基于Petri网的轿车曲轴FMS系统设计及调度优化

摘要

轿车曲轴柔性化制造系统(FMS，Flexible Manufacture System)是为曲轴制造过程内的数控机床、在线检测设备以及其他工艺处理设备所研发的，是计算机控制系统和信息化的物料自动存储配送系统组成的一个有机结合起来的整体。曲轴FMS制造系统是一种典型的离散事件动态系统(DEDS)，其中，计算机集成制造系统的关键和瓶颈是生产调度，运用合理的生产调度策略，能给企业的精益化生产带来巨大的提升，进而显著的提高一个企业的经济效益。因此，对于优化曲轴生产调度控制策略的研究，具有极其重要的理论意义和实际应用价值。
　　首先，通过对在轿车曲轴FMS系统中Petri网的建模理论与方法研究，通过研究，对轿车曲轴行业的FMS生产调度非确定性Petri网模型进行了建立。此模型中以曲轴调度知识库为依据，跟踪监控整个曲轴加工过程、刀具信息，详细地阐述了曲轴生产过程中动态调度的方法与具体形式。其次，在通常的启发式调度算法的基础上，进一步明确提出分层调度的曲轴FMS生产优化决策思想。在调度过程中，综合分析整个FMS系统的生产效率与生产成本;最终，将非确定Petri网数学模型导入HiPS仿真软件，对轿车曲轴FMS生产线进行了仿真，对其中的生产调度情况进行了动态的模拟，并且记录分析了系统整体的运行情况数据;验证了本文所提出的策略的正确性与先进性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状与发展趋势

1．4 本文的主要研究内容以及章节安排

1．4．1 FMS系统的组成及其生产调度问题的研究

1．4．2 FMS生产调度建模方法

第2章 轿车曲轴FMS系统综合建设方案

2．1 系统设计要求

2．2 项目总体工艺布局

2．3 节拍分析及设备利用率

2．4 生产线信息系统

2．5 轿车曲轴FMS系统软件系统设计

2．5．1 轿车曲轴FMS系统调度软件

2．5．2 轿车曲轴FMS系统监控系统

2．6 本章小结

第3章 轿车曲轴FMS系统的生产调度Petri网模型构建

3．1 轿车曲轴FMS的物理模型

3．1．1 轿车曲轴FMS的布局

3．1．2 轿车曲轴FMS的调度策略

3．2 非确定Petri网模型的建立

3．2．1 Petri网的基本概念

3．2．2 轿车曲轴FMS系统基本关系及其在Petri网中的表示方法

3．2．3 轿车曲轴Petri网的底层建模步骤

3．2．4 轿车曲轴FMS系统非确定Petri网模型

3．3 本章小结

第4章 轿车曲轴FMS系统的启发式生产调度优化

4．1 轿车曲轴FMS系统启发式生产调度规则

4．2 轿车曲轴FMS系统的生产调度

4．2．1 轿车曲轴FMS系统生产调配范围

4．2．2 轿车曲轴FMS系统生产调度的数学描述

4．3 基于生产效率的轿车曲轴FMS系统启发式调度优化

4．3．1 生产效率描述

4．3．2 基于生产线生产效率的启发式算法

4．4 基于制造成本的轿车曲轴FMS的启发式调度优化

4．4．1 轿车曲轴FMS生产线的制造成本分析

4．4．2 基于制造成本的轿车曲轴FMS启发式算法

4．5 本章小结

第5章 轿车曲轴FMS系统的计算机调度仿真

5．1 HiPS仿真软件

5．2 基于Petri网的轿车曲轴FMS系统仿真模型

5．3 基于制造成本的FMS系统调度优化仿真结果分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

致谢

参考文献