車間計劃調度系統(tǒng)的建模與優(yōu)化仿真分析.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)作為一類復雜的人造系統(tǒng)，具有復雜性、遞階結構、不確定性、多目標、多約束、多資源相互協(xié)調等特點。制造系統(tǒng)的分析，是基于系統(tǒng)的已知配置和決策，在一定的假設條件下，對系統(tǒng)的各種性能進行評估；而制造系統(tǒng)的控制，則是根據(jù)一定的目標和約束來確定系統(tǒng)的配置和決策。研究控制策略的目的是提高系統(tǒng)的性能，而分析的目的則是更好地優(yōu)化和控制系統(tǒng)。 車間計劃調度系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，多變的市場需求，技術的更新以及變化的業(yè)務規(guī)則要求該系統(tǒng)具

2、有靈活性。傳統(tǒng)的生產計劃與調度模式是一種遞階結構分析方法，計劃與生產部門之間缺乏協(xié)調，造成部門間信息不通暢等問題。優(yōu)良的調度策略對于提高生產系統(tǒng)的最優(yōu)性、提高經濟效益有著極大的作用。車間模型是車間信息集成，資源整合以及決策分析的基礎，業(yè)務過程模型、組織模型以及信息系統(tǒng)模型構成了車間模型的主要框架，而對此框架的研究是車間計劃調度系統(tǒng)仿真和優(yōu)化的基礎。 本文以IDEF&UML結合的方法建立車間模型框架，利用Petri網(wǎng)對零件的多工藝

3、加工路徑進行分析；以混合遺傳算法為工具，對具有多工藝加工路徑的車間生產調度問題進行優(yōu)化與仿真；并在Flexsim軟件平臺上加以驗證和比較；針對雙目標和多目標生產車間調度問題，進行調度策略和方法的研究，并給出了最佳調度策略。本文的研究結果和內容可概括為以下的幾個主要方面： 通過分析IDEF、UML和Petri網(wǎng)建模方法的優(yōu)缺點，提出一種三者結合的建模方法，即用IDEF0建立系統(tǒng)功能模型，用IDEF1x方法建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用Petr

4、i網(wǎng)建立零件的加工路徑模型，用UML方法建立面向對象的軟件系統(tǒng)模型。 研究了單資源和雙資源生產車間調度優(yōu)化問題，應用了一種將遺傳算法和禁忌搜索算法相結合的調度算法，將加工計劃與生產調度同時考慮。提出了一種新的交叉、變異方法，避免了有效基因的缺失，提高了計算效率。通過仿真實驗證明了其正確性和優(yōu)越性。 在單資源和雙資源靜態(tài)調度問題的基礎上，對于受機床設備制約的雙目標靜、動態(tài)調度問題進行了重點研究；對于量綱不同的目標函數(shù)單位進

5、行了標準化處理，并分析了在兩個指標賦予不同權重時對最優(yōu)調度結果的影響；對于受機床設備和工人雙重制約的雙目標調度問題給出了綜合指標最優(yōu)的調度結果；對于雙資源多目標調度問題，采用建立判斷矩陣方法產生不同目標的權重，分析了在考慮生產周期、生產費用及機床負載情況下的最優(yōu)調度。 采用Delphi開發(fā)了實用性的生產車間調度軟件，進行了車間計劃與調度系統(tǒng)的組件分類與劃分。以XML為數(shù)據(jù)存儲方式，并以其作為對象兼數(shù)據(jù)交換的接口信息，使軟件有較好