柔性制造系统中的离散事件可视化建模与仿真

摘要

柔性制造系统是一个由物流和信息流组成的技术密集、高度复杂的自动化系统,其运行效益至关重要,投资风险和人力、物力浪费的潜在可能性也较大.因此,如何在规划、设计阶段就对柔性制造系统的动态性能进行充分的预测,如何提高系统的柔性,如何在有限的制造资源中发挥最大效率从而实现制造资源的优化配置与重构,以改善系统性能是解决这一难题的关键.因此对柔性制造系统FMS的建模与仿真分析显得十分必要,这对以企业集成为特征的现代CIMS研究和应用具有十分重要的意义.FMS是一个异构并发环境,各种经营过程和生产活动都是典型的离散事件,该文通过分析离散系统的研究方法,结合FMS的特点,在进程交互排队网络模型的基础上引入并改进了基于虚拟工序队列的调度算法和小车预调度策略,给出了柔性制造系统的模型及其动态建模方法.该文在最后给出了一个由5台5类加工中心、1辆AGV组成的柔性制造系统实例,对5批105个工件、共计303道工序的系统输入这一典型生产任务进行仿真.仿真试验的结果表明,该文建立的动态建模方法是可行的,模型实现的算法是精确高效的,在FMS动态管理决策时的辅助决策作用良好.

目录

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第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1 CIMS与FMS概述

1.1.2国内外CIMS发展现状和发展趋势

1.1.3从FMS到RMS

1.2 FMS中的物流系统及其研究方法

1.3 FMS动态调度的研究概况

1.3.1调度问题描述

1.3.2多目标决策

1.3.3调度仿真及其最新进展

1.4课题来源及主要研究内容

第二章离散事件系统仿真基础

2.1离散事件的特点和研究离散事件的一般方法

2.1.1离散事件系统的定义和特点

2.1.2研究离散事件的一般方法

2.2离散事件系统仿真及的新进展

2.3排队服务系统

2.3.1排队系统的基本概念

2.3.2常见的排队模型

2.3.3排队系统的计算机仿真

2.4本章小结

第三章FMS系统建模与仿真

3.1系统建模和仿真的一般概念

3.2 FMS物流系统的特点

3.3 FMS的建模

3.3.1建模仿真策略

3.3.2随机变量的生成

3.3.3面向事件的进程交互仿真模型

3.4系统仿真技术在FMS中的应用

3.5 FMS的仿真内容

3.5.1确定设备的配置和布局

3.5.2分析系统性能

3.5.3评估调度策略及作业计划

3.6本文仿真模型和仿真算法的建立

3.7本章小结

第四章基于虚拟工序队列的FMS调度算法

4.1零件虚拟工序队列的概念及特点

4.1.1虚拟工序队列的概念和原理

4.1.2虚拟工序队列方法的特点

4.2面向设备和面向工件的虚拟工序队列

4.3基于面向零件VPQ的FMS启发式动态调度算法

4.4 t、t1、t2轮置

4.5系统规则

4.6本章小结

第五章程序实现及实例分析

5.1系统UI设计和一体化环境

5.1.1程序用户界面(UI)设计

5.1.2实现的关键环节

5.2系统模块组成

5.2.1可视化建模模块

5.2.2仿真运行模块

5.2.3结果分析和输出模块

5.3仿真实例及其结果分析

5.3.1系统构成及系统输入

5.3.2程序运行结果

5.4系统的应用效果的分析和评价

5.5本章小结

第六章总结和展望

6.1论文主要工作概述

6.2未来工作的展望

结论

参考文献

致谢