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《浙江大学》 2001年
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柔性制造系统的Petri网物流仿真

王卡停  
【摘要】:全球化竞争、成本和利润的压力以及先进技术的飞速发展导致制造业正在变得越来越复杂。柔性制造系统为制造者带来了一种应变途径,它将在技术、竞争和利润之间建立一座桥梁,是一个专用于解决制造效率的方法。 柔性制造系统(FMS)是一个由物流和信息流组成的技术密集的、复杂的自动系统。由于加工过程中各种资源、机床设备的加工能力已确定,要想再从生产过程中取得明显的效益提高已经是相当困难,而物流过程仍是一个可研究并具有较大潜力可挖掘的领域。因为在产品生产的整个过程中,仅仅有5%的时间用于加工和制造,95%的时间是用于存储、装卸、等待加工和输送。因此,物流系统的研究是提高FMS生产效率,降低生产成本,提高设备利用率的重要手段。而仿真技术运用于物流系统将有助于增强人们对物流的认识和改进,在物流系统的规划与设计,物料控制,物料运输调度等方面有着广泛的应用。 本文从建模与仿真两个方面对FMS物流系统进行了研究。在建模方面,主要研究了基于随机高级Petri网模型的FMS物流系统,使用SHLPN建模方法对宝钢钢管分公司高压锅炉管线物流系统建立了Petri网模型:在仿真方面,提出了一种面向事件和活动扫描仿真模型,研究了SHLPN网模型的面向对象表达方式,并在该体系结构下设计并实现了基于SHLPN模型的钢管高压锅炉管线物流仿真器。 本文的主要贡献如下: 1、论述了柔性制造系统的构成和在工业中的重要性,物流仿真在柔性制造系统中的重要性及现有方法,以及Petri网的发展成果和在物流仿真中的应用。 2、分析了Petri网理论的发展历程,从高级Petri网和时间相关Petri网两个方面对Petri网进行了分类,研究了随机高级Petri网理论,为进一步建立FMS物流系统Petri网模型打下基础。 3、针对FMS物流系统的柔性特征和时间特性,分析了FMS组件的三种建模方法,指出了Petri网建模的优点所在,并在SHLPN理论的基础上建立了FMS整体Petri网模型。最后论述了FMS模型与物流仿真的关系。 4、在分析物流仿真器的仿真模型设计方法的基础上,提山一种新的基于事件调度法和活动扫描法相结合的仿真策略,特别适合于应用在Petri网模型上:采用扫描的方式测试系统中的实体(即变迁),一旦满足前提条件就激活实体的活动例程,使相关的事件得以发生并改变系统的状态和安排相关事件 的发生时间。通过线程使得FMS系统在计算机中如同在实际生产环境中一 样工作着,无须设置系统仿真时钟。 5、在描述和分析了宝钢钢管分公司高压锅炉管线生产工艺和物流特点之后, 采用基于事件调度法和活动扫描法相结合的仿真策略和面向对象技术,编 制了宝钢钢管分公司高压锅炉管线物流仿真软件。文中给出了物流仿真器 的仿真算法和仿真程序框图。最后,通过分析仿真结果对实际的生产物流 系统的性能进行了分析和研究。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP391.9;TH165

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