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青 島 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題 目：基于SM-200的自動售貨機設(shè)計 學(xué) 院： 自動化工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 班 級： 2011級 自動化3班 姓 名： 孟慶闖 指導(dǎo)教師： 宮鵬 2015 年 4 月 12 日 基于SM-200的自動售貨機設(shè)計 開題報告 一. 研究背景及意義 隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展和用戶需求的日益苛刻，當今企業(yè)面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，市場環(huán)境越來越考驗著當前的每一個生產(chǎn)制造企業(yè)，面對當前環(huán)境，企業(yè)只有迎接競爭和挑戰(zhàn)，適應(yīng)時代潮流的發(fā)展，快速的調(diào)整其生產(chǎn)制造的策略和模式，才能對全球競爭，產(chǎn)品創(chuàng)新和市場變化的快速響應(yīng)。如何合理的配置各種制造資源，如何合理的安排車間生產(chǎn)作業(yè)計劃，如何提高生產(chǎn)產(chǎn)品的效率是調(diào)整策略的主要內(nèi)容，也是解決車間調(diào)度問題所要研究的主要內(nèi)容。 目前，在多品種、小批量的敏捷制造的生產(chǎn)環(huán)境下,傳統(tǒng)的調(diào)度方法顯得越來越不適應(yīng)。因為傳統(tǒng)的調(diào)度方法主要是依靠傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型或者生產(chǎn)人員的已有傳統(tǒng)經(jīng)驗來完成的。因此通過改進車間調(diào)度的方法與思路對縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，增強企業(yè)的核心競爭力有著非常重要的意義。 對于車間調(diào)度問題目前國內(nèi)外有許多研究的方法與思路。本文通過對遺傳算法進行詳細的研究與分析，應(yīng)用于車間調(diào)度問題中，對車間調(diào)度找到一種合理的分配策略，為車間調(diào)度問題提供了一種比較好的解決辦法。最后本文對該算法進行了仿真驗證。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1954年,Johnson研究了兩臺機床的FlowShop型調(diào)度問題后,就開始對這類車間調(diào)度問題進行深入研究，并提出了一種解決n/2/Cmax問題和n/3/Cmax問題的優(yōu)化算法。由于調(diào)度問題比較復(fù)雜,在許多學(xué)者長期的研究過程中，從不同角度研究問題，從而產(chǎn)生了許多解決優(yōu)化該課題的研究方法與分析思路，隨著研究的逐漸深入，國內(nèi)外越來越多的新方法和新思路的涌現(xiàn)貫穿了各類調(diào)度問題并促進了各種交叉學(xué)科的發(fā)展。 70年代后期又涌現(xiàn)出了許多新的車間調(diào)度理論與方法，其中許多方法對車間調(diào)度問題甚至許多交叉學(xué)科有非常重要的意義，這些方法如：基于運籌學(xué)(OR)方法、基于控制的方法、基于人工智能的方法、整數(shù)規(guī)劃、仿真調(diào)度方法、基于DEDS的解析模型方法、禁忌搜索法以及拉各朗日約束松施法等。之后Davis在使用GA求解車間調(diào)度問題的研究中取得了重要的突破，是最早把遺傳算法應(yīng)用于車間調(diào)度問題的研究者之一。80年代，Davis發(fā)表了關(guān)于用遺傳算法解決車間調(diào)度的相關(guān)論文，顯示了遺傳算法應(yīng)用在車間調(diào)度中會有非常好的前景。遺傳算法與傳統(tǒng)的優(yōu)化算法（啟發(fā)式等）相比具有收斂性好，計算時間少，魯棒性能高等優(yōu)點。但與傳統(tǒng)算法相比遺傳算法不適用于最優(yōu)解的微調(diào)結(jié)構(gòu)，相對來說效率比較低。然而如果將傳統(tǒng)啟式算法和遺傳算法相結(jié)合，則解決了效率與收斂性問題，會是一種非常優(yōu)化的算法。此后，很多學(xué)者就遺傳算法在車間調(diào)度問題方面的應(yīng)用做了大量研究，發(fā)表了許多研究這方面的論文， 使車間調(diào)度這類NP問題的解決有了非常好的解決前景。 然而相對國外的研究，國內(nèi)對于車間調(diào)度問題的研究則相對較晚，長期以來主要還是依靠開發(fā)工作人員的長期積累的經(jīng)驗。但最近幾年隨著遺傳算法在作業(yè)調(diào)度方面的應(yīng)用越來越廣泛，國內(nèi)也開始對通過遺傳算法解決車間調(diào)度問題展開火熱的研究。由于現(xiàn)在的許多開發(fā)人員和實驗室等都處于試驗階段，因此需要更多的人力，物力的投資才能更好的展開研究。 二、論文研究的主要內(nèi)容 首先論文對該課題研究的目的及意義進行了簡單的概述，分析和概括了當前國內(nèi)外對自動售貨機問題研究的現(xiàn)狀及遇到的問題。 其次本文從銷售問題的概念、分類及當前的研究方法進行了仔細的概述與討論。 然后對于本文所采用的遺傳算法做了比較詳細的介紹。包括遺傳算法的形成與發(fā)展、分析的基本原理與思想，包括編碼、雜交操作、選擇操作、編譯操作等，對當前遺傳算法的應(yīng)用情況做了一些總結(jié)。 最后是對實例的仿真與驗證。通過Maltlab軟件對相關(guān)實例進行了遺傳算法的仿真，得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，并對全文做了分析與總結(jié)。 三、擬采取的設(shè)計方案 自動售貨機的控制以西門子S7-200 PLC 為控制核心，采用順序控制的設(shè)計方法進行編程，最后，采用PPI通訊方式實現(xiàn)PLC與組態(tài)數(shù)據(jù)庫通訊，完成遠程監(jiān)控功能。 為了實現(xiàn)上述設(shè)計要求，采用的系統(tǒng)框圖如圖1所示 四、主要研究方法、手段 深入學(xué)習西門子S7-200的編程手冊以及WinCC組態(tài)軟件的應(yīng)用，為后期的實際應(yīng)用打好理論基礎(chǔ)； 編程與調(diào)試同時進行，編好某一功能塊程序時應(yīng)馬上調(diào)試，確保這一程序無誤，再進入下一環(huán)節(jié)； 注重與老師、同學(xué)的交流，提高學(xué)習的效率。 六、課題進度計劃 第 3-4 周 根據(jù)畢業(yè)論文要求查找相關(guān)資料 第 5-7 周 完成整個系統(tǒng)平臺的搭建 第 8-10 周 繪制程序結(jié)構(gòu)圖和順序流程圖，并編寫PLC程序 第11-12周 設(shè)計仿真平臺界面，并編寫WinCC程序 第12-13周 完成整個系統(tǒng)程序的調(diào)試 第13-15周 撰寫論文 七、參考文獻 1．PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用 廖常初主編，機械工業(yè)出版社, 2003 2．SIMATIC S7—200可編程序控制器系統(tǒng)手冊 西門子公司 3．深入淺出西門子WinCC V6, 西門子（中國）有限公司自動化與驅(qū)動集團。 4．深入淺出西門子S7-200PLC 門子（中國）有限公司自動化與驅(qū)動集團 5．夏德海 現(xiàn)場總線技術(shù) 北京 中國電力出版社 2003 6．陽憲惠 現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 2000