車(chē)間計(jì)劃調(diào)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(lèi)復(fù)雜的人造系統(tǒng)，具有復(fù)雜性、遞階結(jié)構(gòu)、不確定性、多目標(biāo)、多約束、多資源相互協(xié)調(diào)等特點(diǎn)。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(shè)條件下，對(duì)系統(tǒng)的各種性能進(jìn)行評(píng)估；而制造系統(tǒng)的控制，則是根據(jù)一定的目標(biāo)和約束來(lái)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(chē)間計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，多變的市場(chǎng)需求，技術(shù)的更新以及變化的業(yè)務(wù)規(guī)則要求該系統(tǒng)具

2、有靈活性。傳統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度模式是一種遞階結(jié)構(gòu)分析方法，計(jì)劃與生產(chǎn)部門(mén)之間缺乏協(xié)調(diào)，造成部門(mén)間信息不通暢等問(wèn)題。優(yōu)良的調(diào)度策略對(duì)于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的最優(yōu)性、提高經(jīng)濟(jì)效益有著極大的作用。車(chē)間模型是車(chē)間信息集成，資源整合以及決策分析的基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)過(guò)程模型、組織模型以及信息系統(tǒng)模型構(gòu)成了車(chē)間模型的主要框架，而對(duì)此框架的研究是車(chē)間計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)仿真和優(yōu)化的基礎(chǔ)。 本文以IDEF&UML結(jié)合的方法建立車(chē)間模型框架，利用Petri網(wǎng)對(duì)零件的多工藝

3、加工路徑進(jìn)行分析；以混合遺傳算法為工具，對(duì)具有多工藝加工路徑的車(chē)間生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化與仿真；并在Flexsim軟件平臺(tái)上加以驗(yàn)證和比較；針對(duì)雙目標(biāo)和多目標(biāo)生產(chǎn)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題，進(jìn)行調(diào)度策略和方法的研究，并給出了最佳調(diào)度策略。本文的研究結(jié)果和內(nèi)容可概括為以下的幾個(gè)主要方面： 通過(guò)分析IDEF、UML和Petri網(wǎng)建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種三者結(jié)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(kù)，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?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)模型。 研究了單資源和雙資源生產(chǎn)車(chē)間調(diào)度優(yōu)化問(wèn)題，應(yīng)用了一種將遺傳算法和禁忌搜索算法相結(jié)合的調(diào)度算法，將加工計(jì)劃與生產(chǎn)調(diào)度同時(shí)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(jì)算效率。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了其正確性和優(yōu)越性。 在單資源和雙資源靜態(tài)調(diào)度問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)于受機(jī)床設(shè)備制約的雙目標(biāo)靜、動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了重點(diǎn)研究；對(duì)于量綱不同的目標(biāo)函數(shù)單位進(jìn)

5、行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，并分析了在兩個(gè)指標(biāo)賦予不同權(quán)重時(shí)對(duì)最優(yōu)調(diào)度結(jié)果的影響；對(duì)于受機(jī)床設(shè)備和工人雙重制約的雙目標(biāo)調(diào)度問(wèn)題給出了綜合指標(biāo)最優(yōu)的調(diào)度結(jié)果；對(duì)于雙資源多目標(biāo)調(diào)度問(wèn)題，采用建立判斷矩陣方法產(chǎn)生不同目標(biāo)的權(quán)重，分析了在考慮生產(chǎn)周期、生產(chǎn)費(fèi)用及機(jī)床負(fù)載情況下的最優(yōu)調(diào)度。 采用Delphi開(kāi)發(fā)了實(shí)用性的生產(chǎn)車(chē)間調(diào)度軟件，進(jìn)行了車(chē)間計(jì)劃與調(diào)度系統(tǒng)的組件分類(lèi)與劃分。以XML為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，并以其作為對(duì)象兼數(shù)據(jù)交換的接口信息，使軟件有較好