基于改进遗传算法的可重构制造系统快速配置

针对可重构制造系统的快速配置提出了一种多目标优化方法,考虑3个优化目标:设备负载均衡度、产品生产时间以及产品生产成本。在第三代多目标遗传算法(NSGA-Ⅲ)的基础上结合邻域搜索构建了多目标遗传-邻域搜索算法(NSGA-NS),以从配置解空间中寻找一系列前沿解。通过一个液压阀阀块的制造系统配置案例对算法进行验证,并与归档式多目标模拟退火算法、多目标粒子群算法以及一种改进的多目标粒子群算法进行了比较,结果表明,NSGA-NS与NSGA-Ⅲ在前沿解质量上显著优于其他算法,NSGA-NS在保持了NSGA-Ⅲ的全局寻优性能的同时显著提高了收敛速度和计算速度。

可重构制造系统(RMS)的技术方法

本文对并行运动机床重构自动生产线进行了分析,并将专用生产流水线(DML)、柔性制造系统(FMS)、可重构制造系统(RMS)相比较,剖析了RMS系统的技术方法和特性。指出:RMS的标准核心是一种可重构方法,其最终目的是在制造过程中使用一种系统的方法把整个系统、机器的硬件和控制软件同时重构。

可重构制造系统（reconfigurable manufacturing system，RMS）

RMS是指能适应市场需求的产品的变化，按系统规划的要求，以重排、重复利用、革新组合或子系统的方式，快速调整制造过程，制造功能和制造生产能力的一类新型可变制造系统。

不确定需求下可重构制造流水线配置与生产计划联合优化研究

可重构制造系统作为新的智能制造范式,可以通过增加或移除可重构机床的模块提高系统的响应性和灵活性,以更好地应对动态变化的市场环境。配置优化与生产计划的联合优化是影响可重构制造系统效率的重要决策。为了解决这一问题,本文考虑需求的不确定,建立了两阶段随机规划模型,对可重构制造系统进行配置与生产计划的联合决策优化,目标函数是最小化配置成本、重构成本、期望库存和延期成本。为了求解该模型,本文采用Danzig-Wolfe(DW)分解,把原模型转化为集划分问题和定价子问题,设计了基于列生成框架的求解算法。数值算例验证了所提模型和算法的有效性,可以有效帮助企业在可重构制造中进行资源配置和生产计划的决策。

从FMS走向RMS——可重配制造系统(上)

21世纪制造业将面临不可预测、动荡多变和激烈竞争的全球化市场。为对付这种挑战 ,制造业需要开发一种新型的制造系统———可重配制造系统(RMS) ,其初始设计由基于模块体系结构技术的可重配机床和可重配控制系统组成 ,其生产能力和功能特征可作调整以快速响应市场的变化。本文详细介绍了RMS的基本概念、组成、使能技术、关键特征、发展状况和趋势。

可重构制造系统控制结构和实现技术基础研究

在分析传统机械制造方式不足的基础上 ,本文引入了一种新的制造系统——可重构制造系统的概念。并结合当前可重构制造研究和应用情况 ,给出了可重构制造的内涵 ,探讨了其关键技术和主要研究内容。

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。

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。

制造系统重构的内涵与可重构制造系统的研究现状

提出了面向先进制造的重构体系结构和制造系统可重构性的内涵的组合视图 ,指出了可重构制造系统在这一视图中的定位 ;分析了可重构制造系统的研究现状 ,并指出在可重构制造系统研究领域所需研究的问题。

面向服务的离散车间可重构制造执行系统研究

为有效地集成生产装备和操作工人实现在线的数据采集与信息交互,提出了一种面向服务的离散车间可重构制造执行系统,该系统通过实时数据采集与信息交互平台的构建,实现了与装备的集成化运行,并为操作工人提供了一个实时的信息采集与信息交互的工作平台。在此基础上,提出了一个四维的系统模型,该模型包括基于模型驱动的系统构建方法、面向服务的系统体系结构、基于服务的可重构单元构建方法和面向服务的系统集成技术。其中,通过模型驱动的系统构建方法,实现了系统模型与系统实现的统一,以及系统的跨平台重构;通过基于服务的可重构单元构建方法,构建不同粒度的服务、基于动态服务组合的流程编排,实现了业务功能的重用和动态的流程重构。最后,基于上述系统架构和实现方法,进行了系统开发和应用试点。

面向订单制造的可重构制造系统中虚拟制造单元构建技术

为适应单件、小批、个性化和市场需求动态多变的特点,研究了多种不同交货期生产订单并存时的可重构制造系统中虚拟制造单元构建问题。构造了以连续加工产品间相似系数之和最大、工作加班时间最少、单元的封闭性最好(工件跨单元搬运次数最少)、制造系统重构成本最小及设备生产负荷均衡为目标的非线性多目标0-1整数规划模型。采用两阶段的求解策略进行求解。在第一阶段采用启发式方法对非瓶颈设备和工艺进行预处理,以缩小问题解的搜索空间;第二阶段采用一种基于网格计算的分布式平行协同多目标粒子群算法,随机搜索Pareto优化解集。最后,利用globus 4.0工具箱搭建计算网格和Java语言实现了算法。从生产实际出发给出了算例,证明结果可行,从而验证了算法的有效性。

敏捷制造系统资源重构方法研究

分析了敏捷制造系统资源重构的内涵和特征 ,构造了一种基于多Agent的敏捷制造系统资源重构体系框架 ,并应用博弈论模型探讨了敏捷制造资源重构问题的求解方法。最后 。

基于组件的可重构制造执行系统

介绍了一个基于组件的可重构制造执行系统。该系统包括基于Web的Windows-DNA结构,RMES组件的层次模型,子系统功能简介(系统管理、组织与人力资源管理、工艺规划与管理、生产计划与调度、制造资源管理、过程监控与质量管理、统计与综合查询)及系统涉及的关键技术(组件和系统重构技术、采用UML的系统建模、XML技术)。该系统采用ASP,VBScript,JavaScript,VisualC++和Oracle数据库中的SQL语言实现。目前,该系统已在沈阳第一机床厂应用。

面向多品种变批量的可重构制造系统的设计方法研究

可重构制造系统的设计目标是要确定各种零件的生产周期、各种零件之间的生产顺序与加工各种零件所用的组态。建立了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。由各种零件的批量确定加工各种零件的标准生产周期,分析系统成本冗余,得到了多组偏差生产周期,求出了各种生产周期下各种零件之间所有生产排序的K-优组态路径。通过比较所求得的组态路径,可以获得一条最优与多条次优组态路径。用案例验证了所提出的方法。

基于多色集合的敏捷制造系统重构方法

为了在满足客户需求的同时降低制造系统的生产成本,以敏捷制造系统的资源重构为研究对象,提出了基于多色集合理论的系统重构建模与重构方案评价方法。利用元素、个人颜色、统一颜色等概念,建立制造资源与系统功能的映射关系,通过搜索围道布尔矩阵获得系统重构方案。以此为基础,给出了基于系统功能冗余度的重构方案评价指标计算方法。实例验证结果表明,该建模方法简便易行,便于形式化表述和软件实现。

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。

可重构制造系统评价体系研究

针对目前可重构制造系统评价体系的不足,根据可重构制造系统的特点和要求,从工程应用的实际出发,采用层次分析法构建了一个较为完备的可重构制造系统的评价体系模型,并分析了各个指标的内涵。应用信息熵来确定各评价指标的客观权重,并运用层次分析法和模糊综合评判法实现对各指标的评价,通过最小二乘原理确定评价对象相对于最优参考值的优良隶属度,以此作为评价准则,最后用一个具体实例验证了该方法的有效性和可行性。

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。