《離散型製造系統持續重構演變理論與方法》是依託北京理工大學，由王愛民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：離散型製造系統持續重構演變理論與方法
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王愛民
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
可重構製造生產模式是實現離散型製造系統效率與柔性兼顧的快速回響製造有效途徑。針對目前面向靜態階段式的製造系統重構規劃無法適應動態生產環境下持續調整的問題，提出以製造資源統一配置為基礎、以動態調度為手段、以單元內流水型與單元外作業型混合關聯模式為體現，形成基於持續重構演變的新型單元化製造系統運行模式；以面向多類型、變批量、不同交貨期零件在單元內的混合生產為背景，提出以壓件和資源組分配等節拍保證策略為核心的流水式製造單元聚類構建算法，建立以繼承為核心的製造單元漸進式重構調整演變策略；以動態、複雜執行環境下的生產擾動建模為基礎，分析其對製造資源配置方案調整策略，採取基於分層模組化的快速回響處理思路，建立面向面向流水型和作業型相混合的統一關聯約束模型，實現生產擾動事件驅動的製造資源動態重構調度配置。本項目提出一種綜合重構規劃與調度控制集成最佳化的新型製造系統運行機制，推動可重構製造技術走向實用。
結題摘要
多品種變批量是當前製造企業生產模式的主要特點，通過流水型作業的高效率與離散型作業的高柔性的有機融合，並實現製造資源在複雜、動態生產環境下的持續、漸進最佳化配置是急需解決的問題。首先，針對目前面向靜態階段式的製造系統重構規劃無法適應動態生產環境下持續調整的問題，以面向執行層次的排產調度為形式，提出以單元內流水型高效生產與單元外作業型柔性生產的混合關聯為基礎的製造資源統一配置方法，建立了隨時間變化的單元漸進性調整以及製造資源的統一共享、動態配置的持續重構調度方法模型，形成基於持續重構演變的新型單元化製造系統運行模式；其次，針對製造單元隨任務調整而持續變化的問題，構建了製造單元漸進式重構過程模型，提出了基於改進型模糊自適應諧波神經網路的製造單元漸進式重構算法，突破了基於物流成本的工藝相似性聚類、基於互動次數的設備共享調整、製造單元負荷均衡調整、面向製造執行過程的單元繼承性調整等關鍵技術，通過實例驗證了技術的有效性，形成了完善的製造單元漸進式重構方法；第三，以面向多類型、變批量、不同交貨期零件在單元內外的混合生產為背景，建立了以壓件技術為核心的無等待連續節拍化生產保證策略，形成了面向單元內外製造資源統一共享配置的流水離散混合作業類型的重構調度過程模型，提出了基於免疫遺傳算法的流水離散混合重構調度算法，通過實例驗證了技術的有效性，實現了單元內流水型高效生產和單元外離散型柔性生產，以及單元內外製造資源的最佳化配置；第四，針對動態、複雜執行環境下製造資源的持續、動態重構調整的需求，以生產擾動建模及其對製造資源配置方案調整分析為基礎，建立了基於分層模組化的快速回響處理思路，提出了基於蟻群算法的製造資源動態重構調度算法，形成了基於容忍度的生產擾動緩衝處理方法，通過實例驗證了技術的有效性，實現了生產擾動事件驅動下的製造資源持續動態最佳化配置；第五，針對場地/人員類特殊製造資源的持續重構調度問題，以船舶曲面分段建造過程為對象，提出了基於啟發式規則的場地布局空間調度以及基於虛擬流水式生產的人員調度技術，建立了時空耦合的動態調度機制，實現了面向曲面分段生產的場地資源的動態更新以及人員組織的動態重構；最後，本課題的研究提出了一種綜合重構規劃與調度控制集成最佳化的新型製造系統運行機制，基於技術研究所開發軟體系統已經結合加工類和裝焊類製造企業進行了套用驗證，推動了可重構製造技術走向實用。
