动态CAPP系统及其加工资源决策方法的研究

为提高工艺计划的可执行性，提出一种动态CAPP系统集成模型。在工艺计划产生过程中，考虑车间加工资源的状态以及能力，实现加工资源的合理选择，产生具有良好生产指导能力的工艺计划信息。在资源决策过程中，基于BP神经网络进行车间加工资源决策，利用相关算法计算对应于每一加工特征的加工资源的优先指标，按照优先指标排序。结果表明，利用该方法产生的工艺计划符合车间资源能力，满足车间生产计划的需求。     

混合决策的动态工艺规划系统

为了提高CAPP系统的实用性、柔性和动态适应性,提出了一种混合决策的CAPP系统体系结构.利用基于特征匹配和特征属性匹配的两级实例检索方法,得到实例库中与待加工零件最相似已有零件的加工特征排序和加工方法.为了进一步得到符合车间生产条件的工艺计划,研究了计算机辅助工艺规划和生产计划与控制系统集成过程中出现的加工资源选择问题,并利用BP神经网络以及相关算法实现了二者集成过程中的加工资源决策,以提高CAPP系统的动态适应性.结果表明:综合利用实例检索和加工资源动态决策的方法,既可以保持CAPP系统的实用性,又可以提高CAPP系统的柔性和动态适应性.通过实例,详细介绍了基于混合策略的动态工艺规划系统的工作机制.     

面向低碳的工艺规划与车间调度集成优化

为更好地减少制造过程中的碳排放,弥补将工艺规划与车间调度分开碳排放优化时忽略了工艺规划方案中加工方法和工艺路线对调度阶段各工序加工机床分配方案、搬运距离以及工件加工顺序的影响,提出一个集成优化工件各特征加工方法、工艺路线、工件加工顺序以及各工序的机床分配,以实现制造过程碳排放和最大完工时间最小的多目标集成优化模型;针对集成优化模型中优化参数较多且相互影响的特性,提出一种前后相关联的四段式编码方法,采用NSGA-II算法求解,通过将所得的集成优化结果与先进行面向低碳的单目标工艺规划优化,再进行面向低碳的多目标车间调度分开优化结果进行对比,说明提出的集成优化模型可以得到更低的制造过程碳排放和完工时间,从而验证了集成优化模型的有效性。     

基于改进BP神经网络面向STEP-NC 2.5D制造特征的智能宏观工艺规划

智能工艺规划是实现智能制造的关键技术。面向新型NC编程数据接口国际标准STEP-NC(STEP-compliantnumerical control, STEP-NC),一种基于改进BP神经网络面向STEP-NC 2.5D制造特征的智能宏观工艺规划方法被提出。在该方法中,用于STEP-NC 2.5D制造特征加工操作方法决策的集成BP神经网络模型首先被建立。考虑到BP神经网络容易陷入局部最优和收敛速度慢,将混沌算法、遗传算法和BP神经网络算法相结合得到用于加工操作方法决策的改进的BP神经网络。在此基础上,将零件的加工信息归一化处理后输入到改进的神经网络中,进而实现了STEP-NC 2.5D制造特征加工操作方法的智能生成。最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于模糊BP网络的加工方法链决策

为实现计算机辅助工艺计划(CAPP)系统中零件特征加工方法的决策,分析了影响零件加工方法的因素,提出利用模糊BP神经网络算法对零件特征加工方法链进行优化决策.根据BP网络能够学习任何模式的映射关系的特点,建立了从输入到输出的网络决策模型,并对网络结构、参数确定和样本选取等问题进行详细阐述,运用合理的学习算法来训练网络,最后通过实例验证了该网络的有效性.结果表明,利用模糊BP神经网络进行零件加工方法的选择是有效的和可靠的.     

基于非线性工艺规划的CAPP和PPC集成原理的研究

基于非线性工艺规划 ,描述了 CAPP与生产计划与控制的并行集成模型 ,详细分析了 CAPP与 PPC的集成原理 ,对于二者集成过程中出现的资源选择问题和加工任务排序问题进行了详细分析 ,并给出了解决方法。     

基于工序成本的集成协作计划与调度模型研究

针对有多条生产加工路线而受加工能力和合作伙伴的制约的生产类型,提出了一个基于工序成本的新型集成协作计划与调度模型。该模型有效地解决了加工能力不足,部分工件可以外包,部分工件自行加工的不固定调度集的调度问题,在给定的生产周期依据工序成本规划出生产成本最低的工件调度组合。综合运用改进的遗传算法和启发式规则求解模型,在实现工艺路线决策的同时,确定了工序成本,以及总成本,保证了计划的可行性和调度的一致性。最后,应用设计出的算例完成了仿真演算,验证了模型的有效性和正确性。     

通用机械加工车间绿色制造系统工程方法

为了满足制造企业在资源环境方面的技术需求,一种实用的绿色制造系统工程方法(SEGM)被应用于车间制造系统的设计规划与通用机械生产过程的运行调度。论文根据车间制造系统的资源环境影响因素建立车间规划和生产调度的控制变量,基于系统工程学的基本原理建立包括通用机械产品生产过程在内的车间制造系统模型。论文讨论了面向资源环境属性的优化方法并利用人工生命方法的GA-CA算法求解,得到车间制造系统规划和生产调度变量的最优解,从而决定了资源和能量在车间制造系统中的运行方式。为了在实物生产中实现这些优化参数,论文针对通用机械产品的工艺设计、实物制造、生产调度和车间规划开发了实用的应用技术和工艺装备,进行了先进制造技术的集成创新,实现了车间制造系统的节能减排。论文以火电阀门机械加工车间作为系统应用案例进行研究,数据显示绿色制造系统工程方法对通用机械加工车间的资源环境改善有着积极的影响。     

集成化车间作业计划动态关键路径编制算法

针对单件小批生产加工装配式制造的特点,结合车间作业计划与物料需求计划的集成化管控需求,提出了基于生产过程网络图的动态关键路径作业计划编制算法.算法按照零部件加工装配过程中的工艺顺序和装配关系,将计划期内订单的形成过程抽象化为生产过程网络图,并将物料需求计划映射为网络图中的节点,进行生产能力控制和加工装配约束.以生产过程网络图为作业计划编制的对象模型,以订单的交货期为依据,采用倒排的方式,通过动态寻找网络图中的关键路径来确定车间作业计划顺序和资源分配.通过某密封产品生产企业机加车间生产计划编制的实例,证明了该算法能快速有效地在有限生产能力条件下编制高效可行的车间作业计划,保证作业计划与物料需求计划的一致性.     

数控机床刀具正确选用

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,也是数控机床的加工程序编制的主要依据,正确选用数控机床刀具,应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素选用刀具及刀柄.它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响数控产品的加工质量.     

基于Web服务的可快速定制CAPP框架

为实现计算机辅助工艺规划系统的开放性和可集成性,研究了以模块化组件为基本构成,采用Web服务技术构造的基于互联网／内联网的可快速定制的计算机辅助工艺规划框架。该框架提供了网络环境中产品信息模型定义、工艺知识维护、工艺设计向导定义、资源管理、工艺卡片编辑、工艺评估、工艺仿真和定制工具等功能模块和集成接口,这些模块用Web服务实现。给出了基本框架、行业开发平台、企业应用系统的3级定制模式。最后,以面向电机制造行业和企业为例,说明了该框架面向行业平台和企业应用系统的定制过程。     

基于聚类分析法的装夹规划算法研究

为解决计算机辅助工艺规划中的装夹规划问题,在定义加工单元的基础上,建立装夹规划数学模型,并提出了应用凝聚的层次聚类法求解该模型.把加工机床和工艺原理约束转换为加工单元间的距离,依据距离大小对加工单元聚类.根据加工顺序优先关系图,应用启发式算法对加工单元分组,对聚类的加工单元进行组间和组内排序.最后以零件ANC-101为例,验证了所提方法的有效性.     

产品网络计划及其算法的研究

研究了产品网络计划及其特点,以实际应用为背景,提出了从工艺设计到产品网络计划的转换算法,通过分解工艺信息和物料信息,计算提前期和关键路径,完成从工艺设计到生产管理的产品网络计划的转换。另外,在产品网络计划的基础上提出了一个工时能力平衡的模型并设计了一个近似求解算法。设计实现的系统弥补了计算机辅助工艺规划无法和生产直接关联、生产计划管理系统又无法自动生成计划的缺陷,为工艺设计和生产计划建立起通信的桥梁,在实际生产中有着广泛的应用前景。     

面向CAPP/PPC集成控制的工艺优化模型研究

为了提高工艺规划在实际生产中的执行性，得到优化的制造资源配置，提出了一种基于动态工艺、以制造资源为核心的计算机辅助工艺设计／生产计划控制并行集成模式，研究了计算机辅助工艺设计／生产计划控制集成过程中的动态工艺优化和制造资源优化配置问题。在讨论动态工艺描述方式的基础上，提出了动态工艺优化分级求解策略。在求解过程中，首先将动态工艺进行分解；然后以成本和交货期为优化目标对分解的工艺进行资源优化配置，从而实现全局的工艺优化和制造资源优化配置；最后，以齿轮轴为例说明了工艺优化模型的正确性和可行性。     

基于MES和CAPP的动态质量可追溯系统

为了实现产品质量在制造执行层面的动态追踪和溯源,提出了一种基于制造执行系统和计算机辅助工艺设计的动态质量可追溯模式。通过分析制造执行系统中质量数据的自动采集、分析流程以及计算机辅助工艺设计过程数据,给出了制造执行系统与工艺设计过程的动态集成框架;分析了基于集成平台的动态质量追溯数据流,建立了动态质量追溯系统的运行模式和体系结构。以发动机点火系统为例,开发了集成动态质量可追溯系统原型,实现了质量信息的并行实时追踪与控制,使得潜在工艺设计缺陷和制造执行系统故障得以有效控制与纠正,为企业构建了基于工艺设计-制造执行模式的动态质量控制平台。     

现代CAPP技术及其发展研究

企业信息化工程推动了CAPP技术的发展和应用，本文通过CAPP的发展过程、信息技术的发展以及企业信息化工程对CAPP的需求等进行深入分析，从体系结构、系统功能、信息组织、工艺设计模式、系统性能等方面分析了现代CAPP技术的发展趋势。(1)CAPP系统的体系结构由单机模式、C／S模式向C／S模式与基于Web技术的B／S模式相结合、组件化、层次结构化方向发展；(2)CAPP系统的功能覆盖企业整个工艺领域，向集成化制造数据管理方向发展；(3)工艺设计模式向基于知识的分布协同决策的综合智能化设计技术发展；(4)CAPP的应用更加强调系统的集成性和开放性等。文中还简要介绍了相关关键技术。     

基于PDM的工艺管理研究

工艺是连接产品设计与制造的桥梁，是实现产品信息集成与管理的关键。在研究工艺设计及工艺信息管理的基础上，分析了工艺管理的功能需求，建立了面向产品全生命周期集成的工艺信息模型，提出了基于PDM的两级工艺管理方案，有效地简化了CAPP系统的设计，有利于真正实现CAD、CAPP、CAM、PDM、ERP的全面集成。     

基于GA-SA混合寻优算法的CAPP与PPC集成原理研究

评述了CAPP和PPC集成原理,在统一资源库的约束条件下,提出了基于GA-SA混合优化策略的CAPP和PPC的集成方法;建立了基于GA-SA算法的算法基本框架、算法模型;通过实例仿真表明,GA-SA混合寻优算法较单一的GA算法具有更好的应用效果。     

特种轴承参数化CAD/CAPP集成系统研究

通过分析MGA,MGB,MGC和MGD四大系列非标特种轴承的产品及工艺设计过程,建立了涵盖各类轴承产品和工艺设计的参数化模型,研究了计算机集成制造系统环境下用.Net开发基于Web的特种轴承参数化计算机辅助设计/计算机辅助工艺设计系统的实现策略,详细讨论了参数化绘图、设计计算、公差/工艺设计及计算机辅助设计与计算机辅助工艺设计的集成等模块的关键技术.最后,以MGA1型轴承的设计为例,验证了系统的有效性.