智能可重构汽车变速器装配生产线制造系统研究

围绕汽车变速器产品族装配线制造系统的柔性与重构问题,应用面向生产线重构的产品族装配工艺规划与重构装配线设计集成方法,提出可重构装配线的“主干线”设计思想。在对产品族基于功能实体识别的工艺规划基础上设计出“主干线”的柔性结构及系统的可重构实现机理。最后应用多智能制造思想构建了重构装配线的智能体系结构。该方法为提高实际装配线制造系统的柔性提供了有效技术手段。     

可重构装配系统建模

提出可重构装配系统的概念，采用面向对象的知识着色时间Petri网(KTCOPN)建立可重构装配系统模型。构建装配机器人、产品传输装置、零件缓冲站的OPN图，给出能够完成某一装配工序的装配模块，模块之间通过消息驱动实现并联或串联连接，在此基础上能够快速实现装配系统的重构。     

制造系统可重构控制技术研究

可重构制造系统重构的敏捷性、重构成本以及重构后的稳定性在很大程度上取决于其控制系统的可重构性,本文把制造系统的控制系统分为设备控制器、控制网络、监控平台3个部分,并分别从设备控制器重构技术、控制网络重构技术、监控平台重构技术3个方面阐述了可重构制造系统控制系统的可重构技术框架。     

制造系统的可重构性

可重构制造模式是一种指导管理和控制制造系统重构过程的制造哲理,它使制造系统有效地响应不断变化的环境,制造系统具有可重构能力是其生存和发 基本手段,具有较高可重构笥的公司在风云突变的环境中将远远超过其竞争对手。本文探讨了可重构造模式的基本定义和内涵,并从组织、过程、产品加工系统和信息平台等五个方面研究了制造系统的可重构性。     

基于遗传算法的产品装配序列规划研究

为解决产品实际装配过程装配序列规划的问题,建立了描述装配过程中零部件间装配关系的几何干涉关系矩阵。设计了以装配换向次数、装配工具更换次数、装配体稳定性和基础件位置为目标函数的遗传算法,并改进了该遗传算法相应的交叉算子、变异算子和适应度函数,以确保算法的有效性。在初始种群生成时,输入由DELMIA软件虚拟拆卸得到的几何可行装配序列,改善种群的组成成份。将该遗传算法应用于某链轮的装配序列规划中,验证了该算法的有效性。     

可重构制造系统研究与发展

在竞争日益激烈的环境下，制造企业必须能够快速地响应市场需求的变化，可重构制造系统可以达到这一目的。本文从可重构制造系统的定义和特点、可重构制造系统与现有制造系统的对比、可重构制造系统研究的现状等方面综述了可重构制造系统研究的进展。     

基于多Agent的可重构制造系统故障诊断模型

可重构制造系统对故障诊断有更高的要求。提出了一种基于多Agent的可重构制造系统故障诊断模型,模型为3层结构,从下向上分别为监测Agent层、诊断Agent层和管理Agent层,分析了模型的故障诊断机理,讨论了模型中Agent间的通信与协作。最后例子表明了可重构制造系统重构前后,该模型均能有效完成故障诊断。     

模块化的可重构制造系统研究

随着市场经济全球化的发展,可重构制造系统必将成为未来制造系统发展的新趋势,而可重构制造系统这个概念的提出是源于模块化机床和开放式体系结构控制器两种技术的日臻成熟。在分析了可重构制造系统和刚性制造系统、柔性制造系统区别的基础上,针对可重构制造系统的模块化特点及划分原则进行了详细分析,并对可重构制造系统的关键技术进行了研究。     

面向可重构制造系统的工艺规划方法研究

提出一种面向可重构制造系统的工艺规划方法,首先,分析影响工序组合的相关属性,并通过编码的方法使其数值化,建立可将整个零件族内具有一定相似性的工序进行组合的数学模型及算法;然后,建立工序组合评价指标体系,采用多级模糊综合评价方法对其进行综合评价。通过实例表明,该方法可以得到零件族内最佳的工序组合方案,并显著地减少系统重构次数,缩小重构范围。     

面向可重构制造系统的产品族分类问题研究

产品族与可重构制造系统一一对应,产品族模型是实现可重构制造生产的重要支撑技术。基于产品的参数及性能指标,提出了一种新的产品族分类方法。首先将模块性、通用性、兼容性、可重复利用性及需求量等的相似性系数分别进行量化形成关联矩阵,运用层次分析法求出各个参数及性能指标的权值,然后运用综合指数公式计算其综合指数,得到影响产品族形成的综合指数矩阵,再应用平均连接聚类算法将所有产品拟合成一个产品族,得到了一个基于产品间相似性的树状图,为系统的可重构提供清晰、直观的技术支持。最后以一个摩托车实例证实了提出方法的有效性和可行性。     

基于遗传退火算法的复杂产品装配序列规划方法

分析了可行装配序列的推理约束条件,建立了考虑装配体稳定性的优化评价模型。采用带记忆的遗传模拟退火算法进行复杂产品的装配序列规划,并通过大量试验分析确定了算法近优运行参数。最后以8E150ZLC柴油机机油泵为例验证说明该方法是一个行之有效的具有工程实际意义的产品装配序列规划方法。     

可重组自动装配夹具编码及智能规划专家系统的研究

介绍面向自动装配系统的分类编码用于可重组自动装配夹具智能规划系统的零部件信息输入,对原有的ＶＢ编码系统进行改进,使之便于计算机进行数据处理和面向用户的开放性并提出装配夹具元件编码系统的表示方法,分析可重线与自动装配夹具规划专家系统结构,确定各个组成部分的结构和功能;开发基于面向对象方法地在Ｃ＾＋＋开发平台上建造的可重组自动装配夹具智能规划专家系统。     

航天产品装配生产MES研究

以某航天企业装配生产为研究对象,针对装配车间的管理现状,在分析了该企业装配信息化业务功能需求的基础上,搭建了装配生产MES系统的体系架构,设计了基础数据管理、派工管理、派工执行和质量管理等功能模块。归纳了装配生产过程中信息的类型,并运用IDEF1X建模方法给出了具体的信息模型。最后开发实现了航天产品装配生产MES系统原型。     

基于子装配体的并行装配序列规划方法研究

针对复杂产品的装配规划过程较为繁琐的难题,提出了一种基于子装配体的并行装配序列规划方法。将子装配体运用到序列生成的过程当中,通过对子装配体的识别,然后将识别后的零件进行并行序列规划,实现了优化装配序列的目的。通过实例验证,结果表明此方法比纯粹的并行化规划产生的序列少,简化了整个装配序列产生时所参与的零件数,简化了复杂产品的规划过程,提高了装配效率。     

基于最大-最小蚁群系统的装配序列规划

提出一种结合了蚁群系统与最大-最小蚂蚁系统优点的装配序列规划(Assembly sequence planning, ASP)方法。对近十年基于蚁群优化的ASP文献中采用的优化指标、装配信息模型、实例零件数等进行综述和比较。为提高序列的装配效率区分度,研究方向性、并行性、连续性、稳定性和辅助行程等5项指标的自动量化方法,将其融入到蚁群优化多目标启发式函数和适应值函数中。为提高对最优序列的搜索能力,以装配几何可行性为基础,从蚂蚁数量的确定、最大-最小信息素的界定、初始零件分配位置的绩效考核机制以及对并行零件组强制优化机制等方面,设计针对性解决方案,提出基于最大-最小蚁群系统的ASP算法。开发基于Siemens NX的装配规划系统AutoAssem。以阀门为实例,验证了算法内部各项优化措施的有效性,同时与优先规则筛选法、遗传算法及粒子群算法进行比较,分析该算法在运行效率和序列性能方面的优势。     

机械产品非线性装配顺序规划研究

提出了用于机械产品非线性装配顺序规划的关系码矩阵模型,通过编码将所有的装配关系信息集成于一个简单矩阵中,用连接模式,即二进制数模板技术来识别装配时零件的几何约束。基于关系码矩阵模型给出了规划可行的装配顺序,检测装配过程中零件的稳定性及识别子装配的计算方法,使用遗传算法搜索并优化装配顺序,用复合表表示遗传算法中个体的装配顺序。最后,通过一个实例验证了该方法的有效性。     

基于CORBA的可重构制造执行系统研究

应用基于CORBA分布式对象技术与规范对车间管理各功能构件进行封装和设计，通过基于CORBA开放式系统集成框架，将封装后的功能构件以“即插即用”的方式进行集成；开发了一个基于CORBA的可重构的MES原型系统，实践证明该系统不仅能够快速智能处理车间制造信息，而且具有良好的扩展性、可重构性和易集成性。