可重构制造系统中基于相似性理论的虚拟制造单元生成方法

为实现可重构制造系统的逻辑重构，应用相似性理论对多种工件的多工艺路线进行相似性分析，提出了基于工艺相似性理论的设备集合模式的概念。建立了基于设备集合模式、图论和集合论的虚拟制造单元生成的框架模型，以及生成的有关定义、规则及算法。生成的有关定义包括伪设备、例外设备、设备集合模式识别和工艺路线更新等；生成规则包括候选首末设备生成和侯选制造单元处理两类规则；生成算法包括初始输入数据处理、候选制造单元生成、工艺路线更新和例外设备处理4个子算法。用Visual C 实现了所给出的算法，并通过示例测试验证了算法的正确性。     

面向多品种变批量生产的制造单元生成方法

针对多品种变批量生产特征下的制造单元构建问题,提出了基于可重构性和利用率的制造单元生成方法.建立了制造单元的需求模型,通过对多工艺路线的相似性分析,构建了多工艺路线的相似函数,提出了以频数为基础的制造单元可重构性和利用率的概念、计算公式.建立了制造单元的生成规则,提出了以可重构性和利用率最大为目标的制造单元生成框架结构和算法.通过具体实例验证了该算法的有效性.     

知识化制造系统产品工艺路线的自重构

为满足动态多变的产品需求,研究了知识化制造产品工艺路线自重构问题.以最小化平均在制品水平和最小化重构后各工序在机器上的分配变动数目为目标,在满足生产率、工序优先顺序、工件加工完整性、机器加工可行性约束的前提下,对产品工艺路线重构问题进行数学建模.提出了改进的混沌非支配排序遗传算法,利用带随机参数的Skew Tent映射对种群个体进行扰动,避免搜索陷入局部最优.设计了基于工序优先约束矩阵和候选机器集的解码方法,可获得产品可行的加工工序序列及加工机器序列.通过实例研究验证了模型和算法的有效性,为决策者提供了多种可选工艺路线重构方案.     

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。     

快速重组制造系统（RRMS）——新一代制造系统的原理及应用

为提高制造系统对市场和产品变化的快速适应能力,探求了制造系统可重组的理论、方法及其应用技术。提出了快速重组制造系统（RRMS）的基本构架及其特征;研究其科学基础,得出了RRMS的随机模型及其组态的优化方法,发展了用于布局规划优化的拟阵算法,提出了系统可诊断性原理并建立了经济可承受性的理论框架;初步研究了RRMS的使能技术,建立了规划与设计、快速集成、快速运行、快速拆卸与重复利用4个子系统。研制了组成RRMS的组态制造单元（CMS）,研发的基于组态制造单元组成的新颖的阵列式布局的RRMS在汽车和计算机零件生产线上得到成功的应用,为发展新一代制造系统提供了理论基础和应用工具。     

基于粒子群优化的制造单元重构研究

为解决可重构制造系统的制造单元重构求解问题,采用粒子群算法进行求解,构造总加工路线数维的粒子空间,实现工件数量的多加工路线分配.     

基于遗传算法的可重构制造单元布局研究

可重构制造单元是可重构制造系统研究的重点,而单元的设施布局对制造单元的性能有着很大的影响.针对可重构制造单元布局提出了其特点与设计目标,建立多行设备布局的数学模型,最后对生产实际问题,通过遗传算法进行求解,证明方法的正确性.     

可重构制造系统集成设计框架研究

提出了基于可重构制造单元的可重构制造系统集成设计框架.在该框架中,从规划和运行方面阐述了可重构制造系统的设计目标、设计流程及采用的关键技术,建立了支持可重构制造系统实施的计算机辅助设计系统的功能模型和体系结构,并讨论了系统的内部集成和外部集成问题.根据该设计框架,开发了集重构、布局规划、生产调度和仿真优化为一体的软件系统,该系统现已应用于航天、船舶和兵器部门.     

可重构制造系统的优化布局配置研究

为了使可重构制造系统的重构更加有效和快速,分析了可重构制造系统的布局设计方法;从设备层、系统层的布局设计中涉及的关键技术和实现方法进行了探讨,对其物理组态基本形式进行规划研究,并结合工程实例进行验证所产生的经济效益是良好的。     

可重构制造系统的使能技术

为增强竞争的核心能力,未来的制造企业应该显著地改进产品和制造系统的设计能力;本文重点阐述了可重构制造系统(RMS)体系结构、内涵及特征,对传统的制造过程与可重构制造过程的区别进行了分析,并给出了二者的描述模型;指出可重构制造系统关键技术包括系统建模、支持可重构的信息平台、设备模块化与界面标准化、可重构控制与故障诊断技术等四个层面;在实现系统的可重构时,可重构制造系统是一种模块化、可重用和可扩展的;最后给出了评价指标.     

计算机辅助飞机制造协调路线图设计研究

为了实现飞机制造协调路线的数字化表达,建立飞机制造协调路线规划和容差设计之间的数字化桥梁,对计算机辅助飞机制造协调路线图设计进行研究。通过对飞机制造协调过程进行分析,定义了协调路线图图符,并将计算机辅助飞机制造协调路线图设计流程简化为4个部分：确定协调类型、添加协调图符、确定协调关系、图符自动布局。以此为基础,建立基于UML的协调路线图设计方案,采用树结构对协调路线图进行存储,并提出了图符自动布局算法。据此开发了计算机辅助飞机制造协调路线图设计系统,在实用中取得了良好的效果。     

基于图论的可重构制造系统重构策略

可重构制造系统(RMS)是针对零件族设计的既具有定制的柔性,又具有高生产率的制造系统。RMS通过重构来适应市场需求的变化。RMS的设计目标是基于重构条件下寻求制造系统在全生产周期内的系统成本最优。首先建立RMS的各生产周期成本模型、重构成本模型与全生产周期成本模型,构建RMS在各生产周期的组态有向图,利用Dijkstra算法与双向扫视算法求得RMS在各生产周期的最优成本组态与K-1个次优成本组态。根据所求得各生产周期的最优成本组态与K-1个次优成本组态,重构成本模型与全生产周期成本模型,计算上下生产周期各组态间的重构成本,并构建RMS全生产周期的重构策略有向图,再次利用Dijkstra算法与双向扫视算法求得 RMS全生产周期的最优重构策略与K-1个次优重构策略。最后用实例验证了方法的有效性与可行性。     

可重构制造系统理论研究

在已有定义基础上给出了可重构制造系统(RMS)的定义,分析了RMS与刚性制造系统(DMS)、柔性制造系统(FMS)的区别。建立了RMS的结构和组成、类别及理论体系,将RMS基础理论概括为系统随机建模、布局规划与优化、构件集成整合、构形原理、可诊断性测度和经济可承受性评估6个方面,并提出了RMS使能技术。     

基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化研究

由于激光增材制造装备具有多维度信息、多流程、多功能、多对象等人机交互特征,导致其人机交互效率低、舒适安全性差,直接影响制件成形质量的稳定性。基于此,提出一种基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化方法。依据双手垂直可达域的舒适性划分人机交互界面可达域等级,构建基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化模型。针对基于域模型构建的多决策变量界面布局模型求解问题,提出一种基于狼群-粒子群算法的混合智能求解算法,将狼群算法的奔走围攻行为机制引入粒子群算法,解决粒子群算法因种群多样性较低而导致计算结果容易陷入局部最优解问题。最后,以LDM4030激光增材制造装备为例,对其人机界面布局进行优化,并进行工效学仿真与眼动试验,结果表明：优化后的人机界面布局在舒适性、安全性以及界面的合理性上都优于原装备的设计,验证了该模型的有效性和可行性。     

基于禁忌制造特征动态调整的STEP-NC工艺路线蚁群优化方法

针对STEP-NC制造特征的加工工艺路线生成与优化问题,提出了一种以机床、夹具及刀具更换率最低为目标函数的禁忌制造特征动态更新的工艺路线蚁群优化方法。首先,根据加工工艺对制造特征进行分解,将工艺路线优化问题转化为对制造特征的排序;然后根据制造特征在加工过程中存在的加工遮挡关系以及刚性工艺性约束,提出禁忌制造特征动态更新的工艺路线生成方法;最后将禁忌制造特征动态更新方法与Ant-Cycle模型的蚁群算法相结合,求解制造特征工艺路线的优化问题。实例应用表明,提出的方法能较好解决加工工艺路线优化过程中的刚性约束处理问题。     

基于可拓理论的绿色制造实施方案设计

针对目前企业实施绿色制造缺乏决策支持方法的问题,充分利用历史成功实施案例,面向知识表达与重用,提出了一种基于物元模型和可拓理论的绿色制造实施方案设计方法。分析了绿色制造实施方案的知识结构,提出了基于物元模型的实施方案知识表达方法;在此基础上,基于可拓理论提出了绿色制造实施方案设计流程,利用关联函数对历史相似实施方案进行基于距的实例检索,利用可拓变换和可拓逻辑推理将检索获得的实例修改为满足企业需求的实施方案。结合某机床制造企业的绿色制造实施方案设计实践验证了所提出方法的可行性和有效性。     

绿色制造的一种工艺路线决策模型及其求解算法

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,工艺路线的确定是绿色制造过程中的关键问题之一。基于现有解决工艺路线决策问题的研究成果,建立了一种面向绿色制造的工艺路线决策模型,旨在优化产品制造工艺过程、节约制造过程中的物料和能源的消耗和减少废弃物的排放和污染;并对工艺路线决策的现有算法进行了探讨。针对现有算法的不足,将遗传算法与模拟退火算法相结合对该模型进行求解,并用案例来验证模型的实用性和算法的可行性。     

可重构制造系统布局规划方案的灰色模糊综合评价方法

针对可重构制造系统布局规划方案的决策问题，提出了面向可重构制造系统布局规划方案的灰色模糊综合评价方法。首先对影响制造系统性能的因素进行分析，建立层次化的综合评价指标体系；然后建立布局方案的仿真模型，利用商业仿真软件获取制造系统动态运行时的定量评价指标数据，并通过专家打分法对制造系统的定性评价指标进行量化，在此基础上，利用灰色关联分析法，确定评价指标的权重；最后采用模糊综合评价法，实现了布局规划方案的综合评价，提高了布局规划方案选择的决策水平。以某研究所机械加工车间为研究对象，验证了该方法的可行性和有效性。     

基于流程的制造绩效评价体系研究

面向制造业企业,引入制造绩效指标评价体系和生产能力测量,并在此基础上提出了制造绩效测量系统的概念设计及基于流程分析的制造绩效评价系统模型,在系统的3个层次上分别设计了绩效指标群、网络层及协议层的指标,分析了网络层中评价指标间的交互关系,并提出协议层中各个绩效指标的测量和报告规范。