严重影响到系统的正常运行甚至使系统陷于瘫痪,因此必须进行阻塞调度和故障调度的研究。除此之外,更为重要的是传统的工件流启发式调度没有考虑系统刀具流的影响,而是假设任意时刻的刀具总是就绪的,这种假设在早期简单的FMS中是可接受的,而在现代FMS中,由于产品多样性要求的提高以及FMS中机床刀库容量的有限性,刀具流的作用和地位已经日益重要,这种任意时刻刀具的就绪假设是不能成立的。因此,在考虑了刀具流之后,如何实现工件流的启发式调度就是当前必须解决的重要课题。刀具流调度是指刀具流的自动化控制,它是FMS运行控制的重要组成部分,由于长期以来对刀具流研究的忽视,以及各工业化国家对该类技术的保守政策,目前刀具流的调度理论还十分匮乏,实际运行中的刀具流自动化水平也较低,已经严重影响了FMS生产能力的进一步发挥。一些学者已经进行了这方面的研究工作,他们大多集中于刀具管理系统的结构和功能体系的研究,在刀具流动态调度方面主要是针对单工序情况下的死锁问题作了初步的分析。一方面,这些分析是在刀具流内部进行的,没有考虑工件流对刀具流的影响,因而具有片面性;另一方面,多工序连续加工是FMS生产中最为常见的加工情况,如何实现这种情况下的刀具流动态调度,特别是如何实现刀具流死锁检测和回避功能,以往的研究工作都没有加以回答。进行刀具流的研究,实现基于死锁避免的刀具流动态调度,并在此基础上建立工件流和刀具流的整体调度系统
论文目录:
第1章 绪论
1．1 柔性制造系统概述
1．1．1 FMS的一般定义
1．1．2 FMS的发展概况
1．2 柔性制造系统中的调度
1．2．1 FMS中的机床配置
1．2．2 FMS调度综述
1．3 柔性制造系统仿真与建模
1．3．1 计算机仿真在FMS研究中的作用
1．3．2 FMS建模
1．4 本论文的工作
第2章 系统方案设计
2．1 FMS决策系统递阶结构
2．2 FMS的系统布局
2．3 FMS的性能指标
2．4 系统软件设计
2．5 本章小结
第3章 仿真模型的建立
3．1 Petri网模型
3．1．1 Petri网基础
3．1．2 Petri网系统
3．2 机械制造系统的面向对象的Petri网模型
3．2．1 面向对象的概念
3．2．2 机械制造系统的面向对象建模
3．2．3 本文建立的FMS的OOP-Petri网模型
3．2．4 FMS仿真模型分析
3．2．5 FMS的对象化处理
3．3 本章小结
第4章 工件流调度
4．1 FMS工件流动态调度的内容
4．2 FMS工件流调度运行假设
4．3 虚拟工序与虚拟工序队列
4．4 基于虚拟工序队列的动态调度算法
4．5 基于虚拟工序队列的动态调度算法中的几个关键问题
4．5．1 系统决策点的确定
4．5．2 t、t1、t2值的轮置
4．5．3 调度规则的选取
4．5．4 阻塞调度
4．5．5 故障调度
4．6 本章小结
第5章 刀具流调度
5．1 刀具预准备方法与刀具流调度模型
5．1．1 刀具预准备方法
5．1．2 刀具提供问题的数学模型
5．1．3 刀具分派问题的数学模型
5．1．4 刀具流调度模型
5．2 刀具流死锁分析
5．2．1 刀具流运行假设
5．2．2 相关术语及其定义
5．2．3 刀具流死锁的定义与机理
5．2．4 刀具流死锁性质分析
5．2．5 死锁检测算法
5．2．6 刀具分派算法
5．3 本章小结
第6章 仿真算法
6．1 一般仿真算法原理
6．2 FMS仿真算法原理
6．3 FMS仿真算法的实现
6．4 本章小结
第7章 软件实现与运行仿真
7．1 软件实现
7．2 仿真运行与结果分析
7．2．1 工件流调度仿真
7．2．2 刀具流调度仿真
7．3 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
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