本文關(guān)鍵詞：基于Petri網(wǎng)的智能制造系統(tǒng)建模和調(diào)度方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著定制化制造的逐漸興起,智能制造系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨之帶來的智能調(diào)度問題成為研究的熱點(diǎn)。特別是工業(yè)4.0的提出,使得智能調(diào)度在智能制造中的智能工廠和智能物流兩方面扮演著核心大腦的角色,是智能制造的基礎(chǔ)。大多數(shù)的智能調(diào)度問題都是組合優(yōu)化問題,關(guān)于其計(jì)算理論已經(jīng)被證明是NP-hard問題。傳統(tǒng)的研究組合優(yōu)化的方法無法在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求得調(diào)度問題的最優(yōu)解,隨后人們開始研究在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求得近優(yōu)解以滿足生產(chǎn)調(diào)度的需求。基于此本文具體的研究內(nèi)容有如下三方面:(1)在智能制造系統(tǒng)的建模方面,本文研究了如何利用Petri網(wǎng)對智能制造系統(tǒng)建模分析,并提出了從基本制造單元到整個(gè)制造系統(tǒng)的建模思想。對于系統(tǒng)模型死鎖方面的研究,通過分析Petri網(wǎng)系統(tǒng)的可達(dá)圖來判斷系統(tǒng)運(yùn)行過程中的死鎖情況,并利用所建立的模型研究了單任務(wù)和多任務(wù)的調(diào)度方法。(2)在研究批量調(diào)度的過程中,本文提出結(jié)合遺傳算法和模擬退火算法形成混合算法應(yīng)用于智能調(diào)度領(lǐng)域的思想。這樣既利用了模擬退火算法全局搜索的能力,又兼顧了遺傳算法快速收斂的性質(zhì),通過與遺傳算法進(jìn)行仿真對比實(shí)驗(yàn),并對得到的結(jié)果進(jìn)行分析,證明混合算法的調(diào)度結(jié)果更好。(3)對調(diào)度任務(wù)進(jìn)行分析,通過將任務(wù)類型按交期情況分為確定交期和模糊交期兩類問題,使調(diào)度算法的研究更具有針對性。特別是模糊交期問題,通過對其進(jìn)行建模分析,使算法變成真正以加工成本為評(píng)判的調(diào)度算法,進(jìn)而更加接近實(shí)際情況,應(yīng)用范圍大大變廣。通過對以上三方面的研究,本文提出根據(jù)調(diào)度規(guī)模的大小分別采用不同的調(diào)度方法的思想。即對于單件或多件調(diào)度問題,通過建立系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型進(jìn)行調(diào)度;對于批量調(diào)度問題,采用智能調(diào)度算法進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度。本文的創(chuàng)新之處主要有如下兩方面:(1)基于Petri網(wǎng)建立智能調(diào)度模型,并利用建立的Petri網(wǎng)模型解決單任務(wù)和多任務(wù)的調(diào)度問題。(2)將模擬退火算法和遺傳算法結(jié)合起來應(yīng)用于智能調(diào)度領(lǐng)域,最終通過實(shí)驗(yàn)證明了混合算法優(yōu)勢巨大。
【關(guān)鍵詞】：智能調(diào)度 Petri網(wǎng) 模擬退火算法 遺傳算法 智能制造
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB497;TP301.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 智能制造系統(tǒng)調(diào)度概述12-13
• 1.3.1 智能制造調(diào)度問題的描述12
• 1.3.2 智能制造系統(tǒng)調(diào)度的特點(diǎn)12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.5 本文的創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 第二章 Petri Net基本理論和智能制造系統(tǒng)調(diào)度算法15-27
• 2.1 Petri網(wǎng)的定義和基本性質(zhì)15-18
• 2.1.1 Petri網(wǎng)有關(guān)的基本定義15-17
• 2.1.2 Petri網(wǎng)的基本性質(zhì)17-18
• 2.2 Petri網(wǎng)的分析方法18-21
• 2.2.1 可達(dá)圖、可覆蓋樹19
• 2.2.2 關(guān)聯(lián)矩陣與狀態(tài)方程19-21
• 2.3 Petri網(wǎng)與智能制造系統(tǒng)21-23
• 2.4 智能調(diào)度算法概述23-25
• 2.4.1 模擬退火算法23-24
• 2.4.2 遺傳算法24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第三章 基于Petri網(wǎng)的智能制造系統(tǒng)建模與調(diào)度分析27-45
• 3.1 基于Petri網(wǎng)的智能制造系統(tǒng)建模27-34
• 3.1.1 制造系統(tǒng)內(nèi)基本單元建模27-31
• 3.1.2 生產(chǎn)線制造系統(tǒng)的建模31-34
• 3.2 基于Petri網(wǎng)智能制造系統(tǒng)的分析及仿真34-39
• 3.2.1 生產(chǎn)單元的系統(tǒng)模型分析34-37
• 3.2.2 兩條生產(chǎn)線的模型分析37-39
• 3.3 基于TPPN智能制造系統(tǒng)的調(diào)度分析39-44
• 3.3.1 單任務(wù)（單項(xiàng)工程）調(diào)度方法研究39-42
• 3.3.2 多任務(wù)或極少任務(wù)的調(diào)度研究42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于確定交期時(shí)間的智能調(diào)度算法研究與實(shí)現(xiàn)45-61
• 4.1 智能調(diào)度算法設(shè)計(jì)思想45-50
• 4.1.1 遺傳算法45-48
• 4.1.2 模擬退火算法48-49
• 4.1.3 混合調(diào)度算法設(shè)計(jì)49-50
• 4.2 調(diào)度算法的軟件實(shí)現(xiàn)50-56
• 4.2.1 編碼及適應(yīng)度的程序設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.2 交叉、變異程序設(shè)計(jì)53
• 4.2.3 模擬退火部分程序設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.4 主函數(shù)設(shè)計(jì)54-56
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 基于模糊交期的智能調(diào)度算法研究與實(shí)現(xiàn)61-72
• 5.1 模糊交期問題分析及智能調(diào)度算法61-64
• 5.1.1 模糊交期問題描述61-62
• 5.1.2 智能調(diào)度算法設(shè)計(jì)62-64
• 5.2 調(diào)度算法的軟件實(shí)現(xiàn)64-67
• 5.2.1 主函數(shù)程序設(shè)計(jì)64-65
• 5.2.2 適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì)65-67
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-75
• 6.1 本文總結(jié)72-74
• 6.2 研究展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 附錄81-89
• 附錄1制造單元模型的可達(dá)狀態(tài)81-84
• 附錄2兩條生產(chǎn)線模型的可達(dá)狀態(tài)84-89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 黃小原，，劉海龍;Job　Shop單機(jī)多目標(biāo)調(diào)度[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);1995年03期

2 尚文利;范玉順;;成批生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的集成建模與優(yōu)化[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2005年12期

3 熊銳,陳浩勛,胡保生;一種生產(chǎn)計(jì)劃與車間調(diào)度的集成模型及其拉氏松弛求解法[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);1996年04期

  本文關(guān)鍵詞：基于Petri網(wǎng)的智能制造系統(tǒng)建模和調(diào)度方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：380737