制造企业生产过程绿色规划优化运行模式及应用

为了有效地实现生产过程绿色优化运行,提出了一种基于物料流、资源流、环境流和信息流集成分析的生产过程绿色规划优化运行模式,分析了该运行模式的实现思路和构成,从绿色运行技术和系统与现有加工技术和生产流程融合的角度,研究了实现该模式的生产过程资源环境属性综合评价方法、面向资源环境属性的工艺规划技术以及生产过程绿色评价与优化应用支持系统。结合某制造公司阀门生产过程绿色规划,验证了该运行模式的可行性和有效性。     

面向网络化制造的多工艺路线规划与调度集成

针对传统的工艺规划与生产调度方法难以满足网络化制造环境下多工艺规划与生产调度集成的问题,建立了一种多工艺路线规划与生产调度集成数学模型,以实现网络化制造环境下多制造任务的工艺路线规划与生产调度的协同决策,产生符合实际生产需要的工艺路线与生产调度方案.为了实现对该集成数学模型的有效解算,分别设计了遗传算法与免疫算法的模型解算方法进行求解,并比较了这2种解算方法的解算效果.仿真结果表明,采用所建立的集成数学模型与解算方法可有效解决网络化制造环境下多工艺路线规划与调度集成的问题,但在求解效率与精度上免疫算法要优于遗传算法,从而为实际应用提供了借鉴.     

白车身工艺规划系统工艺关系建模

通过分析白车身工艺规划的内容与特点,归纳出白车身工艺规划中的信息构成与工艺信息管理需求,分别建立了基于产品数据管理理论的产品零件模型、制造资源模型和工艺知识模型,实现对制造对象、制造资源和工艺知识等工艺信息的管理,并在此基础上,构建以操作为核心的集成反映各生产要素及其相互关系的工艺关系模型.应用表明,该模型很好地实现了白车身工艺规划系统工艺信息管理和工艺规划要求.     

面向绿色制造的工艺种类选择模型及应用

绿色制造工艺规划是实施绿色制造的关键环节,而绿色工艺种类的选择是绿色制造工艺规划的首要内容.在分析了面向绿色制造工艺种类选择的时间、质量、成本、资源消耗和环境影响等5个决策目标的基础上,提出了面向绿色制造的工艺种类选择应遵循的一般性原则,建立了面向绿色制造工艺种类选择的多目标决策数学模型,并应用模糊加权系统方法对模型进行求解.最后,通过某零件毛坯砂型铸造成型工艺种类的选择实例,说明了绿色工艺种类的选择过程.实例分析与求解结果验证了该模型及其求解算法的可行性和实用性.图1,表2,参9.     

计算机辅助可重组制造系统集成框架设计研究

为解决目前缺乏能够结合我国制造业现状的具体实施与应用的可重组制造系统计算机辅助系统平台问题,提出了基于面向对象开放式架构、模块化技术方法的可重组制造系统集成设计框架。分析了集成框架的规划问题,给出了体系结构。建立了集成框架的系统功能模块,并就实现每个模块所采用的关键技术进行详细阐述。依据该设计思想,结合某汽车零部件制造企业开发了集工艺分析描述、布局规划、生产调度、仿真优化、成线监控和资源管理为一体的集成系统。     

计算机辅助可重组制造系统集成设计框架

为解决目前缺乏能够结合我国制造业现状的具体实施与应用的可重组制造系统计算机辅助系统平台问题,提出了基于面向对象开放式架构、模块化技术方法的可重组制造系统集成设计框架.分析了集成框架的规划问题,给出了体系结构.建立了集成框架的系统功能模块,并就实现每个模块所采用的关键技术进行详细阐述.依据该设计思想,结合某汽车零部件制造企业开发了集工艺分析描述、布局规划、生产调度、仿真优化、成线监控和资源管理为一体的集成系统.     

绿色制造生产过程多目标集成决策运行机理研究

在分析生产过程中包括资源消耗和环境影响等绿色特性输入输出变量的基础上,揭示绿色制造生产过程多目标集成决策的内涵,建立一种绿色生产过程多目标集成决策框架和数学模型,明确决策目标、决策变量及其相互之间的关系,进而对生产过程多目标集成决策运行机理进行分析,提出了一种信息化技术支撑的生产过程多目标集成决策运行模型.多项生产现场例证表明,该模型可为制造企业生产过程实施绿色制造提供技术支撑.     

钢铁企业绿色制造运行关键技术研究

为了促进钢铁企业经济效益与可持续发展效益的最大化,基于5层结构的钢铁企业绿色制造运行模式,对其中钢铁产品生命周期主线层的绿色工艺规划和钢铁清洁化生产等关键技术进行研究。重点分析了绿色工艺规划体系结构中的工艺路线、工艺方法、工艺装备、辅助物料以及工艺参数等规划内容,讨论了钢铁生产中高炉炼铁、转炉炼钢、连铸和轧钢4个阶段涉及到的资源消耗和环境影响问题,并提出了相应的解决方案。     

基于功能块的计算机辅助工艺规划方法

为了使工艺规划柔性地适应制造资源的变化,将IEC61499标准定义的功能块(functionblock)应用到计算机辅助工艺规划方法中.把制造特征的制造信息、加工方法和控制信息封装在功能块中.建立了基于功能块的计算机辅助工艺的体系结构,给出了制造特征的形状、精度、材料等信息与基本功能块输入变量的映射方法,以及制造特征粗、精加工、监控过程与功能块方法的映射过程,详细阐述了执行控制图的执行过程.定义了制造功能组和组件功能块的概念,提出了制造特征分组的3个原则,介绍了复合功能块的生成步骤和执行过程.最后,以零件实例验证,零件中提取出14个制造特征,划分为4个特征制造组并映射为4个复合功能块,工艺规划结果以与/或图的形式给出.     

一种面向绿色制造的多目标车间调度方法

提出了一种新的面向绿色制造的多目标车间调度方法,通过将调度目标分解为竞争性指标和可持续性指标,分别建立了竞争性指标的调度模型和可持续性指标的评价模型,并基于改进的遗传算法求解出多组满足竞争性指标的Pareto最优解;然后从这些解中模糊优选出可持续性指标值最好的协调解,即为所求的绿色调度方案。实例研究表明,该方法在保证生产效益的前提下,能够使制造过程的资源消耗和环境影响最小,有效地解决了绿色制造中的多目标调度优化问题。     

基于SOA的网格化制造模式及体系结构

为解决动态、分布与异构制造资源的集成与共享，实现合作伙伴间的商务协同、制造协同、供应链系统，在网络化制造理论与技术基础上，提出了基于SOA（service oriented architecture,面向服务的架构）的网格化制造模式，以解决动态联盟企业或虚拟组织中各种物理和逻辑资源的共享和集成问题．分析了网格化制造的功能模型，构造了包括应用层、工具层、企业建模层、业务逻辑表示层及基础支撑平台等层次的体系结构，在此基础上，基于消息中间件和消息传输技术建立了网格制造单元的消息通信模型．     

Conceptual Framework and Curriculum for Networked Agile Manufacturing

Networked agile manufacturing (NAM) is a new manufacturing paradigm for the 21st century. Manufacturing businesses based on NAM are characterized by virtual organization, innovation, global sourcing of materials and production centered on the workforce. Therefore, NAM requires a knowledgeable, motivated workforce. This paper reviews the literature related to developing an NAM curriculum to: (1) review the progress for organizing manufacturing information, (2) study the fundamental technologies impacting NAM, including product data management (RDM), enterprise resource planning (ERP), and component/supplier management (CSM), (3) present a definition of NAM and its conceptual framework, and (4) generalize the basic NAM curriculum. The NAM curriculum can be used for developing a manufacturing course.     

面向敏捷制造的制造执行系统研究

制造执行系统在生产信息管理系统与设备控制系统之间构筑一座桥梁 ,连接企业上层管理与工作地之间过去一直被忽略但需要解决的信息断层。制造执行系统为企业制造过程的计划、质量控制、工艺的集成和敏捷制造企业的实施提供了基础。介绍了制造执行系统的功能、与其他系统的关系、发展趋势     

虚拟制造中生产线可视化设计

为了快速地设计出高效合理的生产线,研究一种利用虚拟制造技术对生产线进行可视化设计的方法.首先应用面向对象技术建立制造环境中的基本资源类库,并针对其中对象建立相应的模型库,然后通过可视化的建模方式,构建出可模拟真实生产环境的虚拟可视化模型.该技术将为生产线的设计以及快速重组设计提供有效的建模和分析工具,并可提高设计的合理性.     

面向并行工程的CAPP制造资源的建模

针对并行工程环境下CAPP中制造资源的特点,提出了一种特征模型,它包含制造资源的动态信息和静态信息,满足并行工程环境下CAPP系统在工艺设计过程中对制造资源的使用要求。     

基于动态制造资源数据库的工艺设计模型研究

构造了“基于动态制造资源数据库的自动工艺设计模型”，并进行了有益的研究与实践，讨论了适合计算机求解的工艺设计一般方法，介绍了动态制造资源数据库的构成，阐述了以制造资源为动态导向，实现工艺设计自动化的意义及方法。     

广义随机制造系统调度方法的研究与实现

随着市场的激烈竞争,客户需求的多样化与个性化,制造业正面临着巨大的挑战。多品种小批量以及单件定制生产正在成为制造系统的主导生产方式。广义随机制造系统（Generalized Random Manufacturing System—GRMS）是一种面向订单的制造系统模型。GRMS采用自主式生产计划与控制。介绍了基于GRMS的自主式生产调度的概念,讨论了调度准则,并讨论了系统的发展方向。     

基于绿色制造的金属切削用量的优化

阐述运用绿色制造的理论和方法对制造企业的经济效益和社会效益协调优化。重点探讨基于绿色制造的金属切削用量（v,f,ap）在T,Q,C,R,E目标下的R,E目标函数和优化模型,并对此模型进行分析,得到一种基于绿色制造的金属切削用量（v,f,ap）的选择方法。     

平行制造与工业5.0:从虚拟制造到智能制造

 以虚拟制造为基础,提出一种智能制造的新范式--平行制造。它融合了社会物理信息系统（cyber-physical-social-systems,CPSS）和工业智联网的概念,综合物理系统、信息系统和社会系统的复杂性,以ACP（artificial systems,人工系统）、计算实验（computational experiments）、平行执行（parallel execution）方法为理论指导,结合工业智联网技术、软件定义技术和知识自动化技术,构建了平行演化、闭环反馈、协同优化的智能制造体系。该系统由3部分组成：软件定义的过程与工厂确定其描述智能、计算实验优化建立其预测智能、虚实互动的平行执行构建其引导智能。通过描述、预测和引导智能的全方位综合利用,实现数字化与透明化的制造企业智能化体系。     

制造系统废物流及其分类研究

绿色制造的追求目标是消除制造系统中废物流。基于绿色制造哲理，阐述了制造系统中废物流的内涵从制造系统的主要运行环节分析废物流的产生，并对制造系统中的废物流进行分类描述。以切削加工为例对废物流产生机理及分类进行了具体分析。