基于Petri网模型的FMS控制决策方法研究

应用Petri网理论 ,通过对现有FMS(柔性制造系统 )进行分析和研究 ,确定了该FMS中的各状态和事件及其因果关系 ,建立了实际FMS的Petri网模型。通过该模型的描述和对FMS实际运行情况进行分析 ,建立了优化调度控制规则。依据模型和调度控制规则 ,构造了该FMS管理与控制软件 ,实现了用于一实际FMS的调度与控制决策系统和动态运行的有效控制     

柔性制造系统动态调度优化建模研究

针对柔性制造系统的调度优化问题,讨论了一种使用赋时变迁Petri网理论,建立基于优先级的FMS系统的动态生产调度系统优化模型的方法.通过构建加工单元模块,并结合多个调度规则,对系统模型进行优化,使系统能够对各种变化做出实时响应,并以实例验证该模型的动态响应能力和有效性.     

板材FMS的混合调度方法及应用

提出静态调度和动态调度相结合的板材FMS混合调度方法。采用整数规划建立FMS静态调度模型;分析了板材FMS动态调度中的决策节点,以基于调度规则的系统仿真完成FMS动态调度。应用表明,该方法具有实用价值。     

基于Petri网的柔性制造系统建模的调度算法

针对柔性制造系统(FMS)建模中存在的问题,通过分析FMS的组成和特点,提出了基于赋时对象Petri网的建模方法.该方法集中了Petri网和面向对象技术的优点,利用赋时对象Petri网,建立了FMS的资源对象模型和动态行为模型.同时分析了传统调度算法的优缺点,在传统调度算法的基础上提出了时间-A搜索算法,该算法能有效地解决了FMS仿真时的调度问题,使得加工路径代价较低,同时避免了A搜索算法搜索节点多、搜索效率低的弊端.     

FMS调度与控制的统一建模与集成设计

分析了FMS调度与控制统一建模与集成设计的必要性，从FMS运行过程的IDEF0功能建模入手，建立了基于模块化彩色赋时Petri网（CTPN）的FMS调度与控制的统一模型。该模型不仅可描述FMS的调度问题，而且能表达FMS的运行控制逻辑与仿真，从而为FMS控制系统的集成设计奠定了基础。为简化FMS控制系统的设计，提出了虚拟工作站的概念与方法，将FMS控制器的部分控制功能下放到低层的工作站控制层。基于上述CTPN统一模型，开发了FMS调度与控制的集成设计原理和方法。     

考虑刀具剩余寿命的工件流-刀具流综合调度研究

为解决FMS中工件流-刀具流的调度优化问题,考虑刀具剩余寿命,以完成时间最短为优化目标,建立了工件流-刀具流综合调度模型,提出了改进和声-遗传算法,并对模型进行优化求解.设计了MSOS+TSOS编码方式和GS初始化方法,从而显著提高了算法的收敛性能和求解效率.算例结果表明,该模型能有效降低完工时间,并且算法的收敛速度和稳定性也得到了明显提高,大大降低了问题求解的迭代次数.     

FMS刀具管理优化技术研究与实验系统开发

设计开发了基于嵌入式控制技术的FMS刀具控制管理实验系统,其结构紧凑、功能完善、配置灵活,能够模拟FMS实际生产加工中刀具控制过程,既可应用于相关理论与技术的实验验证,也可应用于实验教学和培训。并运用遗传算法在有限刀具资源约束下对FMS刀具调度优化问题进行了研究,采用静态和动态两级调度优化策略,对减少换刀次数,提高FMS生产效率具有积极的作用。     

基于生物遗传算法的FMS生产调度算法

根据遗传算法,提出了一种FMS生产调度的新算法,该算法不仅适于FMS的静态调度问题,而且由于其计算复杂性低、计算量少的特点,同样也适于FMS的动态调度问题,有效地为解决自动化生产系统的生产调度问题提供了新方法.     

柔性加工环境中机器和AGV的集成调度

研究由几台加工中心（WS）和一台（多台）自动导向小车（AGV）组成的柔性制造系统（FMS）的调度问题,描述了采用AGV的FMS高度的特点,建立了可变工艺路径、包含AGV的FMS调度问题的模型,形成一种新的基于有向图的可变路径表示方法,采用结合启发式规则优点的遗传算法（GA）同时调度机器和AGV,使得AGV调度成为FMS集成环境下调度的一部分,提出了面向可变路径特征的交叉算子,采用自适应的交叉、变异策略和灵活的群体控制策略,对几个调度实例进行了计算。     

基于OPN的FMS单元控制器设计

分析了在递阶控制体系下FMS单元控制器的功能与结构。基于面向对象的思想,从设备层到工作站层再到单元层逐步扩展,建立了FMS的面向对象Petri网(OPN)动态模型,在此模型基础上,增加与系统调度和实际设备监控相关联的设备状态库所、控制库所和决策库所,使其扩展成为运控OPN。以运控OPN为核心并结合其他功能模块给出调度与控制集成的单元控制器软件结构,按照这种结构开发FMS单元控制器,并应用于北京交通大学教学型FMS。     

基于扩展高级全局决策Petri网的FMS优化模型

柔性制造系统是一个复杂的离散事件动态系统。在扩展高级决策：Petri网的基础上，提出了一种具有全局结构的扩展高级全局决策：Petri网，对柔性制造系统进行建模的方法。以扩展高级全局决策Petri网与基于遗传的最小平衡算法结合为例，证实了扩展高级全局决策：Petri网与智能优化方法相结合，既提高了FMS优化调度的整体性能，又使调度具有较强的可观性。     

基于 Petri网的柔性制造系统动态优化模型

为解决柔性制造系统的动态优化调度问题,在基于扩展高级全局决策Petri网的柔性制造系统优化模型的基础上,提出了实时一优化切换控制Petri网模型。该模型在柔性制造系统发生加工设备故障、急件插入等异常情况时,自动切换并运行全局优化调度算法,并在系统允许的时间范围内,再切换返回到原有系统状态,按照新的优化结果运行。最后,以实时一优化切换控制Petri网模型与基于遗传的最小平衡算法结合为例,证实了该模型是有效的。     

面向FMS生产调度和控制的零件动态工艺模型研究

提出一种基于ＦＭＳ生产调度与控制的零件动态工艺模型。该模型由零件加工工序和各个工序之间的约束关系描述两部分组成,去掉了传统人为的加工顺序约束,易于与生产调度控制系统集成,能充分发挥ＦＭＳ生产调度柔性的特点,为ＦＭＳ优化生产调度的料现提供一条较好的途径。     

Models for the process planning problem in flexible manufacturing systems

Two levels of the process planning problem may be distinguished: the local problem, i.e. the production of a single part, and the global problem concerned with the interdependence of a group of parts to be manufactured. At the local level, one is faced with the completeness and the proper sequencing of the required operations. This may be related to the set covering problem and to topological sorting, respectively. The global problem is more involved and two important models are discussed: the process selection model and the FMS scheduling model. The process selection model is formulated as a clique problem. The FMS scheduling model is described as a constrained travelling salesman problem, and for its decomposition cluster analysis is applied.     

基于DAI的FMS智能检测监控系统研究

详细介绍了基于分布式人工智能（ＤＡＩ）技术的ＦＭＳ智能检测监控系统。采用多Ａｇｅｎｔ方法建立了ＦＭＳ检测监控系统的控制模型,确立了第一Ａｇｅｎｔ核心是由基于知识的监控模块,诊断模块,融合、协调与控制模块构成,并研究了ＦＭＳ智能检测监控的融合、协调与控制策略笔系统组建技术。     

一种有约束FMS资源调度的新方法

提出利用神经网络和模拟退火技术来求解有约束有ＦＭＳ资源调度问题的一种新方法。有约束的ＦＭＳ资源调度被分解为一系列时间间隔的调度,这些时间间隔的调度由事件驱动,随着这些时间间隔的调度的完成,整个调度过程结束。     

Simulation-based metamodels for the analysis of scheduling decisions in a flexible manufacturing system operating in a tool-sharing environment

This paper presents the salient aspects of developing simulation-based metamodels for scheduling a typical flexible manufacturing system (FMS) operating in a tool-sharing environment. A discrete-event simulation model of the FMS is developed for the purpose of experimentation. Seven scheduling rules from the literature are incorporated in the simulation model for part scheduling decision. The performance measures considered for analysis are mean flow time, mean tardiness, and percentage of tardy parts. Simulation experiments have been carried out for various scenarios arising out of the settings of the mean interarrival time of parts for processing in the system and due-date factor. The simulation results are used to develop regression-based metamodels. These metamodels have been subjected to systematic analysis. The metamodels are found to offer a good prediction of the performance of FMS within the domain of their definition.     

面向对象的FMS建模与集成设计

基于ＦＭＳ领域分析,建立ＦＭＳ面向对象的统一模型框架,并对ＦＭＳ生命周期的各个阶段进行集成研究,开发了一个集ＦＭＳ规划设计、计划调度、控制及仿真为一体的集成设计系统。介绍了该集成设计系统的总体结构及主要功能模块。     

基于信息的分布式FMS的控制及其动画仿真

比较详细地分析了ＦＭＳ的模型问题，提出了ＦＭＳ的基于信息的分布式控制方法，讨论了各种设备的智能协同控制器（ＩＳＣ）的结构和开发。每个设备或实体前都置有一个智能协同控制器，它们有自己的调度协议，并能通过网络传送数据和信息。所有的ＩＳＣ不仅能访问服务器中的数据，也有处理自己的局部数据库和规则库的能力，且并发运行，因此大大提高了系统的柔性及其鲁棒性。