多级制造系统的最优化模型及其应用

多级制造系统是现代制造业的主要加工方式，系统的每一级的加工速度和加工周期是系统设计的主要决策变量，正确确定这两个变量是系统得到优化的主要目标。本文导出了系统优化的基本模型，它包括系统各级的生产时间、等待时间、生产速度、生产成本以及系统的循环时间、总成本、产品利润和利润率等，并给出了一个应用实例。

一类考虑返修和产品多态性的多级串联制造系统建模与性能分析

针对一类考虑返修和产品多态性的多级串联制造系统性能分析问题,在考虑系统设备故障基础上,重点研究产品的返修和报废以及产品的多态性导致工位正常运行时加工状态差异对系统性能的影响,提出一种基于扩展Petri网(Extended-stochastic Petri nets,ESPN)的系统模块化建模方法,解决传统利用Markov模型和排队网络模型建模难以清晰描述系统内部产品流转换导致复杂状态变化的问题。将ESPN模型同构于嵌入Markov链得到工位状态空间,推导产品多态性导致的工位不同加工状态相对激发概率分布。以双工位单缓冲区的两级串联制造系统单元模型性能分析为基础,考虑缓冲区两边系统对单元模型的影响,基于重叠分解法对系统模型进行迭代求解,分析系统各项性能指标。某企业汽车动力总成装配线的实例验证了该建模与分析方法的有效性。

一种多级分布式制造系统的多智能体协同生产机制

运用多智能体技术 ,对一种多级分布式制造系统协同生产机制进行研究。构造一种基于多智能体的协同生产系统框架 ,提出该框架下模型层、加工层和系统层之间的协同生产运作模型。

基于GP-PS的分布式加工与装配多级车间调度规则自动设计方法

分布式加工与装配多级制造系统由多个用于加工零件的作业车间和用于装配产品的一般流水车间组成。动态到达的订单涉及多层产品结构,零件需齐备之后才可装配。该类多级车间的管控涉及订单分配、加工和装配任务调度联合决策问题,其关键在于实现两级生产的精准化协同目的。针对分布式加工与装配多级车间调度问题,提出了一种基于GP-PS的分布式加工与装配多级车间调度规则自动设计方法。首先,以最小化订单拖期率为目标,建立了订单分配、加工和装配任务调度联合决策的数学模型;然后,提出了一种改进型遗传规划算法,用以集成进化多级调度规则,设计了一类种群优化机制来避免算法陷入局部收敛,同时嵌入了并行仿真技术,有效减少了训练时间;最后,进行了仿真实验,对改进型遗传算法的性能进行了验证。研究结果表明:人工规则组、标准遗传规划算法及改进型遗传算法得到的订单拖期率分别为6.44%、5.65%、2.67%。基于并行仿真优化的改进型GP算法较数十个优选的人工规则组及标准GP算法生成的最优规则组,能取得更明显的综合性能优势。使用该算法针对DPAMW调度问题自动设计一体化调度的多级规则是可行的、有效的。

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.

多级车间生产计划和调度的集成优化

针对一类多级制造系统建立了生产计划和调度的集成优化模型。该多级制造系统为三种类型车间的一个串联,主要有作业车间、并行生产车间和流水车间,且终端产品和上游车间制造的零部件之间为装配关系,因此生产关系十分复杂。在分析批量生产特点的基础上给出了一个批量动态分割合并算法,并构造了一个基于遗传进化的启发式算法对该模型进行求解。与递阶分解方法的比较试验表明所提出的集成优化方法是有效的。

基于XGBoost的车身尺寸装配质量智能预测模型

针对汽车多级制造系统中传统机器学习方法处理多元数据样本时间久、精度低等问题,提出一种基于XGboost的车身尺寸装配质量智能预测模型,解决多级制造系统的车身装配精准预测控制问题。首先,通过对车身多级装配过程的分析,对数据样本进行预处理,建立基于Spearman系数的不同特征要素的绝对相关性矩阵;其次,对生产流程的相关数据实时采集、清洗及挖掘分析,提出数据分析流程与数据处理框架,建立基于XGBoost的车身尺寸装配质量智能预测模型,并通过对模型性能的有效评估实现对车身尺寸装配的精准控制;最后,仿真实例对比分析表明,基于XGboost的质量智能预测模型能精准地解决多级制造系统中的车身装配质量控制问题。

生产过程控制及其系统

Y99-61563-1104 0008832非线性二次型高斯泊淞问题:在多级制造系统中的应用=The NLQGP problem:application to a multistagemanufacturing system[会,英]/Westman,S.J.& Han-son,F.B.//1998 IEEE American Control Conference,Vol.2.—1104～1108(NiG)非线性二次型高斯泊淞问题 NLQGP 表示了具有非线性动力学、高斯和泊淞分布噪声的最优控制问题。由于考虑的扰动对实际物理模型是现实的,NLQGP问题提供了许多应用的综合模型。本文研究了NLQGP 问题。