虚拟柔性制造仿真系统的研究与开发

论文摘要

柔性制造系统（FMS）是当今在制造领域中迅速发展的高新技术之一。采用此高新技术,企业可以加速产品的生产过程,降低生产成本,提高产品质量,增加生产柔性,提高对市场的应变能力,获得更好的经济效益。为促进我国FMS的发展,为用户提供一个FMS学习及研究模型,本文对虚拟柔性制造仿真系统开展了研究工作。以柔性制造系统的基本组成和工作原理为依据,利用计算机仿真技术研究并开发了一套具有典型结构和布局的虚拟柔性制造仿真系统。本文所做研究工作如下:1.对虚拟柔性制造仿真系统模型的构建方法进行了研究,对FMS离散事件系统模型进行了描述,并基于离散事件系统对FMS仿真策略和仿真研究步骤进行了分析。2.讨论了面向对象的FMS仿真建模,阐明了面向对象仿真程序的实现方法及FMS仿真建模的实现步骤,并建立一个面向对象的FMS仿真建模框架。3.对FMS的生产调度模型、生产调度规则和基于规则的调度系统进行了讨论,并对基于神经网络的调度方法进行了理论分析,详细阐述了神经网络求解调度问题的算法,以及神经网络在FMS调度中的应用。4.研究了系统设备三维模型的SolidWorks建模和存储方法,以及OpenGL三维动画仿真的实现方法。以上述研究为基础,应用Visual C++开发虚拟柔性制造仿真系统软件,该系统能够根据用户需要的加工要求和调度规则以仿真的形式运行,演示FMS加工流程,使用户能够直观深入的了解柔性制造系统的工作原理和运行过程。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出的背景
• 1.1.1 柔性制造系统在先进制造技术中的地位
• 1.1.2 柔性制造系统的国内外发展现状
• 1.1.3 柔性制造系统的计算机仿真研究现状
• 1.2 研究的意义
• 1.3 研究的目标
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 虚拟柔性制造仿真系统的开发方案设计
• 2.1 系统开发的理论依据
• 2.1.1 柔性制造系统的基本组成
• 2.1.2 柔性制造系统的工作原理
• 2.1.3 柔性制造系统的特点
• 2.1.4 柔性制造系统的适用范围
• 2.1.5 柔性制造系统的布局
• 2.2 系统总体方案规划
• 2.2.1 系统组成和布局
• 2.2.2 系统仿真功能分析
• 2.2.3 系统的工作过程
• 2.2.4 系统开发流程
• 2.3 本章小结
• 第三章 虚拟柔性制造仿真系统模型的构建
• 3.1 基于离散事件系统的FMS仿真建模分析
• 3.1.1 离散事件系统仿真
• 3.1.2 离散事件系统的模型描述
• 3.1.3 离散事件系统的仿真策略
• 3.1.4 离散事件系统仿真研究的步骤
• 3.2 基于面向对象的FMS仿真建模分析
• 3.2.1 面向对象仿真的发展
• 3.2.2 面向对象仿真的优点
• 3.2.3 面向对象仿真程序的实现方法
• 3.2.4 面向对象的FMS仿真建模的实现步骤
• 3.2.5 以面向对象方法研究FMS的仿真
• 3.3 面向对象的FMS仿真建模框架
• 3.3.1 建模框架
• 3.3.2 控制框架
• 3.4 本章小结
• 第四章 调度决策模型的构建
• 4.1 柔性制造系统的调度问题
• 4.1.1 问题描述
• 4.1.2 FMS的生产调度模型
• 4.1.3 FMS的生产调度规则
• 4.1.4 基于规则的调度系统
• 4.2 基于神经网络的FMS调度处理
• 4.2.1 神经网络求解调度问题的优点
• 4.2.2 调度的约束条件和目标函数
• 4.2.3 线性神经网络对调度的描述和分析
• 4.2.4 神经网络在FMS调度中的应用
• 4.3 本章小结
• 第五章 三维动画仿真的实现方法
• 5.1 采用的三维动画编程工具.
• 5.2 三维模型的建立与存储.
• 5.2.1 OpenGL绘制几何模型
• 5.2.2 设备造型及存储格式转换
• 5.2.3 读取模型数据并构造模型显示列表
• 5.3 OpenGL动画的实现方法
• 5.3.1 双缓存技术
• 5.3.2 系统定时器
• 5.3.3 动画的形成
• 5.4 虚拟柔性制造仿真系统程序框架的建立
• 5.5 本章小结
• 第六章 虚拟柔性制造仿真系统的实现
• 6.1 虚拟柔性制造仿真系统的结构
• 6.2 仿真系统运行实例
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢