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青 島 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 題 目：基于SM-200的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 自動(dòng)化工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí)： 2011級(jí) 自動(dòng)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(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告 一. 研究背景及意義 隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和用戶需求的日益苛刻，當(dāng)今企業(yè)面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，市場(chǎng)環(huán)境越來(lái)越考驗(yàn)著當(dāng)前的每一個(gè)生產(chǎn)制造企業(yè)，面對(duì)當(dāng)前環(huán)境，企業(yè)只有迎接競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)，適應(yīng)時(shí)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(duì)全球競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品創(chuàng)新和市場(chǎng)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(jì)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(wèn)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(lái)越不適應(yīng)。因?yàn)閭鹘y(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(yàn)來(lái)完成的。因此通過(guò)改進(jìn)車間調(diào)度的方法與思路對(duì)縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力有著非常重要的意義。 對(duì)于車間調(diào)度問(wèn)題目前國(guó)內(nèi)外有許多研究的方法與思路。本文通過(guò)對(duì)遺傳算法進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析，應(yīng)用于車間調(diào)度問(wèn)題中，對(duì)車間調(diào)度找到一種合理的分配策略，為車間調(diào)度問(wèn)題提供了一種比較好的解決辦法。最后本文對(duì)該算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1954年,Johnson研究了兩臺(tái)機(jī)床的FlowShop型調(diào)度問(wèn)題后,就開(kāi)始對(duì)這類車間調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行深入研究，并提出了一種解決n/2/Cmax問(wèn)題和n/3/Cmax問(wèn)題的優(yōu)化算法。由于調(diào)度問(wèn)題比較復(fù)雜,在許多學(xué)者長(zhǎng)期的研究過(guò)程中，從不同角度研究問(wèn)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(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的新方法和新思路的涌現(xiàn)貫穿了各類調(diào)度問(wèn)題并促進(jìn)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(duì)車間調(diào)度問(wèn)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(yùn)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(wèn)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(wèn)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(huì)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(jì)算時(shí)間少，魯棒性能高等優(yōu)點(diǎn)。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(duì)來(lái)說(shuō)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(wèn)題，會(huì)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(wèn)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(wèn)題的解決有了非常好的解決前景。 然而相對(duì)國(guó)外的研究，國(guó)內(nèi)對(duì)于車間調(diào)度問(wèn)題的研究則相對(duì)較晚，長(zhǎng)期以來(lái)主要還是依靠開(kāi)發(fā)工作人員的長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)。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(lái)越廣泛，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始對(duì)通過(guò)遺傳算法解決車間調(diào)度問(wèn)題展開(kāi)火熱的研究。由于現(xiàn)在的許多開(kāi)發(fā)人員和實(shí)驗(yàn)室等都處于試驗(yàn)階段，因此需要更多的人力，物力的投資才能更好的展開(kāi)研究。 二、論文研究的主要內(nèi)容 首先論文對(duì)該課題研究的目的及意義進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，分析和概括了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)問(wèn)題研究的現(xiàn)狀及遇到的問(wèn)題。 其次本文從銷售問(wèn)題的概念、分類及當(dāng)前的研究方法進(jìn)行了仔細(xì)的概述與討論。 然后對(duì)于本文所采用的遺傳算法做了比較詳細(xì)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(duì)當(dāng)前遺傳算法的應(yīng)用情況做了一些總結(jié)。 最后是對(duì)實(shí)例的仿真與驗(yàn)證。通過(guò)Maltlab軟件對(duì)相關(guān)實(shí)例進(jìn)行了遺傳算法的仿真，得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，并對(duì)全文做了分析與總結(jié)。 三、擬采取的設(shè)計(jì)方案 自動(dòng)售貨機(jī)的控制以西門(mén)子S7-200 PLC 為控制核心，采用順序控制的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行編程，最后，采用PPI通訊方式實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)通訊，完成遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。 為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)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(xí)西門(mén)子S7-200的編程手冊(cè)以及WinCC組態(tài)軟件的應(yīng)用，為后期的實(shí)際應(yīng)用打好理論基礎(chǔ)； 編程與調(diào)試同時(shí)進(jìn)行，編好某一功能塊程序時(shí)應(yīng)馬上調(diào)試，確保這一程序無(wú)誤，再進(jìn)入下一環(huán)節(jié)； 注重與老師、同學(xué)的交流，提高學(xué)習(xí)的效率。 六、課題進(jìn)度計(jì)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(gè)系統(tǒng)平臺(tái)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(xiě)PLC程序 第11-12周 設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)界面，并編寫(xiě)WinCC程序 第12-13周 完成整個(gè)系統(tǒng)程序的調(diào)試 第13-15周 撰寫(xiě)論文 七、參考文獻(xiàn) 1．PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用 廖常初主編，機(jī)械工業(yè)出版社, 2003 2．SIMATIC S7—200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè) 西門(mén)子公司 3．深入淺出西門(mén)子WinCC V6, 西門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)。 4．深入淺出西門(mén)子S7-200PLC 門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán) 5．夏德海 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 北京 中國(guó)電力出版社 2003 6．陽(yáng)憲惠 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 2000