柔性制造系统(FMS)作为一种面向多品种、中小批量的自动化制造系统,以其灵活高效的加工机制受到了业界的高度重视和深入研究。与传统制造系统相比,柔性制造系统结构更复杂、前期投入成本更高。为降低生产成本,保证柔性制造系统安全、高效地运行,对其生产调度、实现形式以及生产监控这三个关键技术的研究具有重要意义。本课题针对柔性制造系统调度中调度模型和调度算法两个关键问题进行了深入研究。首先,对Petri网在柔性制造系统中的建模理论、方法及应用做了一个较全面的探讨,并以实例分析了Petri网在柔性制造系统的建模过程。其次,在研究遗传算法与粒子群算法的基础上,提出一种基于遗传算法与粒子群优化算法相结合的调度算法。在该算法中,将粒子群算法中各粒子搜索到的历史最优可行解与遗传算法共享,遗传算子在这些可行解上搜索进化,更新历史最优可行解,算法融合了遗传算法和粒子群算法各自的优点。接着以实例说明在Petri网模型基础上结合该算法对柔性制造系统进行调度问题的求解过程,并针对经典测试问题验证了该算法可较好地解决作业车间调度问题。设计了一个基于CC-Link现场总线的柔性制造单元平台,它是柔性制造系统一种小型化、廉价化实现形式。主要由一个6自由度工业机器人、两台加工机床和控制PLC组成。对整个硬件平台、软件设计流程进行了应用研究,设计了采用PLC作为核心控制单元的6自由度工业机器人的控制和CC-Link通讯程序；采用触摸屏人机界面作为对生产现场的实时监控。采用以太网技术搭建了柔性制造系统的监控平台,实现了上位机与主站PLC间的通信。根据系统实际功能和安全需要,将相关的变量与主站PLC中数据变量进行关联,实现了上位机对现场数据的实时采集和现场各设备状态的在线控制与监测。最后通过对柔性制造单元和监控系统的各组成部分进行联合调试,验证了该平台的有效性和实用性。