單元化制造系統(tǒng)的構建及評價.pdf

1、制造單元是生產組織最基本的元素，以制造單元為基礎的單元化制造適合于單件、小批量生產，它一經提出就受到企業(yè)界和學術界的高度重視。以柔性、敏捷性為特征的單元化制造為實現(xiàn)敏捷制造生產模式奠定了基礎，也是制造業(yè)的發(fā)展趨勢之一。同時，它也是企業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模定制的一項關鍵的使能技術。本文就動態(tài)環(huán)境下的單元化制造技術作了詳盡的研究，簡要內容如下： 本文首先從先進制造技術的發(fā)展出發(fā)，提出了課題的研究背景，明確了本文的研究對象是單元化制造系統(tǒng)的

2、構建及評價，論述了本研究的意義，并確定了論文的工作內容，即單元化制造的體系結構、數(shù)學建模、系統(tǒng)控制和評價體系四個部分。 本文在對單元化制造的特點分析的基礎上，運用面向對象的分析方法建立了單元化制造體系結構。論文詳細闡述了單元化制造的開發(fā)生命周期，并從系統(tǒng)級和單元層兩個層面研究了單元化制造的可重構性，以及單元化制造在動態(tài)環(huán)境下如何實現(xiàn)敏捷性的特征。 單元化制造的數(shù)學建模是論文工作的一個重要組成部分。本文在對已有的單元構建算法分

3、析后，指出其不足之處，并在此基礎上，構造了動態(tài)環(huán)境下的單元化制造的數(shù)學模型，該模型遵循成本最小化的原則，在模型中融入了機床柔性的概念。由于模型的復雜性，本文采用了相應的混合遺傳算法來求解該模型。針對虛擬單元這一敏捷制造單元的組織形式，提出了動態(tài)環(huán)境下的分布式車間布局的設計方法。 系統(tǒng)控制是單元化制造系統(tǒng)運行良好的根本保證。本文論述了制造系統(tǒng)的系統(tǒng)控制結構，提出了基于全能體的單元化制造系統(tǒng)控制體系，使系統(tǒng)控制具有相對分布性和集中

4、性，有效地解決分布式控制所存在的粒度問題，且使系統(tǒng)具有較好的柔性和抗干擾性。在任務協(xié)同上采用了基于范例推理的合同網協(xié)商機制，并就硬件實現(xiàn)提出了基于現(xiàn)場總線的單元化制造控制結構。 在系統(tǒng)評價理論的指導下，本文從技術的角度建立了完整的單元化制造的評價指標體系。針對單元化制造的特殊性，從成組性、動態(tài)性、柔性以及敏捷性這四個方面對單元化制造進行綜合評價，構造了基于制造單元生命周期的單元化制造評價模型，提出了應用于單元化制造評價的模