新一代制造系统理论及建模

提出了新一代制造系统的基本论点及需要解决的科学问题,指出制造信息学、计算制造、制造智能以及制造系统的结构与建模是构成新一代制造系统的科学基础,并分别阐述了其中的关键研究内容.     

敏捷制造模式下车间制造设备及布局研究

对敏捷制造模式下车间制造设备及布局进行了初步研究。分析了敏感制造模式下车间制造设备及布局的意义,探讨了对模块化可重视 加工设备的硬件与软件的要求,讨论了敏捷模式下车间布局的原则。     

制造系统虚拟环境的多Agent建模方法

建模与仿真是虚拟制造系统的核心，具体的制造系统虚拟环境建模必然会遇到许多新的问题，提出了制造系统虚拟环境的多Agent建模方法，以具体生产线为对象，对系统进行了划分，描述了各Agent的特征，并给出了Agent的定义与实现方法。     

制造系统智能布局设计

阐述了制造系统智能布局设计的总体结构及主要功能 ,深入探讨了该布局设计系统中面向对象的知识表示方法和知识库的构成 ,提出了面向对象的制造系统布局设计推理机制和基于目标驱动的反向推理策略 ,并进行了实例研究。     

制造系统建模中Petri网的工具和方法

本文概述了Ｐｅｔｒｉ网研究方面的一些最新研究结果，讨论了基于Ｐｅｔｒｉ网的一些建模工具，这些工具特别适合于制造系统的建模，性能分析，实时控制、系统可靠性系统等，文中还介绍了实际应用中所获得的某些结果，最后，提出了Ｐｅｔｒｉ网在制造系统建模中需解决的若干问题。     

融合多传感技术的数字化制造设备建模方法

针对制造过程实时信息采集和传输的问题,基于多传感器技术和Web技术,提出了一种从制造设备层进行数字化建模的思想和方法,通过对制造没备安置多种传感设备构建附加传感设备网络模型,彤成实时制造信息采集的硬件基础,进而采用Agent技术对各个传感设备进行封装,在工作流的控制下捕获相应的制造信息并按照标准模板进行信息的加工与存储,以使构建的数字化制造设备模型具有执行过程透明和可访问化的特点,从而为解决制造过程中的复杂、实时信息的自动采集和传输以及数字化精确生产提供解决方法.以一个实例验证了所开发原型系统的有效性.     

车间生产系统及设备布局

分析了车间生产系统的类型与特点、设备布局的方式与相关技术。以钢圈生产线为例,介绍了根据零件特点和生产任务要求进行设备布局与物料搬运系统设计的方法。     

可重构制造系统工艺路线与系统布局设计研究

为使可重构制造系统的重构过程更加快速有效,提出了一种工艺路线和系统布局设计的方法.首先,基于图论构建了可重构制造系统工艺路线的有向网络模型,并采用Dijkstra算法和双向扫视算法,进行最优工艺路线和备选工艺路线的选择;然后,以工艺路线为基础,依据排队论中的相关理论,对制造系统的布局进行优化设计,以获得可重构制造系统布局方案.实例表明,该设计能够适应可重构制造系统快速多变的特征,提高对制造系统已有资源的利用率.     

多级虚拟制造系统中虚拟设备模型的建立

提出多级虚拟制造系统体系结构,详细介绍了该体系结构中基础核心层的主体部分虚拟设备模型的组成及建立方法.虚拟设备模型由功能模型、几何模型、运动模型三部分组成,详细介绍了每个部分的实现方法.最后以两台数控加工中心组成的多级虚拟制造系统为例对虚拟设备模型的建立方法加以验证.     

虚拟制造系统建模与仿真

讨论虚拟制造的有关概念，虚拟制造建模与仿真环境及该环境下的产品与制造过程建模，虚拟制造建模与仿真的支撑技术等。     

基于遗传算法和虚拟现实的施工设备布置系统

为辅助设计人员解决施工设备布置问题,基于遗传算法、虚拟现实技术和三维模型处理技术,提出了类交互式遗传算法。该算法首先执行计算机自动迭代完成的自然阶段,在满足人工参与条件后进入虚拟现实环境,进行人工评价和人工指导变异。通过对比分析表明,该算法能在明显减少用户参与次数的前提下,取得优于交互式遗传算法的解。基于该算法,实现了施工设备布置系统原型,并设计了基于不同技术的不同模块间的数据交互机制。实际应用验证了系统的有效性。     

仿真环境下RMS设施布局分析研究

可重构制造系统(RMS)设施布局问题是一个重要而复杂的研究课题,对制造系统的性能有很大的影响。首先在综合考虑系统复杂性特点的基础上,构建了相应的成本数学模型。然后基于产品种类、生产批量和订货提前期这三个方面的市场需求特征,对RMS布局重构策略进行分析,并构建了仿真框架和仿真流程。最后通过案例分析,验证了该分析方法的可行性和有效性,为RMS布局重构提供了决策依据。     

Design of cellular manufacturing systems using objective functional clustering algorithms

Cellular manufacturing (CM) has emerged as an alternative to conventional batch-type manufacturing owing to the former's capability of reducing set-up times, in-process inventories and throughput times. It provides the basis for implementation of just-in-time (JIT) and flexible manufacturing systems (FMS). The machine-part group formation is an important issue in the design of CMSs. This paper presents objective functional clustering algorithms for cell formation problems in the design of cellular manufacturing systems. A deterministic objective functional algorithm (hard clustering) and a fuzzy objective functional algorithm (fuzzy clustering) are used to form the part families and machine cells simultaneously. A collection of data sets from open literature is used to test these algorithms. A software package has been developed to verify the implementation.     

基于遗传算法的动态连续型设备布局方法

在企业未来产品需求可预测的情况下,对具有多个计划期的车间内动态设备布局问题进行了研究.将动态设备布局中设备重置费用简化为设备移动成本与产能损失成本,结合静态设备布局问题连续模型以及动态设备布局问题离散模型的研究方法,构建了针对不等面积设备的动态多期布局问题的连续模型,并设计了改进型的遗传算法对模型进行了求解.此算法具有新颖的编码策略以及自适应选择交叉算子,具有良好的寻优能力.最后通过对一个3×8动态连续型设备布局问题的实例验证,证明了模型与方法的可行性.     

基于SLP和AHP的工厂布局及评价研究

工厂布局是现代企业发展中面临的一个重要问题,它在很大程度上决定着产量、质量、生产率和经济效益。运用经典的设施规划方法(SLP),设计规划了某工厂布局,并将多标准决策应用于多布局方案的择优中,为布局评估建立了一种简单、可操作的评价指标体系,并实施了一致性和敏感性分析,从而使整个设计过程更加客观、高效。     

A model management systems approach to manufacturing systems design

Manufacturing systems design involves the solution of a complex series of interrelated problems. This complexity will increase in the future as manufacturing practices change to meet increased global competition. Research within manufacturing systems design has mainly been focused on finding improved models for solving particular problems, or extending existing modeling techniques. This has resulted in numerous modeling tools being available to support manufacturing systems design. However, little research work has been carried out into consolidating the existing theories and models. As a result, a large body of this work has not been applied in industry.Model management has evolved as a research area which investigates methods for storing, modifying, and manipulating models. This article describes a prototype model management system for manufacturing systems design. The objective here is not to develop another decision support system for manufacturing design, but to illustrate, through the development of a prototype system, a number of key ideas of how concepts from the area of model management systems can be used to support manufacturing systems design. The prototype model management system utilizes the structured modeling framework and uses an extended version of the structured modeling language. An important aspect of the prototype model management system is the incorporation of the model development task, thus allowing the system to be easily updated and adapted. The prototype system was evaluated using a range of queueing network models for manufacturing systems design.     

A genetic algorithm for scheduling flexible manufacturing systems

General job shop scheduling and rescheduling with alternative route choices for an FMS environment is addressed in this paper. A genetic algorithm is proposed to derive an optimal combination of priority dispatching rules pdrs (independentpdrs one each for one Work Cell WC), to resolve the conflict among the contending jobs in the Giffler and Thompson GT procedure. The performance is compared with regard to makes-pan criteria and computational time. The optimal WCwise-pdr is proved to be efficient in providing optimal solutions in a reasonable computational time. Also, the proposed GA based heuristic method is extended to revise schedules on the arrival of new jobs, and on the failure of equipment to address the dynamic operation mode of flexible manufacturing systems. An iterative search technique is proposed to find the best route choice for all operations to provide a feasible and optimal solution. The applicability and usefulness of the proposed methodology for the operation and control of FMS in real-time are illustrated with examples. The scope of the genetic search process and future research directions are discussed.     

混杂系统理论及其应用于制造系统的研究进展

混杂系统理论及其应用是近年来的研究热点和难点。较为全面系统地阐述了混杂系统在建模、分析、控制和优化等几个方面的理论研究现状,对主要内容及其方法的优点和局限性进行了总结和评价。作为混杂系统的一个重要代表,分析与综述了制造系统中的主要应用成果,指出了具体应用中的难点问题。最后展望了进一步的研究内容。     

基于物流路径的单行布局建模与仿真研究

在分析单行布局优缺点的基础上，建立了单行布局问题的物料传输费用模型、面积利用率模型及生产周期模型，并以活塞117线的布局为例，利用QUEST软件对单行布局的三种布局形式（线形布局、U形布局和半圆形布局）进行仿真，结合所建立的三个模型对仿真结果进行了分析。仿真时三种布局形式选用相同的参数，结果表明：半圆形布局的物料传输费用最低，产品生产周期最短，而线形布局的面积利用率最高。