文档包括:
说明书一份，48页，28400字左右。
开题报告一份。
设计PPT答辩一份。
外文文献一份。
中期检查一份。
题 目 柔性制造系统中机床调度 优化研究
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2课题提出的目的和意义 1
1.3课题相关研究领域的发展状况及趋势 1
1.4 本课题主要研究内容和设计任务 2
第二章 调度与遗传算法相关理论 4
2.1调度的定义 4
2.1.1机床调度的定义 4
2.1.2机床主要调度问题 4
2.2调度问题的描述和分类 4
2.3调度的优化算法 5
2.4遗传算法基本理论 7
2.5遗传算法基本概念 8
2.6遗传算法主要步骤 9
2.7适应度函数 9
2.8遗传操作算子 10
2.8.1选择算子 10
2.8.2交叉算子 11
2.8.3 变异算子 12
2.9遗传算法参数的选择 13
2.10 遗传算法的应用与发展趋势 13
第三章 基于遗传算法进行机床调度 15
3.1静态车间调度 15
3.2 问题的描述 15
3.3基本遗传算法的构造 15
3.3.1编码 15
3.3.2 解码 16
1 基于机器编码的机器工件队列之间的冲突消解 16
2. 最后解码计算最大调度时间 17
3.4 初始种群的产生 17
3.5 选择操作 17
3.6交叉操作 18
3.7变异操作 18
3.8 动态车间调度 18
3.9动态调度类型 19
3.10动态调度控制方法 20
3.10.1急件到来 20
3.10.2机器故障 22
3.10.3订单取消 24
3.11应用实例 26
第四章C语言相关知识及编程 31
4.1 C语言相关知识 31
4.2 C语言程序的特点 31
4.3 C语言程序的开发步骤 32
4.4 C语言编程 32
4.5 输出结果 37
第五章 全文总结与展望 39
5.1全文总结 39
5.2 展望 39
结束语 40
致谢 41
参考文献 42
柔性制造系统中机床调度优化研究
摘 要:
随着市场的多变以及市场对产品个性化的需求，多品种、小批量生产方式已经逐渐成为制造业的发展主流。研究批量调度的优化方法，对于先进制造业的现代化具有重要的理论价值和实际意义。
本文介绍了机床调度的概念及其发展过程、研究现状和发展趋势；对车间调度的各种研究方法进行了简要的介绍和比较；概述了遗传算法的基本原理和步骤，介绍了遗传算法常用的一些算子，分析了遗传算法的特点，并对遗传算法的一些理论进行了讨论。
对三种常见的动态事件（急件到来、设备故障、订单取消）的重调度控制方法进行了研究，并在静态调度问题研究的基础上，运用自适应遗传算法对动态调度问题进行了研究，获得了动态调度的控制策略和重调度方法。此控制策略和重调度方法可以较好地解决由于动态事件的出现而导致的静态调度方案不再适用的问题，从而保证了FMS系统在有扰动时也能持续地运行。
关键词：遗传算法,动态调度,柔性制造系统
Flexible manufacturing system in machine tool research on Scheduling Optimization
Abstract：
With much change of the market and the diversification of customer need，variety and small batch production mode has become the main way of manufacturing gradually．The study of optimization method for batch scheduling is very important to modernization of advanced manufacturing because of its theoretical and practical in researches in current and in the future of job shop scheduling are introduced，some research methods are introduced and compared．Basic foundation,process and operations of GA are stated briefly，and the character is ticsander theoretic are discussed．
The re-scheduling control method of three dynamic events （the arrival of new parts , Mechanical failures , canceled orders ) are Studied, and based on the static scheduling problem , the adaptive genetic algorithm is used for the study of dynamic scheduling . In this part , Dynamic Scheduling and Control Strategy are put forward . Application of the control strategies and rescheduling methods can solve the problem that the appear of dynamic events led to static scheduling program is not apply , so ensuring the FMS system can continue to optimize the operation in the case of a disturbance happening.
KEY WORDS: genetic algorithms, workshop scheduling, FMS scheduling,dynamic scheduling
一、选题目的和意义：
“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样性和可变性，可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性制造系统适合于多品种、中小批量生产，可迅速适应产品变化，具有进步设备利用率、减少在制品库存量、进步产品质量和一致性等诸多优点。但是系统的这些优点能否发挥，取决于各生产设备调度后的运行效率情况，如仓库的调度、机床的调度、物料运输车辆的调度等。其中机床的调度优化起到非常关键的作用。机床调度的目的是将工序合理的分配给各机床，并对各机床上的工序进行排序优化以使完成所有工序的时间最小。该调度的评价以目标函数为主，如“最小制造周期”、“机床利用率”、“工件流通时间”等，这些评价参数都对整个生产系统的加工效率具有直接的影响。所以合理的机床调度规则，在时间和空间上可有效利用系统的有限资源，以满足各项生产指标的要求。因此机床调度问题将直接影响系统的有效性和柔性，通过设计适合的调度算法对机床各种工作情况进行实时的调度研究，具有非常现实的意义，它的优化可提高生产任务的加工效率。
二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势：
柔性制造系统是70年代末、80年代初出现的一种具有高度柔性的自动化制造系统。随着科学技术的发展，新产品的出现，产品市场寿命也随之缩短，相应的更新换代的速度加快，中小批量生产比例增加，以这种生产方式生产的产品占制造业总值的70%，其中采用优化调度的方法可提高30%的生产效率。尤其是近年来，国外一些工业技术比较发达的国家为进一步提高劳动生产率，降低生产成本，缩短产品的生产周期以增强产品更新换代和产品市场竞争力，所以柔性制造企业对调度优化的要求越来越高，由此带动的学术界对该问题的研究也越来越多。
由于调度问题的复杂性，不同的研究者提出不同的算法和优化过程，最初是集中在整数规划，仿真和简单的规则上，随着各种新的交叉学科和优化技术的建立和发展，出现了很多智能调度优化的方法，如神经网络，模拟退火法，遗传算法，禁忌搜索法等，使调度问题的方向向多元化方向发展。
在未来的发展中，如何在先进的柔性制造系统中实现各生产环节调度的实时性和高效性，确定简洁实用的算法将是重中之重。目前对物料运送车辆AGV的调度和对仓库的调度的研究非常多，而机床的调度相对薄弱，主要是通过一些经典的排队算法的简单应用。 但机床在整个加工环节对整个系统效率的影响又是最大的，所以本课题将寻找简单、实用、可行的一种调度算法以提高系统的加工效率。
三、主要研究内容：
1．确定方案：了解柔性制造系统的工作原理及主要功能，提出该系统下机床优化调度设计方案；
2．算法分析：根据系统功能，选择合适的算法，实现机床的优化调度。
3．系统设计：用仿真软件实现对具体的算法仿真验证。
4. 完成毕业论文的撰写。
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