基于智能制造单元的可重构制造系统研究

研究基于智能制造单元的可重构制造系统建模方法。针对可重构制造系统的核心设备——智能制造单元的软硬件结构、智能性以及相互间的协调等要求,利用代理软件技术、ASOS和OSGi技术实现了其网络化控制。通过对智能制造单元进行实时协调控制,可实现制造过程的重构,进而实现敏捷制造。     

可重构制造系统生产能力扩展性重构方法

生产能力的缩放性设计是可重构制造系统(RMS)的主要研究内容之一.针对缺乏具有可操作性的生产能力重构方法的问题,提出了具有动态特性的约束RMS生产能力扩展性重构方法.通过分析生产能力缩放性原理,给出实现生产能力重构的3种基本方法.在给定RMS约束模型的基础上,通过建立系统成本模型、生产线平滑指数模型生成RMS生产能力扩展性设计的综合模型,并针对模型特点,提出了约束RMS生产能力扩展性设计的具体实现方法.最后通过实例验证了该方法的实用性和有效性.     

支持动态重构的制造系统逻辑控制器设计方法

支持动态重构的制造系统可通过组元升级、组态调整形成新的生产能力和功能,针对制造系统混流生产、快速重构的特点,其逻辑控制器也必须适应这一要求.提出了一种基于可重构Petri网的制造系统逻辑控制器设计方法.首先,根据制造系统的加工控制需求建立逻辑控制器形式化模型;其次,根据系统重构方式给出网重写规则;最后,逻辑控制器根据重写规则动态重构自身结构以适应新的生产需求.制造系统的变化通过重写规则可快速、自动重构成新的系统逻辑控制器并且其行为特性是可判定的.实际应用证明了该逻辑控制器设计方法的有效性和正确性.     

可重组制造系统车间设施动态重构研究

针对制造系统车间设施重构的决策问题,给出了面向可重组制造系统车间设施动态重构方法.利用多色图理论着色原理定义设施围道,建立制造车间多色图模型,通过布尔矩阵生成车间作业单元配置模型和物流模型,并构建工艺可行的作业单元配置方案;利用仿真分析软件构建作业单元配置方案的数字化仿真模型,结合生产物流及设施利用率分析,重构作业单元内设施系统.以某公司机械加工车间为研究对象,验证了车间设施动态重构过程的可行性和有效性.     

基于修正网重写系统的制造系统动态重构

智能制造模式要求制造系统能够快速动态重构以及时响应多品种、小批量产品的客户化、个性化定制的需求。本文从生产制造流程出发,针对不同输入输出函数下非托肯守恒复杂制造系统一般PN模型,在网重写系统的基础上提出修正网重写系统。修正网重写系统依据产品制造流程聚类对规则类库中重构单元子类进行系统的模块化封装,并制定相应的重构区域边界耦合约束与内部结构使能规则。构建的修正网重写系统重构单元类库具有行为特性继承的特点,保证局部区域重构后制造系统的活性、有界性及可逆性,根据制造系统修正网重写系统重写规则与重构步序可实现制造系统自主快速的动态重构。仿真结果与应用实例验证了修正网重写系统的可用性。     

可重构制造系统的车间作业调度策略

提出了一种实用的分层调度策略，通过对制造系统组织的重构，以最小作业生产延迟和最大系统设备利用率为目标产生可行的次优调度方案．该策略分3个阶段：首先，采用增广拉格朗日松弛法获得复杂可重构制造系统的车间作业预调度方案，该方法能将复杂作业调度问题分解成多个任务层的子问题，通过求解子问题获得任务的作业时间和对应工序加工的生产设备类型；然后，对制造系统进行组织重构以形成多个虚拟制造单元，旨在使制造单元内的生产设备间物流传送(由自动导航小车承担)费用最小；最后，通过离散动态规划形成虚拟制造单元的生产作业调度次优可行方案．通过数值仿真分析，该策略能针对快速变化的产品需求，有效地重构生产制造系统，产生次优的调度方案．     

敏捷制造系统及其结构探析

从系统工程的角度剖析了敏捷制造系统的内涵，给出了较完整的概念和主要特征，指出敏捷制造系统和传统制造系统的差异．在制造系统五视图的基础上，构建敏捷制造系统的体系结构。并进行了深入描述．     

基于数字制造环境的可重构装配线仿真分析平台

以某汽车变速箱装配生产线制造系统为背景,应用多Agent制造及Holon制造模式改造传统装配生产线以提升其柔性与重构能力·针对基于agent与holon混合思想的可重构装配生产线的基础框架与实现等理论提供分析验证环境,提出应用数字制造技术构建面向可重构装配线的数字仿真验证平台·在分析面向重构装配线的仿真平台功能特征的基础上,构建了数字仿真验证平台的框架·研究了仿真平台开发中的系统集成、可视化仿真、可重构装配线性能分析等关键技术,最后给出了仿真平台的实例系统·     

基于agent及holon的可重构生产线实现技术

以大批量制造的生产线制造系统为背景,研究基于agent与holon智能制造思想体系的可重构生产线制造系统实现技术,以提高生产线柔性与可重构能力为目标·深入分析了多agent制造及holonic制造模式体系下智能单元自主决策、协商合作在制造系统环境中的实现与运行机制,在以机械加工线和装配线为代表的不同的工程实际背景与应用环境下该思想体系目前的具体应用情况与实现技术·指出该思想体系面向具体工程背景的有效实施应用是理论研究的关键·最后以某汽车变速器装配生产线制造系统为应用实例,从其规划设计与运行角度,分析了可重构生产线系统的框架设计及具体实现技术与方法·     

可重构制造系统的车间作业调度策略

提出了一种实用的分层调度策略 ,通过对制造系统组织的重构 ,以最小作业生产延迟和最大系统设备利用率为目标产生可行的次优调度方案 .该策略分 3个阶段 :首先 ,采用增广拉格朗日松弛法获得复杂可重构制造系统的车间作业预调度方案 ,该方法能将复杂作业调度问题分解成多个任务层的子问题 ,通过求解子问题获得任务的作业时间和对应工序加工的生产设备类型 ;然后 ,对制造系统进行组织重构以形成多个虚拟制造单元 ,旨在使制造单元内的生产设备间物流传送 (由自动导航小车承担 )费用最小 ;最后 ,通过离散动态规划形成虚拟制造单元的生产作业调度次优可行方案 .通过数值仿真分析 ,该策略能针对快速变化的产品需求 ,有效地重构生产制造系统 ,产生次优的调度方案 .     

构件化制造执行系统(CBMES)

为了解决传统制造执行系统存在的可扩充性、可重构性、敏捷性差等缺点,采用基于软件构件复用技术,构建了一种适用于机械制造行业的构件化制造执行系统（CBMES）。通过对系统功能对象的分解与合并,抽取业务功能构件,在CBMES的体系框架下,可以根据实际业务需要按照一定的业务规则进行重组定制,实现个性化的生产管理系统,从而实现企业敏捷制造。     

虚拟制造系统分布式应用研究

面对制造辅助工具异构集成 ,代码重用等问题 ,制造业进一步投资需要的是一种网络层的、可扩展的框架结构。该文分析了制造应用软件社会化开发的特点 ,提出了分布式制造应用的概念和以框架为中心的制造应用分布式开发方法。建立了虚拟制造系统分布式应用开发的层次结构。总结了制造组件的三类模型。以柔性制造单元分布式布局应用为例 ,研究了最大生成树布局算法组件的建模策略 ,开发了分布式柔性制造单元布局系统。     

基于网络的智能模具制造系统

提出一种基于网络的智能模具制造系统.结合实例描述了其中的信息管理功能、基于知识的工艺设计系统和工艺虚拟仿真系统.描述了模具智能制造系统的实现构架及其建立与实施过程.     

数据驱动的制造系统快速建模技术

建模是制约复杂制造系统仿真快速实施的瓶颈,当前广泛实施的集成制造系统建模效率更是有待提高。针对该问题,从数据驱动的角度展开研究,从数据模型、控制模型和自动化模型构建3个层次说明数据驱动的快速建模方法:1)面向集成制造系统,提出了以公共数据区为核心的统一数据结构和数据驱动机制;2)划分了车间、单元和设备3层次递阶控制结构,说明了它们对应的控制器机制及其对应的仿真控制规则;3)基于公共数据区,开发数据存取接口以及自动模型生成器,实现了数据驱动的自动模型生成。在eM-Plant仿真软件中通过二次开发实现了该模型,并以某企业多型号产品为例对模型进行了应用研究,验证了模型不仅具有快速构建的特点,而且具有很高的适应性,有推广应用价值。     

面向网络化制造的DNC系统

为了提高系统对数控设备的利用率，通过研究网络制造模式下DNC系统的结构及其运行模式.提出了一种基于以太网的面向串行通信机床的DNC系统（Power DNC）。系统以ZWORLD公司生产的BL2010单板机为DNC系统控制器，确定了DNC系统通信结构的构建方案，并对系统实现的关键（服务层和代理层）进行了深入的研究，为只具有串行通信接口的数控设备的联网提供了一条有效的途径。实践证明，具有重要的意义。     

客户化制造系统中MAS的构造方法与技术研究

以分布式人工智能(DAI)为理论基础,构造了基于多智能体系统(MAS)的客户化制造系统以及系统的组织关系,结合MAS技术解决客户化制造系统的资源集成问题。介绍了客户化制造系统中MAS的构造方法和相关技术,并对其系统结构进行分析,较好地解决客户化制造系统的资源集成问题。     

基于ASP的网络化制造系统实施模式

为了解决网络化制造系统的实施难题,在对信息技术外包和应用服务提供商进行分析比较的基础上,提出了基于应用服务提供商(app lication serv ice prov ider,A SP)的网络化制造系统实施模式。给出了网络化制造系统的A SP关系图,详细介绍了关系图中独立软件供应商、硬件服务提供商、网络化制造课题组、政府部门、绍兴轻纺科技中心以及各个企业用户之间的具体关系;然后给出了一个A SP服务的用户访问控制模型,以及一个根据用户类别、用户规模、服务类型、使用服务次数、占用资源数量等因素来确定的A SP费用模型;最后结合绍兴轻纺区域网络化制造系统对该模式的应用进行了说明。这个基于A SP的网络化制造系统实施模式可以很好地指导系统的实施,并能很好地拓展以应用于其他典型经济区域。     

面向制造企业的智能企业诊断系统

概述了企业诊断系统的研究现状,分析了其与企业信息系统研究相孤立所带来的问题.为适应现代制造企业管理的需求,提出基于数据仓库的智能企业诊断系统.智能企业诊断系统由查询与跟踪、问题识别和指标评价、模糊Petri网推理、诊断过程概要解释、问题解决支持、人机界面等6个主要模块构成.为了更好地处理企业诊断知识的模糊性、整体性和复杂性,通过扩展模糊Petri网系统实现企业诊断的知识建模和推理.功能模型描述了系统各模块的主要功能及其与数据仓库系统间的集成方式.此外,讨论了模糊Petri网诊断推理、与数据仓库系统的集成、知识提取和数据挖掘等系统实现的关键技术和方法.通过智能企业诊断系统、数据仓库系统和OLAP三者的有机集成,提供一个有效的企业诊断集成环境,使管理者能够更好地解决经营管理中存在的问题,充分发挥制造企业潜力,使企业健康发展.     

基于自组织理论的制造系统演化机制研究

制造系统(ManufacturingSystems)演化的动力主要来自系统自身的内营力、外营力、以及技术创新与扩散作用。自组织是制造系统演化的动力机制。控制参量的变化和系统要素的质、量变化均可引起制造系统演化过程的自组织。制造系统最终将稳定在熵值较低的耗散结构状态。     

基于信息素的制造系统动态协调研究

受蚂蚁觅食行为模型与零件的生产加工工艺选择的相似性的启发,提出了基于信息素的任务分配协调机制。以信息素为介质,给出了制造系统生产加工工艺选择的静态和动态协调算法。仿真结果表明,通过此方法既实现了加工成本的相对优化,又实现了制造系统中各设备的均衡利用,并对制造系统内、外部环境变化具有良好的自适应性,为解决制造系统中的生产加工工艺选择问题提供了一种切实有效的方法。