柔性制造是現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向,柔性制造系統(tǒng)(FMS)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性化和高效化。FMS的生產(chǎn)物流系統(tǒng)的效率是整個(gè)FMS效率提高的關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以對FMS物流系統(tǒng)的流程控制進(jìn)行分析,對FMS物流系統(tǒng)的調(diào)度過程進(jìn)行優(yōu)化是FMS系統(tǒng)應(yīng)用的前提。本文通過對系統(tǒng)建模到調(diào)度優(yōu)化的研究,以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高,并由仿真程序?qū)δＰ秃驼{(diào)度結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。 首先,采用面向?qū)ο蟮闹玃etri Net對FMS物流系統(tǒng)進(jìn)行建模,在建模中把FMS基本設(shè)備劃分為六大類：工件類、刀具類、機(jī)床類、機(jī)械手類、AGV運(yùn)輸類、倉庫類。并融入系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)加載。通過類間接口與數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)各個(gè)類之間的集成,形成一個(gè)有效的FMS模型。 在FMS物流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方面,針對AGV運(yùn)輸展開調(diào)度研究。本文嘗試了兩種形式的AGV調(diào)度策略,一種是基于遺傳算法(GA)的AGV調(diào)度,主要分析了GA算法的編碼方式、初值設(shè)定、適應(yīng)度函數(shù)及選擇、交叉、變異算子的參數(shù)選擇,從而保證算法的可行性和有效性,并分析了算法的實(shí)現(xiàn)方法；另一種是基于粒子群算法(PSO)的AGV調(diào)度,對PSO的三維編碼、解碼,浮動的目標(biāo)函數(shù)的確定,以及PSO各參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行了詳細(xì)研究,并分析了該算法的實(shí)現(xiàn)過程及在AGV調(diào)度中的具體應(yīng)用。 最后,將模型及調(diào)度優(yōu)化思想以具體的實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證,以已開發(fā)出的仿真程序?yàn)榛A(chǔ),在其中融入調(diào)度優(yōu)化模塊,通過實(shí)時(shí)運(yùn)行加工任務(wù)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化后系統(tǒng)完成任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間明顯縮短,提高了整個(gè)系統(tǒng)的任務(wù)加工處理效率。仿真結(jié)果驗(yàn)證了模型的有效性,系統(tǒng)的可移植性、可擴(kuò)展性都較強(qiáng),調(diào)度算法可修改性、可替換性好,為以后的進(jìn)一步開發(fā)與設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)平臺。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH165
【部分圖文】：

4.3GA算法在AGv實(shí)時(shí)調(diào)度中的應(yīng)用FMS車間有4臺機(jī)床，在考慮2臺AGV運(yùn)輸資源的情況下，計(jì)劃在某時(shí)間段(單位:s)完成5種零件，巧道工序共20個(gè)任務(wù)的運(yùn)輸，最小運(yùn)行時(shí)間為305。FMS生產(chǎn)環(huán)境下，根據(jù)本章對幾種動態(tài)調(diào)度控制方法的研究，運(yùn)用自適應(yīng)交叉、變異的遺傳算法對工序進(jìn)行尋優(yōu)排序。以最小運(yùn)行延遲時(shí)間的加權(quán)平方和為適應(yīng)度評價(jià)函數(shù)。其初始調(diào)度方案為:29224192110112382761532512171281633020253122181326本課題是在西安理工大學(xué)碩士生邊培瑩等開發(fā)的FMS一V3.1仿真軟件平臺上，在其AGv調(diào)度函數(shù)Assi，AGv()函數(shù)下設(shè)計(jì)調(diào)度算法程序，程序中融入該GA算法部分，由于GA算法的應(yīng)用己經(jīng)成熟，其調(diào)度算法的程序設(shè)計(jì)過程不再敘述。其封裝思想為:仿真設(shè)計(jì)中，采用面向?qū)ο蟮乃枷�，把FMS物流系統(tǒng)的基本設(shè)備分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用類的對象化思想，建立了各個(gè)模塊，由統(tǒng)一的類間接口作為主程序統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行。在基本程序的基礎(chǔ)上建立了GA算法類，融入到AGV的調(diào)度優(yōu)化部分，在主程序的運(yùn)行掃描中每個(gè)掃描周期下調(diào)用GA算法部分，以統(tǒng)一的仿真時(shí)鐘整體推進(jìn)，運(yùn)行狀態(tài)見圖44。

5基于粒子群算法的FMs物流系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化床刀庫)，兩輛自動導(dǎo)航運(yùn)輸車輛AGV，和一個(gè)自動化單堆垛機(jī)的立體倉庫組成的小型FMS加工系統(tǒng)，假定如圖54所示的布局。此布局狀態(tài)下就決定了AGV在設(shè)備間的運(yùn)行時(shí)間，按照此論文的設(shè)計(jì)思路，其AGV運(yùn)行時(shí)間見表5一2，只是“所需時(shí)間”一列的數(shù)據(jù)值進(jìn)行按實(shí)際改變即可。將修改后的“AGV運(yùn)行時(shí)間表”存儲于仿真程序所在的文件夾下，供仿真運(yùn)行時(shí)調(diào)度部分讀取此ACCESS表進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化、并提供仿真時(shí)的AGV運(yùn)輸時(shí)間。杏翎、獷圖54實(shí)例硬件設(shè)備布局圖 Fig.54DevieeslayoutchartofexamP】 ehardw田吧2)仿真加工數(shù)據(jù)以上布局下的小型FMS可完成多任務(wù)的加工操作，實(shí)例的加工任務(wù)設(shè)為6個(gè)，根據(jù)相應(yīng)的工藝部門制定的加工工藝文件
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2879318