柔性多机器人制造单元调度算法研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）柔性多机器人制造单元调度算法研究龙传泽二〇一五年五月分类号：学校代号：１１８４５ＵＤＣ：密级：学号：２１１１２０１０１９广东工业大学硕士学位论文工学硕士）（柔性多机器人制造单元调度算法研究龙传泽指导教师姓名、职称：杨煌俊（副教授）学科（专业）或领域名称：机械工程学生所属学院：机电工程学院论文答辩日期：２０１５年５月２８日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆｙＴｅｃｈｎｏｌｏｆ

2、ｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇｙｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）－ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｉＦｌｅｘＲｏｂｏｉｃｌｇｏｒｔｈｍｆｏｒｉｂｌｅＪｏｂＳｈｏｐｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｅｌｌｌＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍｗｉｔｈＭｕ－ｌｔｉＲｏｂｏｔＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｏｎｇＣｈｕａｎｚｅＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ａ．Ｐｒｏｆ．ＹａｎｇＹｕｊｕｎＭａ２０１５ｙＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕ

3、ａｎｄｏｎＵｎｉｌｏｇｇｉｖｅｒｓｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６＾摘要一柔性机器人制造单元是种由加工设备、工业机器人、调度控制系统等组成的高新智能生产线，近年来在企业中得到越来越多应用，如何对其生产过程进行调度，使其高效运行是急需解决的难题Ｊｏｂ－ｓｈｏ。本文在经典车间调度论理的基础上，分别建立ｐ类型多机器人制造单元调度问题与带机器柔性Ｊｏｂ－Ｓｈｏｐ类型多机器人制造单元调度问题的数学模型，提出两种分别针对这两类调度问题的求解算法，通过基准算

4、例测试验证了算法的有效性，再将提出的算法应用指导原型调度系统幵发。本文的研究主要包括如下内容。首先，对柔性多机器人制造单元的性能特点及设备布局进行了描述，分别对Ｊｏｂ－Ｓｈｏ类型多机器人制造单元及带机器柔性多机器人制造单元的调度过程ｐ、调度约束、调度状态进行了分析。然后－Ｓ，在分析Ｊｏｂｈｏｐ类型多机器人制造单元调度问题特点的基础上建立其数学一模型，提出了种新的对机器人搬运工序排序组成搬运序列矩阵的调度方法，针对这一一种调度方法提出了种改进遗传算法，为遗传算法设计了种基于搬运工序的编码方法与启发式搬运矩阵调整算法，通过基

5、准算例实验，验证了算法的有效性。一再次－ｈｏ，针对带有机器柔性的ＪｏｂＳｐ类型多机器人制造单元调度问题，提出了种改进离散粒子群算法，设计了算法的分段编码方法与两种启发式初始化方法，并设计了粒子的局部搜索算法，通过算例结果分析验证了算法的有效性。最后，将提出的改进遗传算法与改进粒子群算法应用于柔性多机器人制造单元原型调度系统的幵发，并将Ｃ＃编程开发的原型调度系统与机器人制造单元控制系统相结合，提高单元生产效率。ｏｂ－ｓｈｏ关键词：Ｊ机器人制造单元遗传算法；粒子群算法启发式算法ｐ；；；Ｉ广东工业大学领士学位论文ＡＢＳ

6、ＴＲＡＣＴ－ｍａｎｕｆａ－Ｆｌｅｘｉｂｌｅｍｕｌｔｉｒｏｂｏｔｃｔｕｒｉｎｇｃｅｌｌａｓａｈｉｈｔｅｃｈｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｏｓｅｄｇｐｐｂｙｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂｏｔｓ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ，ｅｘｔｅｎｄｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｎｔｈｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ．Ａｎｄｈｏｗｔｏｍａｋｅｉｔｂｅｕｓｅｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｉｓａｎｕｒｅｎｔｐｒｏ

7、ｂｌｅｍｔｏｓｏｌｖｅ．ＩｎｔｈｉｓａｅｒＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｏｆｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌｏｂｓｈｏｇｐｐ，ｙｊｐｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆａｌｏｒｉｔｈｍｗａｓｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓ，ｇｐｙｐｏｆｅｘ－ｉｂｌｅｍｕｌｉｒｏｂｏｉｃｃｅｌｌｓｃｈｅｄｕｌｉｎｒｏｂｌｅｍｅｎｃｈｍａｒｋｅｓｈａｖｅｒｏｖｅｄｈｅｆｌｔｔｇ．Ｂｔｔｔｐｐｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｉｓａｌｏｒｉｔｈｍａｎ

8、ｄｔｈｅｎａｌｉｅｄｔｈｅｒｏｏｓｅｄａｌｏｒｉｔｈｍｔ