基于仿真的FMS控制与生产调度
Simulation-based Control and Production Scheduling of FMS
【中文摘要】 柔性制造系统(FMS)是集计算机技术、数字控制技术、网络通信技术以及现代生产管理技术于一体的现代制造系统。自20世纪60年代以来,为满足产品不断地更新,适应多品种、中小批量生产自动化的需要,柔性制造系统得到了迅速的发展,已成为制造业发达国家主流的机械制造装备,它对快速响应市场需求、促进机械制造业的发展和进步都发挥了重要作用。本文针对FMS中的生产调度和控制系统展开研究。首先对车间调度中的典型调度问题Flow-Shop和Job-Shop进行了分析,并采用了启发式规则和遗传算法对其进行了调度求解;接着,通过对传统的FMS控制系统进行分析和借鉴,本文采用基于仿真的控制方法,并结合面向对象的理念,对FMS控制系统进行理论探讨,建立了一套基于仿真的FMS控制系统,其主要功能包含了FMS的生产调度、建模和仿真控制,并对其组成模块进行了功能分析;而后针对北京交通大学现代制造技术综合实验中心SL-FMS,结合仿真软件Flexsim和编程软件Visual C++.NET构建了基于仿真的SL-FMS控制系统,结合FMS调度研究,实现了对系统的仿真控制和生产调度;最后,总结了全文工作的主要内容,讨论了一些不足和今后应该进一步开展的工作
【英文摘要】 Flexible Manufacturing Systems (FMS) is a modern manufacturing system integrating computer technology, digital control technology, network communications technology, modern management techniques, of production. Since the 1960s, to meet the continual update of product and adapt to the need of many kinds, small and medium-sized automatic production, FMS has been developed rapidly and has become the main stream of the developed countries of machinery and equipment. Its rapid response can meet market demands and it also can play an important role in promoting mechanical manufacturing's development and progress.This paper mainly studies production scheduling and control system of FMS. Firstly, typical scheduling problems like Flow-Shop and Job-Shop in shop scheduling are analyzed, and the Heuristic rule and Genetic Algorithm are used to solve the scheduling problem. Then, through analyzing and learning from the traditional FMS control system, this paper introduces simulation-based control method and object-oriented concept. The FMS control system is discussed and established. The control system includes production scheduling, modeling and simulation-based control modules. Also the module functions are analysed. Finally, a simulation-based control system of SL-FMS in the Modern Manufacturing Technology Center of Beijing Jiaotong University is developed by means of simulation software Flexsim and Visual C++ .NET. The simulation-based control system of SL-FMS has realized simulation-based control and production scheduling.
【中文关键词】 FMS; 生产调度; 仿真控制; 面向对象; 遗传算法
【英文关键词】 FMS; Production scheduling ; Simulation-based Control ; Object-Oriented; Genetic Algorithm
【毕业论文目录】
基于仿真的FMS控制与生产调度
致谢 5-6
中文摘要 6-7
ABSTRACT 7
目录 8-10
1 绪论 10-21
1.1 柔性制造系统(FMS)概述 10-12
1.1.1 FMS的组成及特点 10-11
1.1.2 柔性制造系统(FMS)国内外发展现状 11-12
1.2 FMS的控制 12-13
1.2.1 系统组成及功能 12
1.2.2 控制模式 12-13
1.3 FMS的生产调度 13-16
1.3.1 FMS调度问题描述 13
1.3.2 FMS生产调度的组成 13-14
1.3.3 FMS的调度特点 14
1.3.4 FMS的生产调度方法 14-16
1.4 FMS的建模与仿真 16-19
1.4.1 FMS的建模 16-17
1.4.2 FMS的仿真 17-19
1.5 论文的研究背景及内容 19-21
1.5.1 论文研究的背景 19
1.5.2 论文的主要研究内容 19-21
2 基于遗传算法的车间生产调度 21-41
2.1 FMS调度问题分析 22
2.2 遗传算法相关知识 22-25
2.2.1 遗传算法的基本思想 23
2.2.2 遗传算法的操作流程 23-25
2.2.3 遗传算法的应用 25
2.3 基于Flow-Shop的遗传算法 25-31
2.3.1 Flow-Shop调度问题描述 25-26
2.3.2 基于遗传算法的Flow-Shop调度 26-31
2.4 基于Job-Shop的遗传算法 31-41
2.4.1 Job-Shop调度问题描述 31-32
2.4.2 基于遗传算法的Job-Shop调度 32-41
3 基于仿真的FMS控制系统结构分析 41-49
3.1 FMS工作原理 41-42
3.2 FMS控制系统分析 42-44
3.3 基于仿真的FMS控制系统 44-46
3.4 模块功能分析 46-49
4 SL-FMS控制系统设计与开发 49-76
4.1 SL-FMS系统介绍 49-50
4.2 开发环境及工具介绍 50-55
4.2.1 硬件环境 50-51
4.2.2 软件环境 51-55
4.3 面向对象的SL-FMS控制系统分析 55-60
4.4 SL-FMS单元控制器的实现 60-70
4.5 运行实例 70-76
5 总结与展望 76-77
5.1 全文总结 76
5.2 研究展望 76-77
参考文献 77-80
作者简历 80-82
学位论文数据集 82
