可重構(gòu)制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著顧客對產(chǎn)品需求的個性化，產(chǎn)品的品種不斷增多、結(jié)構(gòu)和功能日趨復雜、而生命周期卻逐漸縮短?，F(xiàn)代制造企業(yè)正面臨不可預測、快速多變和來自全球不斷增強的市場競爭等一系列問題。以變結(jié)構(gòu)、模塊化、快速重構(gòu)性為主要特征的可重構(gòu)制造系統(tǒng)能夠通過制造資源調(diào)整和制造系統(tǒng)快速重組，適應由激烈的全球化競爭、逐步提高的客戶素質(zhì)和創(chuàng)新的工藝技術(shù)直接驅(qū)動的新產(chǎn)品上市速度/產(chǎn)品零部件/客戶需求、工藝技術(shù)和政策法規(guī)等多個方面的變化，反映了經(jīng)濟、技術(shù)和社會之

2、間的平衡。針對產(chǎn)品變批量、多品種、快速響應的需求，研究可重構(gòu)制造系統(tǒng)的快速重組與成本經(jīng)濟平衡的生產(chǎn)與管理理論和技術(shù)，包括：資源配置方式、故障診斷、質(zhì)量控制策略以及生產(chǎn)與管理技術(shù)。采用上述成果，依托沈陽機床(集團)有限責任公司研發(fā)的國產(chǎn)硬件裝備，以常柴股份有限公司為示范應用企業(yè)，構(gòu)建可重構(gòu)制造系統(tǒng)生產(chǎn)線控制及管理平臺，為可重構(gòu)制造系統(tǒng)在制造企業(yè)的應用提供支撐。本文的研究問題及所取得的主要成果歸納如下：(1) 建立基于產(chǎn)品工

3、藝特征的可重構(gòu)資源配置優(yōu)化選擇方法。產(chǎn)品工藝特征和可重構(gòu)制造系統(tǒng)資源配置是兩個密切相關(guān)、互為影響的關(guān)鍵因素。構(gòu)建基于產(chǎn)品工藝特征的可重構(gòu)制造系統(tǒng)資源配置協(xié)同優(yōu)化模型，以零件工藝鏈為約束目標，生產(chǎn)過程的質(zhì)量和費用為優(yōu)化目標，采用 GA 算法求解最優(yōu)/次優(yōu)解。該方法充分利用了資源可重構(gòu)的特點，同時考慮了生產(chǎn)工藝、資源的不同構(gòu)型、生產(chǎn)費用等關(guān)鍵要素，能有效的解決生產(chǎn)過程的資源配置問題。(2) 在分析現(xiàn)有質(zhì)量控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出面

4、向可重構(gòu)制造系統(tǒng)故障診斷的架構(gòu)和一種基于粗糙集故障診斷的方法。為了適應短的產(chǎn)品生命周期和多變的產(chǎn)品品種，可重構(gòu)制造系統(tǒng)要求更短的系統(tǒng)斜升時間，系統(tǒng)可診斷性保證了可重構(gòu)制造系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量。故障診斷通過故障現(xiàn)象來推斷其產(chǎn)生的原因，因此極具經(jīng)驗性。利用傳統(tǒng)SPC過程控制數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，以粗糙集為知識獲取工具進行數(shù)據(jù)處理，得到最小規(guī)則集，最終得到故障診斷結(jié)果。該方法結(jié)合了人工智能與數(shù)據(jù)采集信號，可對生產(chǎn)過程進行快速

5、故障診斷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減低成本。(3) 為滿足質(zhì)量管理過程持續(xù)改進的要求，提出可重構(gòu)制造系統(tǒng)質(zhì)量管理流程重構(gòu)的定量分析方法。該方法對制造系統(tǒng)質(zhì)量管理流程進行PN網(wǎng)建模，并通過行為表達式的分析方法對該模型定量性能品質(zhì)分析，給出質(zhì)量管理流程各環(huán)節(jié)的函數(shù)關(guān)系，用于指導質(zhì)量管理流程的重構(gòu)，使得系統(tǒng)能得到更高的吞吐率、較少的資源使用率和更平衡的流程控制。該方法的模型能適應任意分布的制造系統(tǒng)，可精確的反映質(zhì)量管理流程并支持重構(gòu)，并能