基于高级死锁检测的制造系统生产调度研究

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1、硕士学位论文第一章柔性制造系统简介物料运储装置原材料加工加工加工辅助清洗检测产品设设设设设 备备备备备设备计算机控制与管理图1.2柔性制造系统的组成Fig.1.2ConstructionofFlexibleManufacturingSystemsa)系统由计算机控制和管理。FMS信息控制系统的结构组成形式很多，但一般多采用群控方式的递阶系统。第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC)，实现各加工过程的控制；第二级为群控计算机，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息，分配给第一级中有关设备的数控装置

2、，同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机(控制计算机)，其功能是制订生产作业计划，实施FMS运行状态的管理，及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。b)加工设备主要采用加工中心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的FMS，常采用可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效率。c)系统中的加工设备和其他生产设备有物料输送装置连接。储存和搬运系统搬运的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、量具和切屑等；储存物料的方法有平面布置的托盘

3、库，也有储存量较大的桁道式立体仓库。毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中，并储存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送轨道适用于按工艺顺序排列设备的FMS，自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。工业机器人可在有限的范围内为1～4台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(简称APC)来传送，也可采用在轨道上行走的第2页硕士学位论文第一章柔性制造系统简介机器人，同时完成工件的传送和装卸。d)柔性制造系统按机床

4、与搬运系统的相互关系可分为直线型、循环型、网络型和单元型。加工工件品种少、柔性要求小的制造系统多采用直线布局，虽然加工顺序不能改变，但管理容易；单元型具有较大柔性，易于扩展，但调度作业的程序设计比较复杂。e)性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。1.2.2柔性制造

5、系统的特点柔性制造系统有两个特点，柔性及自动化。什么是柔性呢？柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰（如机器出现故障）情况下，这时系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比可以用来衡量柔性。“柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件。如

6、果想要获得其他品种的产品，则必须对其结构进行大调整，重新配置系统内各要素，其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品，难以应付多品种中小批量的生产。柔性主要包括[1]：a)机器柔性当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。其衡量指标是当加工对象的类、族、品种变化时，加工设备所需刀、夹、辅具的准备和更换时间；软硬件的交换和调整时间；加工程序的准备和调校时间等。b)工艺柔性一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能

7、力；二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。其第3页硕士学位论文第一章柔性制造系统简介衡量标准系统不采用成批的生产方式而同时加工的工件品种数。c)产品柔性一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。衡量产品柔性的标准是系统从加工一簇工件转向加工另一族工件时所需的时间。d)工序柔性指系统改变某种工件加工工序先后顺序的能力。其衡量指标是系统以实际方式进行工艺决策和现场调度的水平。e)运行柔性指系统处理其局部故障，并

8、维持继续生产原定工件族的能力。其衡量指标是系统发生故障时生产率下降程度或处理故障所需的时间。f)生产能力柔性指系统在成本核算上能适应不同批量的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。其衡量指标是系统保持经济效益的最小运行批量。g)扩展柔性当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。其衡量指标是系统可扩展的规模大小和难易程度。h)生产柔性