可重组的制造系统

网络化制造研究的重点是实现对异地客户的服务,使他们得到和本地客户一样的优质服务．提出了建立以呼叫中心、客户关系管理系统和产品整个寿命周期的服务为基础的企业客户服务中心,并给出了建主这个中心的框架结构．     

可重组制造系统及其关键技术

分析了多品种、变批量的生产方式对制造系统的要求,对适应这一发展趋势的可重组制造系统（reconfigurable manufacturing system,RMS）的特性和组成进行了描述,提出了可重组制造系统的结构和设计原则,将可重组制造系统的关键技术归纳为布局规划与优化技术、系统建模技术、可重组机床设计技术、模块化控制器技术、可拼接物流技术、构件集成和整合技术,以及系统快速可诊断技术并分别予以阐述.     

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．     

快速可重组制造系统的可诊断性设计原理

为保证快速可重组制造系统的工作质量 ,给出了其可诊断性的定义 ,在快速可重组制造系统结构模型的基础上提出了系统运行过程中的可诊断性的概率模型和矩阵模型 ,根据矩阵模型得出保证快速可重组制造系统具有完全可诊断性时系数矩阵应为满秩矩阵 ,并进行了论证。实践证明这个方法能快速地用于快速重组系统的可诊断性估计     

可重组制造系统过程可诊断性的测度

可重组制造系统已被列入未来制造的第一位关键技术 ,它要求机床设备有可移动性 ,使这类系统运行性能保障比传统的要求更高。系统运行中的斜升效应 ,劣化效应和其它因素与效应的影响 ,使这类系统的运行性能在寿命期内呈现复杂的状况。为保证系统重组的可行性与有效性 ,过程诊断技术成为实现重组的关键技术。根据现场研究的结果 ,定义了系统的过程质量缺陷和设备故障的可诊断性 ,并提出基于过程能力分散系数 Cps和 Cpe能力偏移系数的系统运行性能测度 ,评价和控制指标体系 ,并完成隐性故障的统计过程控制 (SPC)法验证     

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 .     

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.     

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.     

可重组制造系统故障的可诊断和可检测性研究

文章针对可重组制造系统的运行特点和故障分类,在构造制造系统结构模型和诊断模型的基础上,利用灰关联理论结合模糊数学相关方法,通过新的诊断指标的使用,为可重组制造系统的故障诊断提供了一套新的可诊断性与可检测性分析方法;通过具体实例验证了该方法的有效性和可行性,同时提出了该方法的不足以及今后研究的重点.     

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。     

基于RMS关键特征偏好排序的重构方案评估方法

针对如何构建反映可重构制造系统本质特性的评估指标定量模型,以及某一重构方案相对其他方案优势和劣势都绝对明显情况下如何实现多方案优选的问题,提出一种基于RMS关键特征偏好排序的重构方案评估方法.在综合考虑可重构机床组件调整、制造单元调整基础上,建立衡量RMS可缩放性、可转换性、可诊断性、模块化、可集成性和定制化等特征的量化模型,以此为基础形成重构方案的评估指标,并采用层次分析法分配评估指标权重.评估过程中,先从局部采用部分偏好排序评估方法分别对方案的优势和劣势进行评估,然后从整体上通过完全偏好排序评估方法对重构方案的净优势进行评估,最终得出重构方案的综合评估结果.并以某研究所RMS车间为例,阐述了该方法的实施过程并验证其有效性和实用性.      

一种基于时间窗的自动导引车动态路径规划方法 

针对多自动引导车（Automatic Guided Vehicle,AGV）在柔性制造系统中的路径规划问题,提出一种基于时间窗的动态路径规划算法,能有效地避免车-车冲突、碰撞等问题,并且得到的路径是时间最优的.在备选路径上,通过时间窗的初始化、时间窗的更新、以及时间窗的排布,可以实现多辆车同时运行,相互之间不产生冲突碰撞.仿真实验和真车实验表明,该算法用在AGV路径规划上,能实现多车之间的无冲突、时间最优的路径规划功能.     

FMS—AGV传输系统自学习调度方法

针对ＦＭＳ－ＡＧＶ传输系统调度的不确定性因素,对ＡＧＶ在线运行状态参数实时记录并学习,运用动态规划算法和模糊数学的方法,提出了模糊动态规划（ＦＤＰ）算法．给出了适于计算的迭代算式,结合人工智能（ＡＩ）编制了ＡＧＶ传输系统调度软件包．本算法利用在线记录的ＡＧＶ运行数据进行模糊处理和学习,有效地调节用于描述ＦＤＰ算法的模糊模型参数．这种自学习ＦＤＰ算法在ＡＧＶ的路径规划中有较好的适应性．对于一个新的ＦＭＳ－ＡＧＶ系统,经几次规划自学习之后,该算法就能很好地用于系统的实时调度中．     

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.     

基于消息中心的可重配MES的研究

针对现代制造执行系统(manufacturing execution system,MES)有高可重配性需求的问题,提出一种基于消息中心构建可重配MES的方法.首先提出消息中心的框架,具体论述了消息中心中应用的消息机制、事件驱动方式以及事件处理方法;其次根据应用方法的需要,建立消息中心静态模型,并配合MES的Petri Net过程模型,构建消息中心的模型库和规则库,以用于复杂事件处理引擎中进行事件的监测和决策;最后以一个制造系统为实例,验证以消息中心为核心的MES的可用性和柔性.结果证明该方法能够满足可重配MES开发的需求.     

基于模糊粗糙集理论的MES重构构件粒度分析

分析中小离散企业自动生成制造执行系统时重用构件的粒度问题.阐述构件不同粒度分析的意义, 给出问题粒度的描述、粒度粗细的概念以及不同粒度间的关系, 提出了模糊粗糙集理论进行自顶至下的重构粒度分析法,论证粒度分析的性质和粒度选择的方法.