fms智能调度问题.研究

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1、北方交通大学硕士论文FMS智能调度问题研究第一章绪论1．1柔性制造系统制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产业。据估计，工业化国家约70％～80％的物质财富来自制造业，因此，很多国家把制订制造业发展战略列为重中之重。1987年美国国防部的一份报告指出，要重振美国经济雄风，要在下一个世纪全球经济中继续保持美国经济霸主地位，必须大力重振制造业⋯。可见，制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响，在2l世纪的工业生产中具有决定性的地位与作用。随着世界进入信息时代，制造业

2、面临着新的挑战，主要问题是：制造业所处的环境是不断改变和难以预测的，本质上是一种湍流、混沌的环境。用户对产品的需求千变万化，各不相同。产品被认为是在原始资料(物质、能量与数据)上赋予顾客需求信息及相关制造知识的产物。由此可见，今后的产品是按特定顾客的特殊需求设计与制造的。由于每一产品都不相同，因而企业面临着不断设计新产品的需求；每一产品的生产加工过程也各不相同，企业面临着不断重构制造系统的需求；为此，企业需要不断改变经营过程。在这种情况下，生产模式已经转向以多品种、中小批量为主要模式f21。柔性

3、制造系统(FMS，FlexibleManufacturingSystems)是为解决多品种、中小批量生产而发展起来的一种自动化生产方式。目前，对FMS还没有统一的定义，比较权威的定义如下：在“中华人民共和国国家军用标准”有关“武器装备柔性制造系统术语”中的定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。”美国制造工程师协会的计算机辅助系统和应用协会把FMS定义为

4、“使用计算机控制、柔性工作站和集成物料运贮装置来控制并完成工件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统”[21。北方交通人学顺l：论文美围田家标准局把FMS定义为：“⋯个1‘输系统l成系起来的’些设备，传输装置把工件放在其它联结装胃卜送到各]JII-]：设备，使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统，柔性制造系统有时可同时加工几种不同的工件。”国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统，在最少人的干预下，能够生产任何范围的产品族，系统的柔性通常受到系统设计

5、时所考虑的产品族的限制。”欧共体机床工业委员会认为“柔性制造系统是一个自动化制造系统，它能够以最少的人加工或混合加工；系统的柔性一般受到系统设计时考虑的产品族限制，该系统含有调度生产和产品通过系统路径的功能。系统也具有产生报告和系统操作数据的手段。”pJ根据上述定义，不难看出FMS的一些共同特点：如表l所示表1FMS的共同特点硬·两台以上数控机床或加工中心及其它加I：设备件●一套能自动装卸的运储系统，包括刀具的运储和T什原材料的运储●一套计算机控制系统软●运行控伟0件●质量保证●数据管理和通信网

6、络功●能自动完成多产品多上序的加L能●物料系统可以实现工件的自动供给和装卸，以及自动传送、调运和储存的功能·有刀具的自动补充，工件的白动识别，以及消洗和处理冷却液的功能●有对系统的运行状况、加T=状况、加J：循环、’】：贝状况等在线监控和管理功能FMS的柔性从某种意义上讲，是FMS的灵魂，是FMS区别与传统生产方式的关键。其定义也是众说纷纭，下面给出其基本概念和衡量指标pj(如表2所示)。国内外FMS应用实践表明，作为多品种、中小批量的～种生产模式，FMS在提高生产率和产品质量、保证交货期、提高

7、系统可靠性、加强企业应变能力等方面已取得很大效益。从宏观看，FMS技术可以进一步提高产品质量，提高设备利用率，使管理科学化以及提高企业的竞争能力。有关资料表明，应用FMS技术可取得如下直接效益【2一】：●关键贵重设备使用率达80—90％；●使库存减少60—80％；●直接劳动力节省30—50％：·加工场地节省40。50％；北方交通大学硕十论文FMS智能调度问题研究·生产效率可提高50％·加工成本减少50％。表2柔性分类与衡量没备柔性系统中的设备易丁实现系统中没备实现加『：不同『：什所需的加工不同类

8、型f-4't=所具调整时间：备的转换能力●更换磨损刀具的时间·加』：同一类而不同组的一J：什所需的换刀时间●组装新夹具所需的时间·加J：不同类刑l：什所需的调整时间：J：艺柔性系统能够以多种方法加系统不采州成批方式而能同时加工]：l：某一工件组的能力rI：的晶种数产晶柔性系统能经济而迅速地转系统从生产一种}：件转向生产另一种向生产新产品的能力77I"1：所需的时间流程柔性系统处理其故障并维持系统发生故障时生产率r降程度或工其生产持续进行的能力件能否继续加～I：的能力批量柔性系统在不同批量下运行系