面向fms生产调度和控制的零件动态工艺模型研究论文

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1、面向FMS生产调度和控制的零件动态工艺模型研究论文摘要：提出一种基于FMS生产调度与控制的零件动态工艺模型。该模型由零件加工工序和各个工序之间的约束关系描述两部分组成，去掉了传统人为的加工顺序约束，易于与生产调度控制系统集成，能充分发挥FMS生产调度柔性的特点，为FMS优化生产调度的实现提供一条较好的途径。关键词FMS生产调度CAPP动态工艺模型中国图书资料分类法分类号TH165笔者根据FMS生产调度的特点，在现有零件模型的基础上提出零件的动态工艺模型。1零件工艺模型的常用表达方法通常的CAPP系统只能设计出静态的

2、或只具有部分柔性的理想化的工艺规程。1.1固定加工顺序的工艺文件方式通常生产调度中使用的零件工艺文件格式为零件名；零件号；工序1，机床名加工时间；工序2，机床名加工时间；……工序n.freel个节点(不计Head和End节点)，则零件可能有的加工方案数为。常用的CAPP系统产生的工艺方案较大地限制了零件工艺表达的柔性。较好的情况是仅考虑了部分生产调度的静态因素，而且一定要产生完整的和确定的加工工艺路线(一般要通过对多工艺方案进行评价后得到)，这使得CAPP系统过于复杂。这里提出的零件动态工艺模型却是仅提供零件的工序

3、、可替代工序及工序加工顺序之间的约束关系，至于实际生产中具体选择什么样的加工顺序、每道工序中选择哪一个可替代工序则完全由实际生产中的资源状态、零件本身的加工情况以及用户的具体要求进行选择，零件的具体加工工艺路线不需要事先确定，直到零件加工好后才知道，并且相同类型的零件可能有不同的工艺路线，零件的具体加工工艺是在实际加工中根据系统的状态及加工性能指标动态重组而成。这样的零件描述相对传统的Job-Shop生产而言似乎是不完备的，但却为现代化的柔性生产提供了更大的调度空间。该方法不仅大大减少了CAPP的工作量及难度，显著

4、提高了实际生产调度控制中的灵活性，而且不会提高调度控制的难度，从而为FMS生产性能(如系统生产率、总加工时间、机床负荷平衡率等)的提高创造了条件。3零件动态工艺模型的计算机表示方法及数据结构3.1零件工艺参数描述该部分描述了零件的所有工序参数，以文件形式表示，其结构为零件名；零件号；工序1，工序11工序12…工序1k1；工序2，工序21工序22…工序2k2；……工序n，工序n1工序n2…工序nkn；END工序i表示第i道工序的信息节点；工序ij表示工序i的所有可完成该工序加工的工序节点序列。上述文件表示零件共有n道

5、加工工序，其中工序1有k1种实现方法，工序2有k2种实现方法，……工序n有kn种实现方法。工序信息节点及可替代工序节点的数据结构(C++语言表示)为classProcedureInfo∥工序信息节点类｛public：ProcedureInfo():∥构造函数ProcedureInfo(int,float,ProcedureInfo*AlternativeProcedureInfo=NULL)；～ProcedureInfo();∥析构函数intMachine_No;∥机床号floatMachining_Time;∥加

6、工时间ProcedureInfo*AlternativeProcedureInfo;∥替代工序的加工信息｝；classProcedure∥工序节点类｛public：Procedure();∥构造函数Procedure(int);∥构造函数～Procedure();∥析构函数intProcedure_No;∥工序号ProcedureInfo*ThisProcedureInfo;∥当前工序Procedure*NextProcedure;∥下一道工序｝；3.2工艺约束关系描述零件工艺约束关系主要描述各加工工序之间的加工

7、顺序。因工序是有向图中的节点，工序之间的约束关系即为节点之间的关系，可用图论方法进行描述。3.2.1用邻接矩阵方法以图3为例来说明。邻接矩阵因实际零件邻接矩阵多为稀疏矩阵，也可用十字链表结构表示。3.2.2用邻接表方法仍以图3为例说明。其邻接表(见图4)为图4实例零件的邻接表形式邻接表中每个方框表示零件的一道工序(即工序节点)，方框内的数字表示工序号。工序节点按工序号顺序排放(第一列)，并用箭头指向其相邻的工序节点。相邻的工序节点中节点号为正表示该节点为后续工序节点，为负表示该节点为前继工序节点。邻接表中工序节点的

8、结构与类Procedure相似。4基于零件动态工艺模型的调度控制方法的实现算法与特点4.1实现算法基于零件动态工艺模型的调度控制算法是在零件动态工艺模型的基础上结合启发式动态调度算法实现的，其过程为Step1：搜索零件邻接表，把无前继节点的工序节点加入可调度工序集合中。Step2：在可调度工序集合中动态选择一工序。Step3：搜索出该工序节点的后续节点。a.