面向航天产品单件多品种生产的刀具准备技术研究与实践

针对航天产品单件多品种生产的特点和传统的串行式刀具准备模式的缺陷,提出并实现了一种基于CAPP系统、DNC系统的并行式刀具准备模式,并开发了适应不同数控系统的刀具参数后处理程序模板。试运行结果证明,采用该方法可显著提高数控加工车间的生产效率。     

基于特征的数控刀具分类体系及编码系统研究

通过对数控刀具相关信息的分析,明确了数控刀具典型的工艺特征、公共特征和固有特征,并依据数控刀具的相关特征构建了完善的数控刀具分类体系。同时,结合数控刀具管理的相关信息和实际需求,分析了数控刀具型号代码在实际刀具管理过程中的不适用性,并采用字母、数字以及数控刀具特征信息相结合的柔性编码方式,研究开发了一套包含数控刀具典型特征信息和管理信息的数控刀具选择与管理编码系统。该系统为在实际生产中实现数控刀具的合理选择和有效管理提供了参考和依据,也为企业开发自己的刀具管理系统提供了可行条件。     

数控机床任务调度与刀具分配网络化管理系统

以提高机床生产率为目的,构建了大型数控设备网络化生产监控管理系统。在研究了数控机床生产任务调度和加工刀具跟踪管理方法的基础上,开发了包括数控刀库管理与调度、生产管理信息统计等功能的数控机床远程监控和网络化数据管理系统。介绍了该系统生产任务调度、生产状态监控、加工刀具管理等功能。     

复杂产品装配执行过程的渐增式物料齐套与周转状态管理技术

针对多品种、少批量的复杂产品在装配执行过程中对物料供应及时性、准确性、完备性的需求,提出面向装配执行过程的渐增式齐套协调与物料周转状态管理技术。以工序级的结构化装配物料齐套工艺数据为基础,通过物料内容、时间和配送协同的管理,建立了以装配执行过程为主线、以工艺流程节点为核心、以物料需求状态为管理对象的渐增式齐套状态协调机制;针对车间对有限装配物料资源合理分配的需求,建立了齐套优先级评价模型,并与生产计划时间节点相结合,实现了物料审批的优化;提出扁平化车间库存管理体系及二维码物料托盘配送技术,实现了周转的齐套物料资源托盘准备与车间物料供应的闭环控制。结合实际的工程实例运行分析,验证了技术的合理性与有效性。     

基于射频识别技术的车间级刀具管理系统

为了解决汽车发动机生产车间刀具识别与刀具从入库到报废环节的过程管理问题,提出一种基于无线射频识别的刀具自动识别技术,并开发了相应的车间级刀具管理系统。通过需求分析进行了系统理论模型设计,包括系统功能结构模型、业务流程模型和体系架构模型的构建;利用射频识别技术对每把刀具进行唯一标识,实现刀具数字化标识与信息追踪,完成无线射频识别技术与刀具实体的结合。为了消除系统刀具信息描述时多义性的问题,采用字母与数字混合编码方式建立了刀具编码体系。利用C#语言和SQL Server 2008数据库软件分别对系统前台功能界面及后台数据库进行设计。通过案例验证了系统的各项功能,实现了车间刀具信息与物流状态管理,满足了企业的应用需求。     

基于NC代码的工具配置方法研究

围绕着机械加工车间生产辅助工具的动态配送问题,研究了生产辅助工具的供应保障问题和离散制造车间的信息流动模式;研究并建立了基于NC代码的车间辅助工具的动态配送和现场调度相结合的生产辅助工具管理方法,开发了相应的信息系统,使得生产辅助工具能在生产现场动态调度,减少配送和回收次数及数量;从而降低生产工具的库存,提高了车间的生产能力和管理水平。系统已在企业成功实施,取得了很好的实际效果。     

基于改进遗传模拟退火算法的刀具准时化配送路径规划

为了解决准时生产下的刀具准时化配送路径规划问题,在对数控车间刀具配送流程进行分析的基础上,建立以工序平均满意度和配送车辆数为优化目标的带模糊预约时间窗的刀具配送路径模型。采用改进遗传模拟退火算法对该模型进行求解,在标准遗传算法的基础上,使用模拟退火算法改进遗传算法的变异算子,通过最佳保存策略和排序选择法结合保护最优个体,并辅以自适应交叉概率。最后,通过具体实例证明了该方法解决刀具准时化配送路径优化问题的有效性与可行性。     

数控车间信息集成技术研究

在分析数控车间生产管理的业务流程及车间硬件环境特点的基础上,构建了车间制造执行活动集成框架及执行信息流程模型.提出了基于Web服务和组件技术的数控车间数字化信息系统集成解决方案.应用分布式组件对象模型的组件技术设计了功能构件,并加以封装以实现系统内各功能模块的集成;系统与外部环境集成采用基于标准Web服务接口的方式,通过设置信息访问器和发布器来实现.开发了一个原型系统.实践证明,该系统不仅能实现车间信息的内外部集成,而且具有良好的可扩展性、可重构性和易维护性.     

某航空发动机燃油喷嘴生产线智能刀具管理及选配系统研究

以国内某航空发动机生产公司对燃油喷嘴智能生产线刀具管理的需求现状为背景,针对其刀具准备计划和生产计划匹配效率低、刀具信息不畅通、现有刀具管理软件功能不全或冗杂、无法对刀具进行参数化的查询等问题,结合企业的个性化需求进行了系统功能需求分析,基于需求分析进行了系统功能模块的设计,并开发了一套相应的智能化刀具管理及选配系统.在系统实现中采用了B/S三层架构体系,使用了MVC设计模式,应用了面向对象的编程思想,使得各功能应用模块高度解耦.系统的实现与应用满足了该企业燃油喷嘴生产线刀具管理及选配的相关业务需求,实现了精细化、自动化、智能化管理.     

基于SIMIO的装配车间生产线配送物流仿真分析

针对工程机械产品装配生产过程中物料配送系统日益复杂的特点,采用基于SIMIO的仿真分析方法对物料配送的台套数、配送工具数量以及物流模式和调度方案等进行深入研究,确定装配车间最佳物流配送方案,提高配送及时性,保证车间生产的连续性,同时减小从设施规划到制造执行之间的不确定性及物流配送成本,对企业生产规划与执行管理等决策支持均具显著意义.     

车用空调装配车间集成化生产作业管理系统

针对车用空调装配车间存在的生产作业管理信息交互性差、生产作业进度实时监控困难等问题,结合制造执行系统等先进管理思想,构建了一种车用空调装配车间集成化生产作业管理系统,建立了该系统的体系结构、功能结构和运行模式,并研究了基于遗传算法的车用空调装配车间生产作业动态调度方法,以及基于组件技术的装配线生产作业执行情况可视化动态监控等关键技术.该系统已成功应用于重庆一车用空调制造企业,取得了良好应用效果.     

面向服务的可重构制造执行系统研究与实现

制造执行系统是实现企业信息集成的关键技术,是企业信息化工程领域的研究热点之一。本文把面向服务的思想引入制造执行系统,将车间资源服务化,提出面向服务的可重构制造执行系统的软件体系结构和实现方法。实例证明该系统具有良好的扩展性、可重构性和易集成性。     

渐增式物料齐套控制技术

文中通过分析复杂电子整机装配、调试过程管理的技术难点,提出了以渐增式物料齐套控制为核心、以面向过程的层次化装配监控为驱动、以服务型齐套物料配送为落点的复杂电子整机/分机现场执行过程管理技术体系,建立了复杂电子整机/分机生产过程的工序级齐套模型。应用实例表明,相比目前广泛采用的传统整件级齐套思路,该模型可以有效缩短装调过程的生产周期。     

网络联盟企业中基于Web的制造执行系统

网络联盟企业是按照分散网络化制造哲理组建的企业。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急需解决的信息断层。介绍了制造执行系统的功能,制造执行系统与管理系统、控制系统的关系和信息流。阐述了在网络联盟企业中基于Web的制造执行系统的体系结构。     

云制造环境下基于离散Markov跳变系统的机床装备资源动态优选方法

针对云制造环境下加工任务执行过程中机床装备资源易受紧急插单、加工质量异常、设备运行故障等高频随机扰动影响,致使产品加工服务质量(QoS)不能满足客户个性化需求的问题,提出一种基于离散Markov跳变系统的机床装备资源动态优化选择方法.首先,结合云制造服务运行特点,构建了云制造环境下面向加工任务执行过程的服务质量动态演化...     

基于多智能体的制造系统生产控制建模研究

为提高制造系统生产控制的性能,建立了基于多智能体系统的混合控制模型.该模型把生产控制系统分为管理智能体层、单元智能体层和执行智能体层.管理智能体层负责调度和协调各单元智能体,并对所有智能体进行管理;单元智能体层中的各单元智能体间通过公用数据库相互协作;执行智能体对制造系统内的硬件负责,它们根据局部的本地资源信息及当前状态,接收发布的任务,并对其求解.同一层次的智能体之间是分布式结构.采用基于多智能体的混合控制模式,提高了制造系统生产控制的实时性和灵活性.通过激光拼焊生产系统中的试验,验证了该模型的有效性.     

基于看板管理的中小型电子企业车间生产管理系统研究

针对中小型电子制造企业在车间生产管理信息化建设中存在着资金短缺、技术人员匮乏、信息化应用水平低等问题,结合制造执行系统等先进管理思想,构建了基于看板管理的中小型电子企业车间生产管理系统（SFCS,Shop Floor Control System）,该系统具有低成本、易实施的特点,建立了该系统的体系结构、功能结构、运行模式;并研究了基于JIT技术的生产作业信息看板管理和系统集成接口管理等关键技术。该系统已成功在某电子制造企业进行实施和应用,取得良好应用效果。     

基于WEB的制造执行系统实现技术研究

随着网络技术的快速发展及应用情况，基于WEB技术构建制造执行系统成为可能。介绍了制造执行系统的定义、制造执行系统与管理系统和控制系统的关系。提出了基于WEB的制造执行系统的系统模型，阐述了基于WEB的制造执行系统的体系结构和实现技术，详细介绍了采用基于SOAP分布式协议的WEBSERVICES信息流交换的实现方法。     

AEOS生产制造体系的建设研究

本文以我国航空发动机自主研制为背景,对标国际航空发动机制造体系及标准,探索我国航空发动机AEOS生产制造体系的建设,围绕需求和管理目标,构建总体框架,建立生产制造体系,提高生产运营管理的规范性,实现基于流程和信息化管理方式转变,优化生产组织方式,强化生产保障能力,提高生产执行力,逐步实现生产运营的精益化转型.提升我国航...     

Condition-based tool management for small batch production

This paper presents a novel tool management concept for cutting processes which integrates tool relevant information, such as distribution data, tool orders, tool condition, and allocation data, within a centralized information cycle. The developed tool management approach uses decentralized identification and storage technologies, enabling an autonomous cooperation of tools and machine tools within a production. The first part of the paper is focused on the assessment of tool condition in a flexible job shop production. A tool wear monitoring system based on cutting force coefficients is developed and demonstrated by an exemplary milling operation. Thereby, it is shown that cutting force coefficients are suitable for wear monitoring and prediction, even for varying cutting conditions. For the online assessment of the current tool condition and for the prediction of residual tool life, an empirical tool wear model is demonstrated. This is applied to a novel condition-based tool management strategy which enables the optimum exploitation of the life time and performance of the cutting tool. The developed condition-based tool management concept is finally demonstrated by a software demonstrator.