《可重構製造系統多尺度構形耦合機制與最佳化設計研究》是依託北京理工大學，由王國新擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可重構製造系統多尺度構形耦合機制與最佳化設計研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王國新
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
構形最佳化設計是可重構製造系統中最為重要的基礎問題，但可重構製造系統在空間上具有的多層次重構能力及時間上平滑轉換的要求，使構形在不同的時間階段和空間的不同層次上存在著複雜的耦合關係，揭示這種耦合規律對構形的綜合最佳化至關重要。因此，本項目將多尺度耦合理論引入可重構製造系統構形設計中，對構形表現出的多尺度特徵及多尺度構形之間的耦合關係進行基礎科學研究，並設計支持定量決策的方法。具體內容包括：研究可重構製造系統多尺度構形之間的耦合機制、重構時機的定量決策方法、多尺度構形綜合最佳化方法與仿真分析。本項目旨在揭示可重構製造系統不同尺度構形之間的動態影響和互動關係，為有效解決重構時機和重構層次選擇的技術難題、構形的綜合最佳化設計提供理論和方法支撐。
結題摘要
本項目針對可重構製造系統（Reconfigurable Manufacturing System， RMS）綜合最佳化問題，從製造系統多尺度構形耦合機制、製造系統重構點確定方法、製造系統多尺度構形最佳化與仿真三個方面展開研究。首先建立了RMS的多尺度構形的耦合模型，通過小波分析理論闡明了尺度特徵及其耦合機制，並以生產性能為信號，給出了重構尺度的選擇方法。然後，從生產任務與RMS構形之間的擾動偏差出發，建立了RMS的擾動模型，基於離散事件的RMS重構點仿真模型，以及基於遺傳神經網路的重構點快速預測的非線性模型，用於確定重構時機。最後將RMS 的多尺度構形轉化為能夠反映不同尺度本質特性的加工功能並進行構形的最佳化求解，建立了RMS 功能類別，設計了加工功能在系統內進行均衡分布的策略並給出了基於遺傳算法的最佳化求解方法；進一步以加工功能均衡分布為對象，對其存在的構形進行劃分歸類，設計基於改進的禁忌搜尋算法針對具體的生產需求求解最優的構形，RMS 的加工功能均衡分布設計是適應RMS 動態市場環境的一種穩健的策略，能夠根據需求的變化快速在核心加工功能的鄰域內形成有效的構形，避免工件跨單元、長距離加工的情況。上述研究成果為何時進行重構、選擇RMS的哪個尺度進行重構，以及如何進行重構提供了基礎理論和方法支撐。通過本項目研究發表學術論文7篇，申請發明專利6項，培養博士研究生1名，碩士生3名。
