《製造裝配系統魯棒控制最佳化方法研究》是依託西安交通大學，由邢科義擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：製造裝配系統魯棒控制最佳化方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：邢科義
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對製造系統活性控制問題的研究以往主要是針對確定性系統，而最佳化調度則很少涉及控制問題，導致設計的控制與調度難以同時套用於系統。本項目將開展資源不可靠製造裝配系統魯棒結構控制與最佳化調度問題的系統化研究。基於Petri網或離散事件系統模型,研究建立導致這類系統死鎖的結構特徵和狀態安全性判別方法,建立對資源故障等不確定事件具有魯棒性和多項式時間複雜性的最優或次優控制策略。基於控制策略，建立魯棒調度策略的綜合設計方法。通過將控制邏輯轉換為調度約束以及將控制策略嵌入到智慧型最佳化算法的方法，研究建立各類調度問題的智慧型進化求解算法，設計既能實現各種結構控制約束，又能最佳化系統性能的調度策略。基於狀態安全性判別方法，建立智慧型進化算法中個體的控制可行性判斷方法以及將不可行個體轉化為可行個體的方法。建立結構控制與調度策略重構算法，特別是基於智慧型進化算法的具有多項式複雜性調度重構方法,以實現製造裝配系統性能整體最佳化。
結題摘要
項目的研究目標是建立各種柔性製造裝配系統的活性控制，以及基於這些活性控制的系統最佳化調度策略。項目完成的主要工作如下：（1）對柔性製造系統（FMS）活性控制問題已有廣泛研究，而其最佳化調度問題的研究卻幾乎沒有實質性進展，又因控制約束只能通過調度策略才能得以實現，這使得調度問題的研究顯得更為重要。項目擴展了具有多項式計算複雜性的最佳活性控制策略的存在範圍，重點研究建立各種基於活性控制策略的智慧型最佳化調度算法。項目基於系統Petri網模型，分別研究了以完工期，總加工耗能等最小化的單目標，或多目標，以及帶有無等待約束的調度問題，提出了調度問題的智慧型最佳化求解算法，以及動態規劃方法等。（2）隨著自動化水平的提高，具有裝配環節FMS的控制與調度問題受到廣泛關注。但由於問題的困難與複雜性，對其研究幾乎還是空白。本項目為柔性製造裝配系統建立了一種活性控制策略，並基於這種控制策略，建立了系統的混合分布估計調度算法。開啟了柔性製造裝配系統活性控制與最佳化調度問題研究的新篇章。對分散式製造與柔性裝配環境下的各種生產調度問題，按照生產環境，最佳化目標，以及約束，建立了各種生產調度問題的智慧型最佳化算法。 （3）對FMS活性控制與調度問題的研究主要針對資源可靠的系統而展開。而資源設備的故障是在所難免的，資源不可靠系統的控制與最佳化問題有著重要的實際意義，而相應問題則更為複雜難解。項目針對具有不可靠資源的FMS，開展魯棒活性控制問題的研究。對具有不同資源與故障類型的FMS，建立系統的各種魯棒活性控制策略，為系統的最佳化調度問題研究解決奠定了基礎。對一類柔性製造系統由資源故障引起的重調度問題，提出了一種混合啟發式搜尋調度算法。項目分別對FMS、具有裝配環節的FMS、以及資源不可靠的FMS的控制與調度問題作了較為系統深入的研究，提出了系統的各種活性控制與最佳化調度策略。發表SCI期刊論文25篇，順利的完成了項目提出的各項研究目標與研究內容。
