網絡聯(lián)盟制造環(huán)境下生產過程快速響應技術研究.pdf

1、制造業(yè)面臨的市場變化日益頻繁且無法預知,客戶需求的個性化和多樣化,導致產品生命周期縮短、更新速度不斷加快。為了在激烈的市場競爭中取勝,企業(yè)應能適時動態(tài)地調整其制造模式和控制策略,以支持對市場的快速反應。網絡聯(lián)盟制造是適合中小型制造企業(yè)的一種生產模式,它通過網絡實現(xiàn)制造資源、制造信息的集成與共享,通過聯(lián)盟企業(yè)的協(xié)作提高制造系統(tǒng)的敏捷性、柔性和市場應變能力。本文針對裝備制造業(yè)的生產特點,研究網絡聯(lián)盟制造環(huán)境下生產過程快速響應策略及其關鍵技術

2、,以期滿足多變的客戶化生產需求。1.研究了制造企業(yè)生產過程的快速響應機制,建立了基于網絡聯(lián)盟及資源共享的快速響應系統(tǒng)的結構模型,期望從企業(yè)聯(lián)盟構建層、客戶需求分析層、生產任務規(guī)劃層、生產資源重構層、生產調度實施層五個層次提升制造系統(tǒng)的快速響應性能,并對系統(tǒng)的結構與功能模型進行分析和描述,從而形成生產過程快速響應體系結構。2.提出一種基于服務資源匹配的制造企業(yè)聯(lián)盟構建方法。以資源描述框架的數(shù)據(jù)模型為基礎,建立了制造服務資源描述模型和服務資

3、源匹配策略；給出了服務資源的定性屬性匹配和定量屬性匹配算法；建立了服務資源的匹配搜索流程,從而實現(xiàn)利用網絡制造服務資源共享平臺,形成更廣范圍的企業(yè)聯(lián)盟,以便更加及時地得到聯(lián)盟企業(yè)的生產技術支持。3.依據(jù)Agent的基礎結構,建立了基于多Agent的生產過程快速響應系統(tǒng)的結構模型,重點研究了客戶需求向生產需求轉變過程的Agent輔助；在深入研究該輔助模式下生產任務規(guī)劃策略的基礎上,提出了基于退火進化算法的生產任務分配優(yōu)化方法,實現(xiàn)以招投標

4、結果為基礎的綜合評標,從而獲得生產任務的全局最優(yōu)分配方案；借助可靠性理論,提出一種提高多Agent系統(tǒng)可靠性的并聯(lián)結構,構造出可靠性最大化問題的求解算法。4.提出了基于多色集合理論的系統(tǒng)資源重構建模方法和方案評價指標體系,利用元素、個人顏色、統(tǒng)一顏色等概念,建立制造資源與系統(tǒng)功能的映射關系,通過搜索圍道布爾矩陣來獲得系統(tǒng)資源重構的方案。在此基礎上,探討了重構方案評價指標的選取、處理和評價方法。其中,提出功能冗余度作為重構方案的重要評價指

5、標,并給出該指標的有效計算方法。從而實現(xiàn)不同生產需求的生產資源快速組織。5.研究了多訂單生產環(huán)境下的計劃與調度集成優(yōu)化問題,在充分考慮產品的結構約束、資源能力約束、提前-延期懲罰、設備間的運輸時間以及多工藝路線問題等的基礎上建立了單件生產和小批量生產模式下的問題規(guī)劃模型。設計了帶精英策略的蟻群求解算法,實現(xiàn)了直接面向多個訂單的工序級任務調度,將計劃層與調度層統(tǒng)一起來,避免計劃與調度銜接過程中約束關系的丟失,便于獲得全局最優(yōu)解。實例運行驗