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《西北工业大学》 2006年
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复杂零件异地协同制造资源优化配置技术研究

姚倡锋  
【摘要】: 在网络化、敏捷化全球制造新环境下,网络制造资源的优化配置是实现异地协同制造的关键基础技术,已经成为现代集成制造研究领域的热点问题之一。本文以航空复杂零件的异地协同制造和转包加工为背景,以工艺流程为核心,深入研究了制造任务对象和制造资源对象的信息建模问题,以及制造资源的优化配置问题,即两个对象集合之间的映射关系及其约束优化问题,为实现制造资源的优化配置奠定了理论基础。论文的主要研究内容和成果如下: (1)系统地研究了异地协同制造新环境下的制造资源优化配置理论基础。基于逻辑制造单元(LMU)、物理制造单元(PMU)、逻辑加工路线(LMP)、可执行加工路线(EMP),提出了敏捷加工路线(AMP)新概念;建立了以工艺流程为核心的制造资源优化配置概念模型和过程模型;从概念上将制造资源优化配置问题归结为LMU-PMU映射、PMU排序筛选及AMP的优化生成三个基本问题,并给出了相应问题的求解策略以及AMP的优化生成过程。 (2)研究了异地协同制造新环境下的制造任务信息建模问题。提出了制造任务的LMP表示和制造子任务的LMU表示方法,并给出了LMU和LMP的逻辑结构和信息模型,以及LMU建模和基于知识的LMP设计方法,建立了制造任务信息模型。 (3)针对分散的网络化制造资源,研究了基于物理制造单元的网络化制造资源建模问题和基于XML的制造资源信息集成方法。建立了包括物理制造单元层、工作中心层和物理设备层的制造资源组织模型,以及包括基本信息、制造能力、物理构成、状态信息、工装信息的物理制造单元信息模型;提出基于XML的异地制造资源信息集成框架,定义了制造资源信息的XML Schema描述规范。 (4)针对网络化制造资源配置问题,提出了一种两步制造资源预配置方法。在第一步面向制造任务的PMU集合初选方面,提出了一种基于两级知识匹配的LMU-PMU映射方法,并建立了映射流程、映射关系运算和映射规则;在第二步PMU集合筛选方面,建立了PMU定性评价指标体系,给出了基于AHP评价方法的排序和筛选计算过程。 (5)在PMU集合筛选基础上,进一步研究了敏捷加工路线优化生成,即EMP的优化方法。针对时间、成本以及质量等定量指标,建立了EMP优选问题的数学模型;通过引入影响度因子和决策优属度,对基于GA的优化决策模型进行了改进;在此基础上,提出了一种基于多目标模糊优化决策改进模型的EMP优选算法。 (6)提出了资源优化配置平台Net-MORD的体系结构及业务流程,完成了该平台的功能设计与软件开发,实现了与“基于制造资源优化配置的制造过程管理系统”的集成;以发动机叶片和冰箱模具为实例,给出了制造资源优化配置的应用流程和运行结果,系统的验证了本文所提出的理论、方法和模型的有效性。
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1 姚倡锋;复杂零件异地协同制造资源优化配置技术研究[D];西北工业大学;2006年
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