面向开放式结构产品的智能制造车间实时调度方法

开放式结构产品(OAP)对制造系统的规划和实施提出了更高的要求。车间环境下制造过程具有高度动态性与时变性,须考虑车间环境下的不可预测性。针对以机床故障为代表的异常事件扰动问题,提出了基于队列控制的调度执行机制,不仅可以保障在车间系统不发生扰动时按照预定调度计划安排各工序制造,还可以在发生扰动时实时修正队列参数保证车间系统运行的可靠性。针对机床故障信息不完备的实时调度问题,提出了基于自动机模型的车间异常事件监测方法和基于多代理模型、队列控制调度执行机制的实时调度方法。在标准算例实验中最早完成加工规则(ECP)和剩余工序最多规则(MWR)的组合规则得到方案的平均偏差百分比PD为4.591%,更接近于理论最优解。工程应用实验证明了基于多代理模型、队列控制调度执行机制的实时调度方法是一种基于车间事件监测基础上的完全分布式的协调与决策方法,能够兼顾车间调度的实时性和调度结果的质量要求。

开放式结构产品的模块规划

产品的多元化和市场竞争使客户对产品的个性化需求不断增加,传统的产品结构难以满足低成本和个性化的需求.开放式结构产品使得产品既拥有大批量定制的优点又能满足客户个性化的需求.开放式结构产品将产品的模块分为通用模块、定制模块和个性化模块.模块划分和模块类型规划是开放式结构产品设计的重要步骤.针对开放式结构产品的设计,提出了一种以公理设计为分析框架、以质量功能展开(QFD)为基本模型的模块划分和分类方法.该方法采用公理设计建立功能需求与概念结构之间的映射关系,通过分析概念结构之间的功能、空间和信息流关系建立了设计关联矩阵,运用系统聚类法对设计关联矩阵进行聚类模块划分,利用QFD规划产品中零部件的类型并建立模块类型规划准则,最后根据零部件类型确定了开放式结构产品的模块类型.应用所提出的方法对玩具喷漆机进行了模块规划,得出了开放式结构玩具喷漆机的结构方案,验证了该方法的有效性和可行性.

开放式结构产品的评价方法研究

开放式结构产品为大批量个性化生产提供了一个持续的产品架构,它具有可持续性、可适应性、可升级性和可扩展性的特点.开放式结构产品由开放式结构的产品平台和通用的接口构成,通过集成源于不同生产商的模块满足用户的个性化需求.建立产品开放指标的数学模型在产品设计阶段评估产品在生命周期中的开放度.从产品的技术因素方面提出了2个关键指标:产品的兼容性(compatibility of the product,COP)和生命周期的模块化(life cycle modularity,LCM),用来描述产品的开放特征和开放程度.最后以工业产品纸袋折叠机作为实例对提出方法进行了验证和分析.