交叉环单向循环搬运系统的优化研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M130602839上海海洋大学硕士学位论文题目：交叉环单向循环搬运系统的优化研究OptimizationofUnidirectional英文题目：Circulation-typeMaterialHandlingSystemwithShortcuts专业：机械工程研究方向：物流搬运系统的调度优化姓名：夏琨指导教师：张丽珍李军涛二O一六年五月二十日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其

2、他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海

3、洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注张东民上海应用技术大学教授主席曹守启上海海洋大学副教授委员姜少杰上海海洋大学副教授委员委员委员委员委员潘喜喜上海海洋大学研究实习员秘书答辩地点4112教室答辩日期2015.05.17上海海洋大学硕士学位论文交叉环单向循环搬运系统的优化研究摘要单向循环搬运系统是柔性制造系统或物流系统的典型基本环节，在半导体晶圆制造自动化物料搬运系统中有着广泛的运用，且是自动化集成系统中从装卸点到立体仓库出库点、入库点的重要衔接子系统，其搬运效率的叠加往往决定着整个系统的效率。在这样的系统中，一系列小车沿着一个单环单向循环运行，装载货

4、物送往路径上设置的处理站点，处理完毕后沿最短路径将货物送到卸货点。小车不断循环往复直到所有货物都被处理完成，由于车辆间不能超越，所以很难避免小车之间干涉情况的发生。在单环单向循环搬运系统中增加交叉环，可减少不必要的等待时间，并为搬运系统提供捷径、提高搬运效率。为了增加系统的单位时间搬运量、减少系统干涉并提高系统效率，本文构建了交叉环单向循环搬运系统的数学模型并对不同的交叉环布局情况（设置位置及数量）进行理论分析，在两种基本调度算法下进行了实验优化。交叉环设置在不同的布局时，在车辆数和车辆调度算法的影响下，系统的单位时间搬运量和总干涉时间也有所变化。通过理论和实验分析得出

5、：设置一条交叉环的情况下，当交叉环设置于处理站点Sx和Sx1的中间位置xn(21)40.5时，系统单位时间搬运量最多，搬运效率最高；设置多条交叉s环的情况下，从减少能源消耗（干涉）的角度优化，交叉环应设置一条且设置在系统正中间位置，此时系统干涉时间最小，但单位时间搬运量也最少；从单位时间搬运量最大的角度优化，应在每两个处理站点中间设置多条交叉环，此时单位时间搬运量最多，但系统干涉时间最大。实验结果证实了理论分析的正确性。不同的调度算法影响着小车间的干涉状况，进而影响了整个柔性制造系统的搬运效率。为了减少交叉环单向循环搬运系统的干涉情况且提高系统效率，本文

6、着重研究了当设置一条交叉环在系统正中间位置时，交叉环单向循环搬运系统中小车间不同调度算法的优化问题。在作业处理时间相同情况下，不考虑作业处理时间进行调度，只研究基于作业分配到处理站的处理顺序进行调度的调度算法，I上海海洋大学硕士学位论文通过对两种基本调度算法（随机调度（Random）、顺序调度（Order））进行干涉分析，提出了干涉发生情况下车辆调度的最优调度算法—交换顺序调度算法（E-order）。在作业处理时间不同的情况下，将作业处理时间和作业分配给处理站点的处理顺序相结合进行优化，提出了先到先服务算法与随机调度算法相结合（FCFS-Random）、先到先服务算法与

7、顺序调度算法相结合（FCFS-Order）、先到先服务算法与交换顺序调度算法相结合（FCFS-Eorder）、最短处理时间优先算法与随机调度算法相结合（SPT-Random）、最短处理时间优先算法与顺序调度算法相结合（SPT-Order）、最短处理时间优先算法与交换顺序调度算法相结合（SPT-Eorder）的六种混合调度算法，对交叉环单向循环搬运系统进行混合调度算法的优化分析。实验显示：在作业处理时间相同时，交换顺序调度算法优于随机调度算法和顺序调度算法，既能减少更多的干涉又提高了系统搬运效率，实现系统优化；在作业处理时间不同时，最短处理