基于Petri網(wǎng)的FMS建模與調(diào)度研究.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)（FMS）的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過(guò)程是相當(dāng)復(fù)雜的，它具有耗資大、風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)密集的特點(diǎn)，所以需要在系統(tǒng)投入實(shí)施和運(yùn)行之前，找到一種合適的方法對(duì)柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行清楚準(zhǔn)確地建模并對(duì)其構(gòu)成要素及整體靜態(tài)／動(dòng)態(tài)特性加以分析，這樣可在設(shè)計(jì)之初發(fā)現(xiàn)并克服系統(tǒng)模型可能存在的致命錯(cuò)誤，同時(shí)可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控中的故障診斷和恢復(fù)工作。另一方面，調(diào)度和控制也是制造系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題，在對(duì)FMS建模的基礎(chǔ)上根據(jù)給定的一些調(diào)度和控制原則對(duì)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)執(zhí)行情況進(jìn)行

2、仿真，實(shí)時(shí)地輸入與設(shè)備、規(guī)則有關(guān)信息，并對(duì)與系統(tǒng)性能有關(guān)的數(shù)據(jù)加以處理、評(píng)價(jià)，可以達(dá)到系統(tǒng)修正和尋優(yōu)的目的。目前，由于Petri網(wǎng)不僅能描述資源的共享、沖突、互斥、并發(fā)和不確定性，而且能進(jìn)行定量分析和定性分析，Petri網(wǎng)理論已成為柔性制造系統(tǒng)中建模與分析的主流技術(shù)之一。 本文主要研究基于Petri網(wǎng)的柔性制造系統(tǒng)的建模與調(diào)度方法，針對(duì)一些典型的具有NP難度的柔性制造系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題，提出幾種簡(jiǎn)單、有效、實(shí)用的基于Petri網(wǎng)的啟發(fā)

3、式算法。主要研究工作和取得的成果如下： （1）開(kāi)發(fā)了一個(gè)FMS的Petri網(wǎng)建模與調(diào)度仿真的軟件平臺(tái)，該平臺(tái)為FMS的調(diào)度研究提供了方便的測(cè)試運(yùn)行環(huán)境。軟件實(shí)現(xiàn)了Petri網(wǎng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，可以很方便地調(diào)入各種FMS的Petri網(wǎng)輸入文件，也可自動(dòng)生成大量滿(mǎn)足指定條件的測(cè)試模型，另外通過(guò)調(diào)度函數(shù)的使用就可以在其中測(cè)試不同的調(diào)度算法，使得使用者的主要精力只需集中在所要解決的問(wèn)題上。 （2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)L1算法并不像其文獻(xiàn)

4、中所說(shuō)的那樣具有可容性，此問(wèn)題在另一些文獻(xiàn)中也被提到并作了修改，但改進(jìn)算法在某些情況下仍然會(huì)拋棄掉最優(yōu)路徑上的一些節(jié)點(diǎn)，針對(duì)此問(wèn)題，提出了一種采用改進(jìn)的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇的方法，彌補(bǔ)了以前方法的不足。此外，為了提高算法的收斂速度，還提出了一種在保證結(jié)果最優(yōu)的前提下采用快速收斂條件的啟發(fā)式調(diào)度方法。 （3）提出了一種在FMS系統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型中采用A·算法和深度優(yōu)先算法（DF）相結(jié)合的混合搜索策略，并使用改進(jìn)的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇規(guī)則來(lái)尋找