可重构制造单元控制系统设计

网络化制造将是信息时代的主要生产模式,制造系统可重构是网络化制造的关键单元技术,在分析了网络化制造环境对可重构制造系统体系结构要求的基础上,提出了一种支持制造系统可重构的单元控制器设计方案,并详细介绍了该控制器的软件框架结构,功能模块和实现技术。     

可重构制造单元控制系统设计

网络化制造将是信息时代的主要生产模式 ,制造系统可重构是网络化制造的关键单元技术。在分析了网络化制造环境对可重构制造系统体系结构要求的基础上 ,提出了一种支持制造系统可重构的单元控制器设计方案 ,并详细介绍了该控制器的软件框架结构、功能模块和实现技术。     

基于OPC的可重构制造单元控制系统设计

为了满足制造单元快速重构要求,本文在对可重构制造单元的控制结构要求,以及OPC技术深入分析研究的基础上,将OPC技术引入到制造单元控制中,提出了基于OPC的可重构制造单元控制结构;建立了可重构制造单元控制系统软件架构,并对OPC服务器、功能组件、设备控件、单元开控制器等进行了详细设计;最后,利用所开发的原型系统,构建了FMS控制系统,运行结果表明该系统运行可靠,并满足快速重构要求.     

CAN总线在可重构制造单元中的应用研究

研究了CAN总线在可重构制造单元控制系统的应用，介绍了CAN总线接口的软硬件设计。     

面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统

针对可重构制造系统的特征和研究内容,结合企业实际,建立了基于可重构制造单元的系统级可重构制造系统的生产资源信息模型,并将其应用于面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统中,进而实现对生产资源的有效管理。     

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。     

敏捷制造模式下制造单元重构技术研究

为了实现敏捷制造环境下异地分布资源的优化组合,分析了敏捷制造系统构建中设备间运输工件的时间成本、异地管理的额外成本以及制造资源多样性造成的多种可行工艺路径方案等多种因素,提出了敏捷制造系统的构建模型,并由此给出了以制造总成本最小为目标函数的敏捷制造单元重构数学模型,提出了敏捷制造系统构建的实现算法。最后,通过具体实例验证了该模型的有效性。     

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.     

敏捷制造单元动态重构研究

重构是实现敏捷制造单元的关键技术之一。本文首先给出了敏捷制造单元的定义 ,然后明确了敏捷制造单元重构的必要性 ,接着对敏捷制造单元重构问题进行了深入的分析 ,明确了重构问题的实质是制造资源的选择和组织问题 ,在此基础上提出了一种基于整数规划和排序聚类的重构算法 ,最后 ,用实例对算法加以验证     

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。     

敏捷化可重组制造系统及其布局原则和方法研究

21世纪是全球化市场竞争的时代。为了适应快速变化的市场需求,本文介绍了一种新型的制造系统模式——可重组制造系统(RMS,Reconfigurable Manufacturing System),讨论了RMS的产生背景,并阐述了RMS的定义及特征。在此基础上,进一步研究了RMS物理组态的基本模式,探讨了基于经济性分析的RMS系统布局原则和方法,并成功地应用一个案例进行了具体的分析。     

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。     

基于遗传算法的网络化制造单元选择问题研究

为解决网络化协同制造过程中物理制造单元选择问题,提出一种改进的基于遗传算法的物理制造单元优化选择算法。算法采用整数编码,每个染色体代表一条可执行加工路线;为获取最优的可执行加工路线,以总的运行成本、运行时间和加工质量为优化目标构造目标函数;求解过程中,在每一代种群中计算出与每个染色体相对应的成本、时间、质量指标及目标非标准化对决策的影响度,进而利用影响度因子确定群体中每个染色体对最小运行成本、最小运行时间及最优加工质量的相对优属度,再利用相对优属度构造相对适应度函数,并求取相应的适应度函数值,减小了目标非标准化对优化结果的影响。最后给出了应用该算法处理复杂零件协同制造中制造单元选择的一个实例,以证明算法的可行性与有效性。     

面向RMS的公理化设计分解耦合性研究

首先介绍了可重构制造系统和公理化设计的基本概念,然后对可重构制造系统进行了二级分解,选取了其中非耦合情况下和准耦合情况下的案例,进行了可重构制造系统公理化设计,提出了X是算子的概念,并赋予了,新的概念。创新的利用公理化设计的方法对可重构制造系统进行相应的拆分与重组:根据市场需求,将整个制造系统拆分成具有部分功能组合的制造系统;将各个功能组合,组成整个制造系统。这对于提高制造系统的利用率,快速应对市场需求具有十分重要的意义。     

可重构制造系统及其若干关键技术研究

介绍可重构制造的发展历史,阐述可重构制造系统的定义、特征及内涵,论述实现制造系统可重构的若干关键技术以及当前研究和应用现状.     

可重构制造系统建模方法

对可重构制造系统建模方法,包括基于Petri网的可重构制造系统建模、基于排队网络的可重构制造系统建模、基于马尔可夫链的可重构制造系统建模、基于多Agent理论的可重构制造系统建模等方法的研究现状进行了系统的介绍,并进行了分析和比较,最后给出了可重构制造系统建模的发展方向。     

云制造环境中的虚拟制造单元

为实现云制造环境下制造资源的灵活配置和制造能力的按需匹配,提出云制造环境中的虚拟制造单元（VMU-CM）和云制造环境中的虚拟制造中心（VMC-CM）,基于VMC-CM给出了产品的制造过程。对云制造环境下制造资源、制造能力的特点进行分析,对制造资源和制造能力进行具体分类,给出了VMU-CM的结构和构造流程,根据制造任务设定VMU-CM的信息,构造从事各类制造活动的VMU-CM。通过生产过程、组织结构和对外服务信息,将各类VMU-CM整合起来构建VMC-CM。将VMC-CM的制造能力信息封装为制造服务接入制造服务中心,实现了＂制造资源—制造能力—制造服务＂的制造资源虚拟化过程。通过VMU-CM和VMC-CM的部分理论在面向集团企业的云制造平台的制造能力标准制定和制造服务中心构建中的应用,证明了所提理论的可行性。     

Effect of reconfiguration costs on planning for capacity scalability in reconfigurable manufacturing systems

In a globally competitive market for products, manufacturers are faced with an increasing need to improve their flexibility, reliability, and responsiveness to meet the demands of their customers. Reconfigurable manufacturing systems (RMS) have become an important manufacturing paradigm, because they broadly encompass the ability to react efficiently to this environment by providing the exact capacity and functionality needed when needed. This paper studies how such new systems can manage their capacity scalability planning in a cost effective manner. An approach for modeling capacity scalability planning is proposed. The development of the model is based on set theory and the regeneration point theorem which is mapped to the reconfigurable manufacturing paradigm as the capacity scalability points of that system. The cost function of the model incorporates both the physical capacity cost based on capacity size and costs associated with the reconfiguration process which referred to as the scalability penalty cost and scalability effort cost. A dynamic programming (DP) approach is manipulated for the development of optimal capacity scalability plans. The effect of the reconfiguration costs on the capacity scalability planning horizon and overall cost is investigated. The results showed the relation between deciding on the optimal capacity scalability planning horizon and the different reconfiguration costs. Results also highlighted the fact that decreasing costs of reconfiguration will lead to cost effective implementation of reconfigurable manufacturing systems.     

基于改进型层次聚类算法的可重构制造系统的产品族划分

针对可重构制造系统的产品族划分问题,提出了基于改进型层次聚类算法的可重构制造系统的产品族划分方法。首先对影响产品族划分的因素进行分析,基于产品的结构矩阵以及组成产品的各模块间的相关性矩阵确定了各因素的指标值,建立了各个因素相似度矩阵,然后利用层次分析法获得各指标的权重,获得产品的综合相似度矩阵,利用改进型层次聚类算法实现产品族的划分。最后通过实例验证了改进型层次聚类算法与层次聚类算法具有相同的划分结果,但是改进型层次聚类算法有更低的计算复杂度与更高的效率。