多零件族變批量可重構(gòu)制造系統(tǒng)組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計.pdf

1、可重構(gòu)制造系統(tǒng)(RMS)是面向多零件變批量設(shè)計的既具有定制的柔性又具有高生產(chǎn)率的制造系統(tǒng)。可重構(gòu)制造系統(tǒng)的組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計是其設(shè)計中的核心內(nèi)容之一。本文結(jié)合國家863項(xiàng)目“可重構(gòu)制造系統(tǒng)技術(shù)”(編號：200lAA412160)，運(yùn)用圖論、排隊(duì)論與概率論等數(shù)學(xué)方法，對不同生產(chǎn)環(huán)境下RMS的組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計展開研究。 第一章，闡述了可重構(gòu)制造系統(tǒng)產(chǎn)生的歷史與技術(shù)背景，闡明了可重構(gòu)制造系統(tǒng)設(shè)計的研究內(nèi)容，論述了可重構(gòu)制造系統(tǒng)設(shè)計研

2、究的國內(nèi)外現(xiàn)狀，給出了本論文的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容與總體結(jié)構(gòu)。 第二章，闡述了面向多零件族變批量的可重構(gòu)制造系統(tǒng)組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計的基本內(nèi)容、設(shè)計過程、設(shè)計方法及相關(guān)的理論與算法；給出了可重構(gòu)制造系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與組態(tài)間重構(gòu)方法及重構(gòu)成本計算等設(shè)計條件；闡述了可重構(gòu)制造系統(tǒng)設(shè)計中多零件工序成族的原則、方法與步驟；給出了可重構(gòu)制造系統(tǒng)組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計中的三大關(guān)鍵技術(shù)。最后，給出了與本論文相關(guān)的圖論、排隊(duì)論的基本內(nèi)容、算法與各種建模方

3、法。 第三章，研究了多零件族確定性批量環(huán)境下RMS的組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計。首先建立RMS的各生產(chǎn)周期成本模型、重構(gòu)成本模型與全生產(chǎn)周期成本模型，再構(gòu)建各生產(chǎn)周期的組態(tài)有向圖，利用雙向掃視算法求得RMS在各生產(chǎn)周期的成本K-優(yōu)組態(tài)。根據(jù)各生產(chǎn)周期的零件批量，求出各生產(chǎn)周期的常規(guī)生產(chǎn)周期時間長度，分析RMS中各工作站的機(jī)床成本冗余，調(diào)整常規(guī)生產(chǎn)周期，得到多組偏差生產(chǎn)周期。分別求出RMS在各種生產(chǎn)周期下所有生產(chǎn)排序的K一優(yōu)組態(tài)路徑。比較

4、這些組態(tài)路徑，求得一條最優(yōu)與多條次優(yōu)組態(tài)路徑，從而確定RMS加工各生產(chǎn)周期的時間長度、生產(chǎn)順序及其所用的組態(tài)。最后用實(shí)例驗(yàn)證了所提出的方法。 第四章，研究了單零件族隨機(jī)需求環(huán)境下RMS的組態(tài)與組態(tài)路徑設(shè)計。構(gòu)建了RMS的排隊(duì)模型與狀態(tài)概率轉(zhuǎn)移圖，建立了平穩(wěn)條件下系統(tǒng)的概率轉(zhuǎn)移方程。以系統(tǒng)生產(chǎn)能力與倉儲容量為設(shè)計參數(shù)，給出了PMS利潤模型，同時給出了RMS與FMS的性能評價指標(biāo)并對兩種系統(tǒng)的性能作了比較。提出了單零件族隨機(jī)需求條件

5、下RMS組態(tài)與組態(tài)路徑的設(shè)計方法。最后用實(shí)例驗(yàn)證了所提出的方法的可行性。 第五章，研究了雙零件族隨機(jī)需求環(huán)境下RMS組態(tài)與重構(gòu)策略設(shè)計方法?；诟怕收?、排隊(duì)論、圖論與更新理論的方法，構(gòu)建了雙零件族隨機(jī)市場需求環(huán)境下RMS長期穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時使單位時間內(nèi)系統(tǒng)平均利潤最大化的可重構(gòu)生產(chǎn)與控制模型，通過優(yōu)化得到了RMS的最優(yōu)生產(chǎn)能力與最佳開機(jī)數(shù)量，從而構(gòu)建RMS生產(chǎn)各零件族的組態(tài)有向圖與一個循環(huán)周期的組態(tài)路徑有向圖，用雙向掃視算法求得生產(chǎn)各