制造过程的柔性分析

1一维问题1.1柔性容量与需求变量 多样性指的是技术应用环境的一种性质,它可用需求的随机性来刻划,即如果把需求变量看作是一个随机变量,则我们可以用随机变量来刻划多样性。与技术应用环境的多样性相对应的是技术本身对所处环境的适应性,即技术本身的柔性容量问题。令生产总成本用方程式C=αX~2+bX+K表示,(式中X表示生产量,它作为价格p的一个函数表示制造厂为利润最大化而选择的最优产出)利润用f(p)=(p-b)~2/4α-K来表示,当价格是一个随机变量并且p表示期望值,表示方差,则预期利润可以用以下的方程来表示: E[f(p)]=σ~2/4α+(p~-6-b)~2/4α-K (1)柔性的提高或降低可以用一条平滑的平均成本曲线来表示,当σ~2较大时,柔性大的企业预期利润高于那些生产过程中缺乏柔性的制造厂的预期利润。     

大量生产走向柔性化

专用的组合机床自动线也许仍是大量生产的低成本方法,但改造后的直线式或回转式组合机床却有更大的柔性。 除了那些较短寿命的自动生产线以外,机械制造厂都希望能从金属切削机床获得更高的价值和寿命,这就给大量生产用的柔性组合机床开辟了市场。虽然它们的初始投资较大,但可以用来同时生产几种产品,也可以经历2～3个产品以上的寿命周期。 这在传统的专用自动线是不可能的。这种自动线为一个新产品所需的改装费用约占原始成本的80％以上。重新改装的时间约需一年,而从画图到安装一条新自动线的时间约需两年。现在随着柔性制造时代的到来,这已不成问题了。     

考虑随机参照价格的双渠道绿色供应链定价和渠道策略研究

为了探讨参照效应对绿色供应链成员决策的影响,将消费者的随机参照价格引入到双渠道绿色供应链中,通过博弈论方法构建一个两阶段Stackelberg模型,讨论了线上线下的一致性定价策略。结果表明：当消费者的绿色偏好系数较高时,消费者参照价格的离散程度对制造商和零售商有利;否则,消费者参照价格的离散程度对制造商有利但对零售商不利;随着消费者参照价格敏感性系数的增大,制造商的期望利润先减小后增大,但零售商的期望利润单调下降;收益共享和成本分担组合契约能够协调双渠道绿色供应链。通过与单渠道绿色供应链均衡的比较发现,制造商进入线上渠道的条件受到消费者参照价格敏感性系数和离散程度的双重影响。在此基础上将模型拓展到差异化定价,讨论了不同定价策略对渠道成员的影响。     

基于回收和再制造渠道选择的制造/再制造生产决策

为了揭示回收和再制造渠道选择对制造/再制造决策的影响,分析了不同再制造渠道结构下再制造产品对顾客的新产品感知价值的促进或抑制作用,重构了3种不同回收和再制造渠道结构下新产品和再制造产品的需求函数,建立了相应的制造/再制造优化模型,得到了其最优生产和定价决策,并给出了3种回收和再制造渠道结构下原始设备制造商(OEM)利润占优的条件。研究结果表明,在M模式下,再制造产品对顾客的新产品感知价值的抑制作用会降低新产品和再制造产品的销售价格及新产品的生产数量,且OEM的利润会随抑制作用的增加而持续下降;在S模式和C模式下,再制造产品对顾客的新产品感知价值的促进作用会使OEM和独立的第三方再制造商(IO)分别提高新产品和再制造产品的销售价格,由于OEM在S模式下能够控制废旧产品的回收数量,其生产的新产品数量会增加,且OEM、IO和再制造系统的利润会随着促进作用的增加而持续增加;在C模式下,OEM为了缓解再制造产品对新产品市场的竞食,会减少新产品的生产,其利润随着促进作用的增加先增后减;当抑制和促进作用较小时,OEM应该选择进行再制造。当抑制和促进作用较大时,若自身回收渠道较为完善,OEM应该选择自己回收,并交由IO来完成再制造。     

悬臂式柔性支撑柱面气膜密封力学性能研究

基于三维SolidWorks软件建立柱面气膜悬臂式柔性支撑结构模型,分析柔性支撑结构对柱面气膜密封结构稳定性的影响;采用单向流固耦合的仿真方法,研究悬臂支撑板厚度、支撑结构材料、悬臂支撑数量,以及气膜操作参数转速和压差,对悬臂式柔性支撑结构和浮环的最大变形、最大应力应变有影响。结果表明：随悬臂支撑板厚度增大,平均变形量和平均等效应力减小;随悬臂支撑板数量增加,最大变形量逐渐减小,最大等效应力先增大后减小;研究的铝合金、铍青铜、不锈钢及钛合金4种悬臂支撑板中,不锈钢材料悬臂支撑板的最大变形量最小,承受的最大等效应力最大;随着转速和压差的增加,悬臂支撑板最大变形量以及最大等效应力均逐渐增加。在研究范围内,柔性支撑结构可以减小浮环的变形量,浮环变形量小于最小气膜厚度,保证了密封结构稳定运行。     

快速成组夹具的应用

IT制造业的特点是多品种、多批次、大批量的生产，在全球性的降价浪潮下，为保证获得高附加值的利润，业界内的相互竞争、产品的更新换代达到了前所未有的激烈程度。 　　开发阶段如何提高更新换代速度，暂且不谈。在制造阶段，要想与开发保持对应的变更速度，工装夹具是其重要影响因素之一。 　　在多品种多批次生产条件下，工艺装备系数不高，其原因就在于原先的夹具都是专用夹具。这类夹具在品种频繁更迭时，往往无法继续使用而不得不闲置，于是产生专用工艺装备大量不敷应用与因缺少资金投入而无法制造新的工艺装备的矛盾。即使是已…     

价格折扣下后悔预期对供应链成员企业定价决策的影响

针对企业打折促销更易引发消费者购买前的后悔感知问题,研究价格折扣刺激下的消费者后悔预期对供应链的影响.定量描述了原价产品和折扣产品的需求函数,构建并求解了供应链中无领导、制造商领导和零售商领导3种权力结构下的博弈模型,采用理论比较和数值仿真分析了后悔敏感系数、消费者异质性与供应链成员企业定价决策的关系.研究发现,受价格折扣下的后悔预期影响,产品的价格随后悔敏感系数与消费者异质性的增大先增加后降低,且制造商领导结构下的价格最高;当后悔敏感系数与消费者异质性较低时,供应链成员企业采用撇脂定价策略,当后悔敏感系数与消费者异质性较高时,供应链成员企业采用渗透定价策略;在价格折扣的刺激下,针对高后悔型消费者,制造商采用承诺式广告策略,零售商采用声望定价策略,针对高偏好差异型产品,制造商采用差异化定制策略,零售商采用差别定价策略.     

注塑机注射速度的离散预期学习控制

针对注塑成形过程的重复运行特性,采用离散预期学习控制方法对注射阶段的针对离散化后的注塑机注射速度模型,根据收敛性条件以两步法设计预期学习控制中的两个参数--超前步长与学习增益,并与连续预期学习控制作了比较.当收敛性条件不能在整个频段内满足时,利用DFT/IDFT截断可学习频段外的频率信号,保证跟踪误差单调收敛,并在离散频域内讨论测量噪声存在及初始定位不可重置时学习算法的跟踪性能.仿真结果表明,对于给定的期望注射速度曲线,该方法能得到比P型、D型迭代学习控制(ILC)更满意的跟踪性能,且具干扰抑制能力.     

汽车发动机先进制造技术

正正像发动机是汽车的"心脏"一样,发动机制造技术是汽车制造技术的集中体现。汽车发动机制造从传统的由组合/专用机床组成的自动生产线TL到高转速、高快移速度、高加速度、快速换刀的高速加工中心组成的高速柔性生产线FTL,后来又发展到敏捷高速柔性生产线AFTL,技术的先进性在逐渐延伸。目前,我国自主品牌的发动机制造技术也取得了长足的进步,在发动机研发和生产方面都取得了一     

面向定制化企业远程工程／远程服务研究

随着不断变化的市场需求,客户满意度日益成为衡量产品成功与否和制造企业制度获得最大利润、最高的市场占有率的主要因素。以客户为中心进行定制化生产成为制造企业适应激烈竞争的一个最为重要的手段。本文首先叙述了定制化的真正含义,然后具体讨论了不同企业生产类型采用不同的定制化方式,最后以实例说明汽车行业实施面向定制化的远程工程／远程服务的总体结构。     

直圆柔性球铰柔度矩阵的解析计算

基于线弹性和小变形假设理论,通过引入比例系数(直圆柔性球铰槽口间距与切割半径倍数之比)并利用其结构对称的特点,推导得到了形式较为简洁的直圆柔性球铰柔度矩阵各子元素的解析柔度计算公式。利用有限元仿真软件验证了所推公式的正确性,并绘制了相应的误差曲线。结果表明:当比例系数小于0.2时,直圆柔性球铰各柔度计算公式的相对误差限均在11%以内;随着比例系数的增加,除沿x向的拉压柔度C11误差较小外,其他柔度计算公式的误差均呈增加的趋势,最大误差为30%。实验结果显示理论分析与仿真结果基本趋于一致,验证了直圆柔性球铰各柔度解析式的正确性。本文的研究内容为直圆柔性球铰在实际应用中的结构设计和参数优化奠定了理论基础。     

柔性螺母连接结构参数影响分析

针对传统螺栓预紧连接中螺纹牙根部应力集中现象严重,螺栓易发生断裂失效的现状,设计出了一种柔性螺母结构。采用有限元计算方法,探讨了柔性螺母结构参数对螺栓连接应力分布的影响,并分析了相关作用机制,得到如下结论:相比于普通螺母连接,柔性螺母连接的螺栓第一道螺纹牙应力下降约为54%,应力集中程度明显减小,最大应力下降了37.1%,螺纹应力沿轴向分布趋于均匀,降低了螺栓发生疲劳断裂的风险;螺母螺纹牙的最大应力下降了14.7%,不均匀程度也有改善;支撑面倾角θ的存在,只是改变了螺栓连接系统的应力分布状态,其大小的改变对降低结构应力水平的影响不大;当D/e在1.15左右时,柔性螺母变直径处的应力集中可以减小甚至消除;柔性螺母连接的螺纹牙最大应力及其应力均匀化程度,与柔性螺母总厚度H的增加和支撑面宽度L呈正比,与六角段厚度h呈反比。     

T形桁架自动线在轴承环自动化加工中的设计及应用

近年来,随着社会经济的发展,人力成本逐渐增加,在机加工行业中降低工人劳动强度,提高生产效率,减少人力成本才能更好的适应市场竞争的需要。因此拥有高质量和高效率的自动化加工单元才能适应当今现代装备制造业的发展需求。机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要组成部分,把数控机床和机械手共同构成一个柔性制造单元,它适合于机械零件的大批量生产。     

白车身焊装线柔性定位单元的设计与应用

柔性定位单元是白车身焊装线柔性定位的关键设备,多台柔性定位单元可组成一个白车身定位系统。通过设计柔性定位单元以及将之应用于白车身底板焊装线、柔性总拼系统等的白车身柔性定位,能实现白车身焊装的多车型混流共线生产,大幅提升汽车白车身制造的柔性程度和生产效率。     

考虑随机制造误差的差减速器齿轮副振动特性分析

为研究随机制造误差对某新能源汽车差减速器齿轮传动系统振动特性的影响,采用拉格朗日能量法建立差减速器齿轮副在多源时变激励作用下的弯—扭—轴耦合振动动力学模型.将齿轮系统的齿廓总偏差和基节偏差作为随机变量,采用服从正态分布规律的随机变量描述,运用数值仿真软件对差减速器传动系统进行动力学分析.结果表明,随着随机制造误差离散程度的逐渐增加,齿轮副轴向振动幅值逐渐加剧;但对于齿轮副径向振动未产生较为明显的改变.     

数控立车加工弧形轴承滚道

我公司在某种产品的生产中采用了一种大尺寸的滚动轴承（结构见图1）,零件尺寸较大,最大直径约为2800mm。由于科研试制中设备条件的限制,生产初期采用了普通立式车床和专用成形车刀配合的方法进行加工。     

柔性作业车间在线调度问题的仿真建模与分析

利用离散事件系统建模与仿真技术和规则调度方法,对柔性作业车间在线调度问题进行研究。将优先级调度规则和路径选择规则结合,形成针对柔性作业车间的调度规则组合。在建立仿真模型时,定义了车间结构,并对车间结构参数设定不同的水平值。针对平均流经时间最小、最大拖期时间最小、机器最大负荷最小、拖期工件比最小这4个不同的调度目标,从备选规则集中选出了每个目标下最优的调度规则组合及相应的车间结构参数。仿真结果表明,工件交货期、车间利用率、机器平均有效率、机器平均故障水平及车间柔性程度对调度规则组合的选取有很大影响。     

专用-集成-开放——涂层行业新标准

一、柔性对产品的贡献(针对用户的应用) 在第一个20年中(1980~2000),由于涂层装置本身的柔性有限,涂层刀具的涂层并未真正针对实际应用需求而实现专用,而且也没想那么做.大部分涂层制造商大型刀具制造企业仅限于在选择一些标准化的涂层,以扩大其应用范围.这种情况特别适用于大量生产,也就是将很多刀具放在大型炉内进行涂层加工,而且销售利润很高.     

供应商选择不同技术下的研发决策问题

针对面向多制造商的供应商研发决策问题,分别构造了供应商在选择共性技术和专用性技术研发决策情形下与两个制造商组成的两阶段非合作博弈模型,得到了供应商在这两种情形下各自的最优研发决策,通过对这两种最优决策情形下供应商最大化利润进行比较,给出了这两种情形下供应商最大化利润相等的条件和各自的占优区间。进一步讨论了供应部件单位成本、供应部件价格、最终产品替代率、单位研发成本变动对这两种情形下供应商最优研发决策的影响,并给出了相应的数值解,表明供应商采用不同技术研发决策时最优研发程度和最大化利润与供应部件单位成本、单位研发成本、最终产品替代率负相关,供应商最优研发程度与供应部件价格正相关;随着供应部件价格的递增,供应商最大化利润先增加后减少。     

基于离散粒子群算法的炼钢连铸生产调度

在炼钢连铸生产调度中,最大完工时间优化可保证生产计划准时完成,总完工时间优化可降低板坯存储过程中的物耗和能耗。结合生产实际,提出了以最小化总完工时间为目标,最大完工时间为目标约束的处理方法。首先根据改进NEH算法确定最大完工时间的可行上界,再利用离散粒子群算法对总完工时间进行优化。在算法设计过程中,通过加入启发式规则提高初始解性能,使用交换操作实现位置更新公式的离散化,引入Metropolis准则避免算法陷入局部最优。最后通过案例分析,验证了求解方法的可行性和有效性。