基于面向对象和Petri网的FMS建模与仿真

摘要

柔性制造系统(FMS)是在市场激烈竞争的形势下诞生的自动化制造系统，适应于多品种、小批量生产方式，具有高效率、高质量、高柔性等一系列优点。但是FMS组成复杂、建设周期长、投资费用高，所以在FMS的系统规划和运行过程中，对系统进行建模和仿真分析是非常必要的。本文主要研究如何将面向对象思想和Petri网理论相结合，对FMS进行更准确、更本质的建模仿真。论文可分为两部分：第一部分提出了建立FMS的对象化Petri网模型的系统化方法，这种模型能够真实地反映FMS特点；第二部分研究如何基于该模型对FMS进行动态仿真分析。 论文的主要内容如下： 首先，基于面向对象的思想，对FMS系统进行全方位、多视图的描述，建立了FMS的集成对象模型。这种对象模型不仅可以描述系统的整体结构和其中所包含的对象，而且可以揭示系统中对象之间的内在联系并进行有机集成。所以，这种集成对象模型在整体上保证了一定的柔性和可扩展性，为FMS的设计开发提供了一个统一的模型框架。 其次，针对Petri网所固有的缺陷，将面向对象的方法与高级Petri网相结合，提出了对象化Petri网建模法。根据这种方法，在宏观建模上采用面向对象技术，从而保证整体模型的本质性和简洁性；在各对象的具体实现上，即建立各对象子网模型时，采用Petri网理论，以保证各对象的严谨性和准确性；各对象之间的连接一般采用合并对象的相关变迁节点或库所节点来实现，以保证模型的系统性。 最后，以一实际的教学型SL-FMS系统为例，应用本文提出的对象化Petri网建模方法，建立系统的对象化集成Petri网模型，然后通过仿真分析找出系统中存在的不足，提出改进方案并进行验证，从而证明了本文所提出的对象化Petri网建模法的有效性和实用性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章相关理论概述

第三章柔性制造系统的对象模型

第四章FMS的对象化Petri网模型

第五章教学型SL-FMS的动态仿真分析

第六章总结与展望

参考文献

作者在硕士研究生期间发表论文情况

致 谢