柔性作业车间生产调度与控制系统

第1章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 调度与控制系统研究综述

1.2.1 制造系统的体系结构研究概述

1.2.2 柔性作业车间调度问题研究

1.2.3 制造系统建模研究

1.3 本书内容结构安排

第2章 柔性作业车间体系结构

2.1 柔性作业车间概述

2.2 柔性作业车间体系结构

2.2.1 柔性作业车间控制结构

2.2.2 柔性作业车间集成框架

2.3 柔性作业车间调度控制系统模型

2.3.1 IDEF建模方法

2.3.2 功能模型

2.3.3 信息模型

2.4 小结

第3章 柔性作业车间调度优化算法

3.1 柔性作业车间调度问题研究现状

3.2 作业调度问题的数学描述

3.3 基于启发式的作业调度

3.3.1 基于优先规则的启发式调度算法

3.3.2 基于工件加工进度率的启发式调度算法

3.4 基于改进遗传算法的作业调度

3.4.1 遗传算法的基本原理

3.4.2 遗传算法的基本遗传操作

3.4.3 柔性作业车间调度的改进遗传算法

3.4.4 改进的遗传算法流程

3.4.5 求解FJSF一期工程的生产调度

3.5 三种调度算法的性能对比分析

3.6 柔性作业车间生产计划调度系统工程应用

3.6.1 柔性作业车间调度问题的提出

3.6.2 车间生产计划调度系统的设计

3.6.3 生产作业计划制订

3.7 小结

第4章 基于Petri网的柔性制造车间单元控制系统

4.1 Petri的国内外发展现状

4.2 基本Petri网

4.3 面向对象的Petri网

4.3.1 面向对象高级Petri网模型的提出

4.3.2 OPNets模型的扩充——OOPNN

4.3.3 面向对象Petri网模型的形式化定义

4.4 基于面向对象Petri网的FJSF运行控制系统模型

4.4.1 基于OOPN的单元运行控制结构

4.4.2 OPNCC模型的开发流程

4.4.3 静态分析

4.4.4 动态分析

4.5 基于OOPN控制系统的程序实现

4.5.1 采用面向对象语言描述的Petri网控制模型

4.5.2 控制程序结构

4.6 小结

第5章 分布式数控系统

5.1 分布式数控——DNC概述

5.2 DNC系统的功能结构

5.3 DNC的工程应用

5.3.1 程序传输网络连接

5.3.2 数据采集网络连接

5.4 NC程序传输

5.4.1 使用NPort传输数据

5.4.2 机床侧收发程序

5.5 数据采集及监控

5.5.1 使用IOLogic采集数据

5.5.2 基于OPC XML DA规范的数据采集及监控系统

5.5.3 系统实现

5.6 NC程序管理

5.6.1 软件层次结构设计

5.6.2 系统数据库设计

5.6.3 DNC系统管理

5.7 小结

参考文献

《柔性作业车间生产调度与控制系统》主要讨论了柔性作业车间多层调度与控制结构，并分别讨论了柔性作业车间生产管理与控制的关键技术及实施方法，系统阐述了集成框架下建立柔性作业车间的整体解决方案，深入分析和研究典型集成体系结构，并以递阶控制结构为参考，利用客户/服务器模式和数据库技术作为支撑技术，提出了适合于柔性作业车间环境条件的集成框架，并研究开发了集成框架内通信服务器、信息服务器以及前端服务器软件等支撑软件，提出了集功能集成、信息集成和过程集成于一体的统一的柔性作业车间集成平台，为实现多种控制方式的集成提供了可能。
　　《柔性作业车间生产调度与控制系统》可供从事现代制造系统开发、推广柔性制造工程技术的工程技术人员，工商管理专业、工业工程专业及自动控制专业的本科生和研究生，及企业车间作业和管理控制有关部门的技术人员提供阅读和参考。

柔性制造系统是先进制造技术的重要研究内容之一，柔性制造技术是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与管理科学等多学科先进技术的综合。它以集成化生产为特征，通过大量决策变量和多个优化目标的实施，已成为适应多品种、中小批量生产规模的自动化制造系统。
　　目前，柔性制造系统技术在欧美等发达国家已得到广泛的应用，但在我国成功应用柔性制造系统技术的企业并不多，大部分企业注重车间资源管理等上层信息管理模块的开发，很少涉及底层设备的控制与管理。主要原因是国内数控机床的普及率较低；配套机电设备的可靠性较差；系统集成技术不完善。《柔性作业车间生产调度与控制系统》作者在多年从事柔性制造系统开发经验的基础上，结合某企业典型柔性制造系统工程项目的制造分系统——柔性作业车间一期工程开展相关技术的研究与开发。