制造业是国民经济的基础,随着全球化市场经济的发展,客户的需求也越来越复杂多样,制造行业之间的竞争也更加激烈。由于柔性制造系统拥有柔性好、运行灵活、产品多样化等特点,使其在制造行业得到广泛的应用。然而,柔性制造系统内的资源众多,如何合理高效地分配使用这些资源,使系统的利益最大化;或是在系统出现故障时,如何调整原本的生产计划以达到减小损失的目的,都为柔性制造系统的建模、控制与调度提出了挑战。因此,对柔性制造系统的故障诊断与控制调度方法研究具有重要的科学意义和应用价值。数控机床是柔性制造系统中最主要的一种资源。因此,本文以Petri网为工具,对数控机床控制系统的建模、故障诊断方法与柔性制造系统的控制调度方法进行了研究,主要研究内容如下:1、分析了数控机床控制系统的组成,分别给出其中各个工作单元的Petri网建模方法,并根据数控机床各工作单元之间的运行逻辑和动态特性,给出数控机床控制系统的Petri网建模方法,由此建立数控机床控制系统的标签Petri网模型。2、根据数控机床控制系统各故障类型的行为特征,将这些故障进行分类,采用故障变迁来模拟故障,获得数控机床控制系统的故障Petri网模型。再根据系统内检测到的任意信号序列,对系统是否存在故障进行判断,给出一种基于故障Petri网模型的故障诊断方法。3、根据柔性制造系统内部的资源和工作任务,建立一个具体的柔性制造系统的Petri网模型。并为了提高柔性制造系统整个生产过程的调度效率,采用了一种基于A*算法的启发式搜索算法,对柔性制造系统的Petri网模型进行启发式搜索,最终给出时间最短的加工策略。4、为柔性制造系统的Petri网模型添加数控机床故障变迁,该类故障变迁的发生与否由上述机床故障诊断方法来检测,从而得到柔性制造系统的故障诊断Petri网模型,并根据该Petri网模型,给出其在生产加工过程中出现故障后的优化调度策略。本文以一个典型的数控机床控制系统和柔性制造系统为例,对文中的方法进行了演示说明。