FMS物流系统建模、仿真及实时调度优化

发布时间：2020-07-02 16:30

【摘要】： 现代生产系统向着柔性化、高效化的方向发展,即柔性制造系统(FMS)。FMS的生产物流系统的效率是整个FMS效率提高的关键环节,所以对FMS物流系统的流程控制进行分析,调度过程进行优化是FMS系统研究及应用的前提。本文研究以提高系统的效率为目标,从系统建模到调度优化,并由仿真程序对模型和调度结果进行验证。首先采用面向对象的着色Petri Net对FMS物流系统进行建模,在建模中把FMS基本设备划分为五大类：工件类、刀具类、机床类、AGV运输类、仓库类。并融入系统数据的实时加载：以工件类为主体对象,读取加工工艺文件形成系统运行的任务数据来源。通过类间接口与数据通信实现各类的集成,用“映射”思想为一个实际的生产系统建立起网络模型,形成一个有效的FMS模型。然后在模型的基础上,采用面向对象的软件VC++设计FMS的仿真程序。程序设计是以模型的分类划分、流程控制等思想为依据,也采用“映射”的方法建立程序的数据结构及类文件,由上层的接口及通信文件实现程序的集成,并用模块化的设计方法在基本程序外融入数据库模块、显示模块等,最终形成一个有机的系统仿真。在FMS物流系统的实时调度优化方面,分别从不同的环节进行优化：基于规则的机床待加工队列静态优化,本文是以不同工序号加工任务最小工序优先、同工序任务最小加工时间优先的原则对机床队列进行的排序优化；基于粒子群算法的AGV待运输队列动态优化,针对粒子群算法的思想在本课题的应用,本文使用三维编码、提出先解码再查表进行计算目标函数以及浮动的目标函数的思想,对基本算法进行了改进与扩展,完成对AGV的运输任务实时优化。最后将调度优化思想融入到模型中,并开发出相应的仿真程序及调度模块,通过实时运行的假定加工任务数据,验证了实时调度优化后系统的任务完成时间有明显缩短,提高了系统效率。由于整个系统的模型设计和仿真程序设计采用面向对象的思想及模块化的设计思路,模型和程序的可移植性、可扩展性都极强,且调度算法部分可替换性强,为以后的进一步开发与设计提供了良好的平台。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH165
【图文】：

数据库

Fig4礴 Proeessfilesehemeofmanufacturingtask(2)数据库ACCESS表:根据工艺文本文件的格式，读取出数据信息后存放于ACCESS表，以便于系统运行时随时加载运行数据，如图4一5所示。根据加工设备的多少建立每个机床和AGV的工作数据库表。图4一5中有MachA一MachD四台机床加工设备，AGVI一AGVZ两台运输设备，其中还有系统运行中的一些状态数据记录列表，为以后系统监控和查询、显示所用。写入数据信息时，按照工艺文本文件的加工设备号写入ACCESS表的加工设备表Mac九午一MachD中，其结构形式如表4一1所示。工艺文件的文件名就是表中的第一列工件编号的信息，读取的工序号、加工时间、刀具编号分别写入数据库表相对应的一列中。对对象象象臀使用设计器创建表当。ac城城臀臀臀臀臀臀臀臀臀使用向导创建表勺。ac址械t。。。}}}鬓薰翼瓢瓢瓢臀通过输入数据创建表当。a姻姻兰兰兰兰兰兰兰兰兰场卜01双川石tat。骂朋ae袖R.石 tateee圈圈查询询询翔人‘v-oZE也‘tat。骂r，tse。。目目窗体体体翔相翻瓜.订 ioeee幽幽报表表表兰CutToo1S。?

文本文件,格式,加工任务,工艺文件

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