复杂产品计算机辅助装配过程控制与管理系统

针对复杂产品的装配数据管理分散、生产现场的装配数据可视化和实时化程度不高的问题,引入工作流管理技术,构建了一个面向复杂产品的计算机辅助装配过程控制与管理系统,建立了该系统的体系结构、功能结构和运行流程.研究了基于装配物料清单的静态装配数据管理、基于流程的动态装配数据管理、装配工艺报表格式化输出和装配现场实时可视化监控等关键技术.该系统以装配工艺流程为核心,有效地实现了流程化的装配工艺设计、装配车间的计划调度和实时监控、装配数据的实时采集与统计分析,为离散型装配企业提供了一个统一的精细化装配管理解决方案.所开发的系统在航天某工厂得到试运行,初步应用效果良好.     

基于流程的复杂产品结构化装配工艺设计技术研究与应用

针对复杂产品装配工艺设计过程复杂和逆向工艺信息管理困难的问题,在分析复杂产品装配工艺信息业务流程的基础上,建立了基于流程的结构化装配工艺模型,提出一种基于流程的结构化装配工艺设计方法,给出了基于实例的装配工艺复用、基于模板的装配工艺设计、面向装配生产现场的逆向工艺信息控制、结构化装配资源管理等关键技术的实现方法。最后开发软件系统并进行了工程应用,验证了方法的可行性。     

面向复杂产品装配过程的可视化生产调度技术

为解决复杂产品装配过程中出现的装配计划不合理、动态调度困难、过程监控和信息管理手段缺乏等问题,提出面向复杂产品装配过程的可视化生产调度技术.分析了复杂产品装配过程的特点,提出了基于工作流的装配过程可视化建模方法,并在此基础上建立了复杂产品装配调度模型.针对装配计划排产问题,提出了基于启发式调度规则的装配调度算法;针对装配过程中的扰动事件,提出了面向生产扰动的动态调度算法.提出了面向装配过程的可视化调度及信息管理方法,实现了装配过程的可视化监控、动态调度以及调度信息的组织与管理.通过实例验证了所提方法和技术的有效性.     

复杂产品离散装配过程监控技术研究与应用

为了解决复杂产品装配过程监控复杂、装配数据与管理层脱节等问题,对面向复杂产品装配的监控技术进行了研究。对复杂产品装配业务流程和组织人员的监控数据需求进行了分析,提出了基于信息流模型的复杂产品离散装配过程分级监控方法,阐述了该方法中的装配现场实时数据采集、装配过程实时监控、装配进度偏差分级调整、基于组织权限的工时控制等关键技术。开发了系统软件,并验证了该软件,应用效果良好。     

复杂产品离散装配过程中的物料动态跟踪与管理技术

针对复杂产品装配中物料动态跟踪困难、物料信息可追溯性差的问题,提出一种基于流程和条码的复杂产品离散装配过程中的物料动态跟踪与管理技术。分析了复杂产品离散装配中的物料组成和物料流动过程,对基于流程和条码技术的复杂产品离散装配中的物料动态跟踪管理的三个关键实现技术进行了详细论述。阐述了实做物料的内涵,给出了实做物料的生成算法,并通过产品计划树实现了对实做物料信息的有效管理。设计并开发了软件系统,该系统在航天某厂试运行,应用效果良好。     

面向复杂产品离散装配过程的数据采集和管理方法

为解决复杂产品离散装配过程中数据采集和管理困难的问题,在分析装配数据采集业务流程的基础上,引人工作流管理技术,建立了装配数据采集和管理的过程模型,提出一种基于工作流的装配数据采集和管理方法,实现了数据采集过程定义、数据采集过程实例生成和数据采集过程控制。阐述了该方法中数据采集表格的动态定制、异构采集数据的存取和组织、面向技术问题的装配数据采集和管理等关键实现技术。通过开发的软件系统进行了工程应用,验证了该方法的可行性。     

面向复杂产品离散装配过程的电子看板系统实现与应用

为了解决复杂产品装配过程可视化程度低、信息传递效率低下等问题,提出并建立了面向复杂产品离散装配过程的电子看板系统。对复杂产品装配业务流程和组织人员的数据需求进行了分析,在此基础上提出基于流程的多级装配电子看板方法,并重点阐述了该方法中的装配现场日常事务信息综合展示、装配现场实时数据采集和装配过程实时可视化监控三个关键技术的实现方法。基于流程的多级装配电子看板方法的提出,实现了复杂产品离散装配现场的无纸化生产与装配过程的多级可视化监控。设计开发了软件系统,通过实例验证了该系统的应用效果。     

复杂机械产品装配过程质量门监控系统与关键技术

为及时甄别出复杂机械产品装配过程中的质量问题,提出一种质量门监控系统。分析了复杂机械产品装配流程及特点,提出装配过程质量门控制方法,并定义了质量门的内涵。研究了装配过程质量主动控制的体系架构,构建了一套使能装配过程质量控制的系统和关键技术,包括质量门资源标识和主动感知技术、质量门监控和数据采集技术、基于分层推理的专家知识系统、基于状态空间模型的装配误差分析技术、动态工序能力分析、基于粒子群优化算法的误差逆传播神经网络的分层装配性能预测、基于机器视觉的防误技术。应用J2EE构架开发了某型发动机的装配过程质量门监控系统,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于数字孪生的复杂产品装配过程管控方法与应用

针对航天复杂产品装配过程的实时可视化监控、运行状态在线分析与预测难题,提出了一种基于数字孪生的复杂产品装配过程管控方法。首先构建了面向复杂产品装配过程管控的数字孪生模型;在此基础上,引入工作流技术实现了装配过程数据的实时采集与管理,提出实时数据驱动的数字孪生车间同步运行方法;随后通过灰色马尔可夫预测模型、T-K统计控制图以及关联规则算法的集成应用,实现了对复杂产品装配过程中的小样本量质量数据的实时预测与分析。最后,自主设计并开发了基于数字孪生的复杂产品装配过程管控系统,并在某卫星装配车间进行了应用验证。     

复杂产品装配现场动态实时可视化监控系统

为了解决复杂产品装配现场动态数据实时采集和组织复杂、实时监控困难等问题,引入工作流管理和电子看板技术,构建了一个面向复杂产品装配车间现场的动态实时可视化监控系统,建立了系统的运行流程和功能结构,阐述了基于流程和日常事务的动态数据采集模型构建、动态数据实时采集、动态数据组织模型构建、基于工位布局的车间现场可视化监控等关键实现技术。该系统以装配流程和日常事务为核心,实现了复杂产品装配车间现场的动态、实时、可视化监控和精细化管理。目前所开发的系统已在航天某所正式上线运行,应用效果良好。     

基于数字孪生的复杂产品离散装配车间动态调度

面向多品种变批量生产的复杂产品离散装配车间是典型的复杂制造系统,其运行过程呈现高复杂性、强动态性和不确定性因素多等特征,为实现复杂产品离散装配车间的动态调度,提出一种基于数字孪生的复杂产品离散装配车间动态调度方法,通过物理空间和虚拟空间之间的数据交互进行更精确的动态调度。构建了基于数字孪生的复杂产品离散装配车间调度框架和调度问题模型,详细阐述了基于实时数据和神经网络的工时在线预测、面向复杂产品离散装配的数字孪生车间动态调度等关键实现技术;构建了复杂产品离散装配车间调度系统,并以某航天产品装配车间的调度过程为例,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于设备可用时间约束的装配作业车间调度规则

为开发自动和手控设备混合的装配作业车间启发式调度算法,设计了装配作业和设备特性相结合的生产调度规则.分析了自动和手控设备的运作特性,以及设备和作业者的日可用时间约束对生产调度所产生的影响.首先以缩短工件平均流程时间和提高自动设备夜间运载率为目标,扩展了最短作业时间优先规则的内涵,设计了最短设备占有时间优先规则的系列;然后考虑了装配作业车间的装配特性,设计了将作业交货期最早优先规则与提出规则相结合的组合规则.经模具生产车间的仿真实验表明,所设计的组合调度规则对平均延期时间和其他相关评价指标具有较优的结果.     

面向生产现场的虚拟装配工艺规划技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展,阐述了虚拟装配技术在装配工艺规划、装配精度预分析、管路与线缆装配及装配现场管理等方面的应用和发展.提出了半沉浸式虚拟装配工艺规划系统的整体思路及实现方法;虚拟环境下的线缆和管路的离散控制点建模及动态布局技术;虚拟环境下的带公差的产品建模方法和装配精度预分析技术.指出虚拟装配工艺规划技术能充分利用人的经验和感知,通过模拟真实装配过程,不仅可实现产品的装配顺序和路径规划,而且也是提高装配精度和装配可靠性问题的有效手段,为提高装配现场现代化管理水平提供了有效途径.     

面向现场装配的产品装配工艺模型表达与管理方法

针对面向现场装配的工艺信息完整准确表达与高效管理的应用需求,提出以三维装配过程模型为载体实现面向现场装配的产品装配工艺模型表达与管理方法.分析了面向现场装配的产品装配工艺信息变迁特点,明确了从产品预规划装配工艺信息向现场实际装配工艺信息的实例化映射规则;定义了三维装配过程模型与装配工艺信息数据集,并确定了工艺信息在该模...     

面向卫星总体总装信息的多层级融合模型与管理

针对卫星总体总装信息采用的传统管理模式制约着卫星研制向短周期、高水平迈进的问题,为实现卫星总体总装信息从传统管理模式向信息化管理模式转换,并为全流程数据无缝流转和驱动的卫星智能制造打下基础,在对卫星总体总装过程和信息构成调研分析的基础上,通过抽象、聚类和分层融合,构建了面向卫星总体总装信息的多层级集成融合模型,研究了卫星总体总装信息的信息化管理方法。经多型号卫星试用,验证了所研成果能够满足卫星总体总装数据信息化管理的需求。     

A genetic-algorithm-based optimization model for scheduling flexible assembly lines

In this paper, a scheduling problem in the flexible assembly line (FAL) is investigated. The mathematical model for this problem is presented with the objectives of minimizing the weighted sum of tardiness and earliness penalties and balancing the production flow of the FAL, which considers flexible operation assignments. A bi-level genetic algorithm is developed to solve the scheduling problem. In this algorithm, a new chromosome representation is presented to tackle the operation assignment by assigning one operation to multiple machines as well as assigning multiple operations to one machine. Furthermore, a heuristic initialization process and modified genetic operators are proposed. The proposed optimization algorithm is validated using two sets of real production data. Experimental results demonstrate that the proposed optimization model can solve the scheduling problem effectively.     

可靠性驱动的装配工艺方案研究

为了提高产品整机可靠性,将可靠性控制措施引入到装配工艺方案中.由于产品的可靠性主要体现在功能失效上,因此利用结构分析和设计技术(Structured Analysis and Design Technique,SADT)对产品进行功能分析并建立完善的SADT模型,然后采用失效模式与影响分析(Failure Modes and Effects Analysis,FMEA)方法对“元动作”和相应功能需求进行故障分析得到可能的故障模式和故障原因,针对故障原因分析可靠性控制措施,最后,将该分析方法应用到某加工中心分度工作台的装配工艺方案制定的过程中.结果表明,可靠性驱动的装配工艺方案较传统的装配工艺方案具有更强的逻辑性和目的性,对于提高产品可靠性具有重要作用.     

基于工作流的装配车间生产过程计划和控制技术

针对航天装配型制造企业的单件小批量离散生产特点,提出了一种基于工作流的装配车间生产过程计划和控制方法。该方法通过引入工作流管理技术,将产品装配数据和装配过程的管理紧密集成在一起,有效地描述了装配数据与装配过程间的动态交互行为,同时也实现了生产现场的装配活动和装配数据的统一管理。最后,开发了原型系统,并在航天某工厂得到试用。     

复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测

针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生装配模型表达划分为装配对象模型和装配工艺模型,并明确了产品数字孪生装配模型的精准建模机制;在此基础上,采用基于实测数据的装配偏差传递更新迭代机制实现融合多维度误差源的产品装配误差分析计算与装配精度预测;最后,以某型卫星结构部装为例搭建了复杂产品数字孪生装配软硬件系统平台,并通过实例验证了所提方法的可行性,为复杂产品装配精度预测与保障提供了一种切实可行的新思路和新途径。