柔性制造系统的建模优化与仿真研究

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1、东北大学硕士学位论文柔性制造系统的建模优化与仿真研究姓名：辛苗申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：庞哈利20040218蔓j!查兰螋l：堕兰塑兰柔性制造系统的建模和优化仿真研究摘要柔性制造系统(FMS)是当今在制造领域中迅速发展的高新技术之一。采用此高新技术，企业可以加速产品的生产过程，降低生产成本，提高产品质量，增加生产柔性，提高对市场的应变能力，获得更好的经济效益。同时，计算机仿真技术在FMS的规划、设计、运行中起着十分重要的作用。本文在柔性制造系统的建模和优化仿真的研究工作主要包括两个方面。首先，基于文中所提出的一个柔性制造系统的物理模型

2、，利用Petri网技术对FMS进行了建模分析。然后，利用遗传算法对FMS系统中的调度问题进行了优化求解。其次，设计并实现了一个FMS计算机仿真系统，利用优化阶段得到的数据结果，对FMS的调度过程进行了仿真模拟。如何求得FMS的最优加工路径一直是FMS领域重点研究一个问题。根据FMS加工流程的特点，本文的遗传算法在编码中采用了常用于解决调度问题的基于优先规则表达法，并很好的利用了遗传因子随机性和收敛性的特点，而求得该问题的最优解或近优解。在FMS仿真系统中，本文采用数据流图和面向对象的技术，对系统进行了需求分析和洋细设计。最后，使用带有面向对象特点的V

3、BNET丌发工具，以SQLSEVER2000作为后台数据库，实现了该仿真系统。利用陔模拟系统，FMS的静态和动态特性可以在实际自动化系统中的规划和设计阶段中被预先评估，进而为企业对FMS中不合理的设计和调度策略的修改提供有益的信息。关键词：柔性制造系统，建模，优化，仿真，Petri网，遗传算法东北人学彻l。学位论文ABSTRACr【TheResearchonModeling，OptimizingandSimulatingforFMSAbstractFMS(FlexibleManufacturingSystem)isanadvancedtechnolo

4、gydevelopingrapidlyinmanufactureindustry．Havingadoptedtheadvancedtechnology,anenterprisecanaccelerateproductionprocess，decreaseproductioncost，improveproducts’quality，andprovidemanufactureflexibility，thuscanenhanceenterprise’Sadaptabilitytomarketandacquiremuchmoreeconomicbenefit

5、．Also，thecomputer-simulatedtechnologyrelatedtoFMSplaysaveryimportantroleonprogramming，designing，andrunningofFMS．TheresearchworkonFMSmainlyincludestwopartsinthisthesis．Firstly，amodelillustratingandanalyzingtheFMS’SphysicalmodelgiveninthispaperisputforwardbymeansofPetri—nettechno

6、logy；then，onegeneticalgorithmisdesignedtosolvetheproblemofschedulingoptimizationinFMS．Secondly,AFMScomputer-simulatedsystemisanalyzed，designed，andevelopedandtheschedulingprocessofFMSiscarriedoninsimulatedwaywiththecomputedresultobtainedfromoptimizationmentionedabove．Howtooptimi

7、zetheschedulingroutineofFMSisanimportantproblemaboutFMSatalltimesConsideringsomeconcretecharacteristicsofactualFMS’Sworkprocess．preferenceexpressionmethod--thatisoftenusedtosolveschedulingproblems·-isadoptedincodingprocessofthegeneticalgorithmproposedhereandthisalgorithm，wellut

8、ilizingthegene’Srandomicityandastringency，isappliedtoa