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《西安电子科技大学》 2010年
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基于Petri网的FMS调度问题研究

任小龙  
【摘要】: 随着市场竞争的加剧和客户需求的多样化,计划与调度在现代制造系统中扮演着越来越重要的作用。由于柔性制造系统中存在异步、并发、资源共享、路径柔性等关系,因此对该类系统的调度是十分复杂的问题。本文从系统的Petri网建模方法与调度算法两方面入手,对柔性制造系统调度中的有关问题进行了深入研究,提出了一些模型和算法。主要成果有: 1.以FMS的Petri网模型的可达图为对象,在BF-BT搜索算法的基础上,与动态搜索窗技术结合,提出了一种混合启发式搜索调度算法。使用BF法可以保证调度质量,使用BT可实现快速回馈,使用动态搜索窗可以控制系统规模,提高运行速度。实例计算表明该算法可快速获得较好的调度结果,可用于较大规模FMS的调度问题。 2.研究了具有交货期的FMS的调度问题。基于Petri网建立了一种以总拖期最小为目标的调度模型,在动态分解交货期理论的基础上,建立了以各工件总拖期最小为指标的启发函数,引导BF算法完成调度过程。 3.采用无向Petri网对AGV系统路径布局进行建模,与Time-window结合建立基于时间的可达状态图。将调度的方法用于双向通行的多AGV系统的路径优化,并以BF搜索方法为基础,以下一步路径的状况作为确定目前状态的依据,提出了时间最短的路径优化算法。研究了在存放工作站和设备停靠点两种驻留方式下多AGV系统的最优路径算法,并提出了一种基于due-date的AGV选择及路径优化算法。 4.针对AGV采用随行分派、分散分派与分布共享分派策略,分别建立了工件与AGV同步调度的FMS的Petri网模型,建立了分布共享策略下选择AGV的Petri网模型,以实现对AGV分派与路径的优化控制。使用混合启发式搜索算法对各种策略下的实例进行了计算,并分析比较了采用各种策略的调度效果。 5、在集成AGV的FMS的基础上,进一步研究了考虑AGV系统路径交通状况下的调度问题。对于AGV采用不同的分派策略,相应地建立了考虑路径系统的集成的FMS的Petri网模型。重点研究了AGV采取分布共享分派策略下考虑路径系统的FMS调度问题。分别以最优路径算法和基于due-date的AGV选择及路径优化算法为基础,提出了两种不同的调度方法,并分析比较了不同情况下两种算法的调度结果。
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