柔性制造系统(Flexible Manufacturing Systems,FMSs)是一种典型的自动控制系统,可以使用机器人、自动引导车辆和缓冲器等共享资源生产多种类型的产品,具有高效率,高质量,高柔性等优点。随着工业4.0时代的到来,能够快速的响应用户不同的生产需求,在最短的时间内生产出具有高质量和个性化的产品就变成了当前制造业最重要的核心竞争力。而在此背景下的柔性制造系统的生产调度理论与方法的研究受到了各界广泛的关注。Petri网是一种功能强大的建模工具,它既有数学化的表示方式也有图形化的表示方式,经过国内外学者多年的不断研究和发展,已经形成了一套完善的理论体系。鉴于Petri网能够有力的描述柔性制造系统中的死锁、并发、冲突等特性,是建模和分析柔性制造系统的有力工具,因此已被广泛的应用在柔性制造系统的调度问题上。本文主要研究基于Petri网和启发式搜索的柔性制造系统调度的问题,该问题的解会以变迁激发序列的方式给出。根据得到的变迁激发序列对应的完工时间(makespan)和扩展标识数(expanded markings)来评价所提出的解决方案的性能。本文主要研究工作如下:1.为了能够快速而准确地找到调度问题最优解,最重要的是选取一个高效的启发式函数。本文提出了一种适用于系统中有可选择加工路线的改进启发式函数,同时给出了一种动态加权调度算法。通过使用该启发式函数并结合动态加权调度算法,可以得到一个具有更少完工时间和扩展标识数的系统调度方案。2.分析某实际的柔性制造系统案例,根据系统实际的生产环境和资源约束条件进行建模,得到该系统对应的Petri网模型。通过使用两种不同的高效启发式函数并结合本文给出的动态加权调度算法,得到对应的系统调度策略。最后通过比较使用不同启发式函数得到的系统调度策略,得出两种启发式函数的性能差异。3.在现有的柔性制造系统调度问题求解方法的基础上,本文根据实际生产环境的需求,针对一类典型的柔性制造系统在某些特殊生产环境下(高温、高压、强酸、强碱等)且有时间约束的生产调度问题,提出了两种在不同时间约束条件下的系统调度算法。最后再结合本文中给出的启发式函数,得到系统在有时间约束下的调度策略。