单零件族可重构制造系统的生产能力优化设计
可重构机床模块化设计研讨
竞争力的制造系统。可重构模块化机床的设计目 标是， 提供 一台面向同一零件族内零件加工的、 可容易地重构以完成多 种操作的机床。它能容易地转换以完成各种类型的加工操 作， 如车削、铣削、钻削、磨削等， 能同时使用几把计算机 控制的刀具切削加工零件。它具有较简单的结构， 但仍能提 供足够的支撑零件刚性 ; 满足较高的设计精度要求n、它不 仅能以有竞争力的成本， 较高的生产率， 而且能以最小的机床
Li Ge
(Zhongyuan Institute of Technology ，Zhengzhou, Henan 450007) Abstract : According to the development of numeral control system in and out of our country now adays and the pr ogress of th e research on reconstruction mach ine tool , th is article h as discussed the basic ch aracteristics of reconstructed machine tool , the modularization design requirement of mechanism and numeral control system , and difficult point of the key technology of real zation of the modularization designs of reconstructed machine tool . Draft i the modularization design conception of reconstructed machine tool indirectly . Key words : reconstructed machine tool , modularization designs , numeral control system s requirement of technology 1 引言 可重构机床是为了快速而准确地提供响应新的市场需求 所需的生产能力和生产同一零件族内的新零件所需的制造功 能， 从一开始就设计成可面向系统级和生产资源级快速而又有
基于ATC和GA的可重构制造单元分级调度研究
更新迭代乘子 ， 易出现振荡 ； 容 动态 规划算法 只能解决 离散型 的决策 问题 ， 而且对 于问题 的处 理没有 一个统一 的格式 ， 通用 性不强 ； 枚举法 可以较好 地解决 小规模调 度问题 ， 对于 大型调 度问题完全的枚举几乎不可能 ； 神经 网络等智能优化算法对于 小规模调度有着很好的优 化效果 ， 随着 车间规模 的增大 ， 智能 算法常常容易 陷于局部最小解 ， 也有着一定 的局 限性 。 本文根据可重构制造系 统制造单元 以零件族 为单位 进行 生产 的特点 ， 出一种基 于 Ａ Ｃ和 Ｇ 提 Ｔ Ａ的分级调度算 法 ， 利用 Ａ Ｃ具有分解 目标 的特 点和 Ｇ 的全 局搜索 能力来解 决 可重 Ｔ Ａ 构系统的分级调度 问题 ， 调度过程既实现 了单元 间的调度时间
・
４６ ４ ８・
计 算 机 应 用 研 究
第２ ８卷
间周围环境 约束 ， 通过移动设备 形成 新的制造单 元 ； 逻辑重构
单元是面向特定的加 工任务迅速重构 出虚拟 制造单元 ， 制造单
元不 受 空 间 的影 响 ， 了新 的任 务 后 可 以重 新形 成 新 的 制 有
造单元。
ｉ ｇ ａ ｄ ｐ ｔ ｅ ｉｉｎ ｍａ ｉ ｇ， ｒｔ ｎ ｕ ｅ ｈ ｗ ｒｔｒ ｅ ｐ ｉ ｌ ｈ ｎ ｔ ｋ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉｔ ｐ ｅ ｙ ｒａ ｄ ｉ ｎ ｌ ｅ ｌ ｅ ｎ ｎ ａｈｄ ｃｓ － ｋｎ ｆ ｓ ｅ ｓｒｄｔｅｌ ｅ ｇ ｔ ｔ ｏ ｉ ｏ ａ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｅ ｈ ｅ ｕｔ ｎ ｏｕ ｐ ｒｌ ｅ ｎ ｆ ａ ａｉ ｄ ｃ ａ ｎｉ ｒ ｚ ｔ ｅ ｗ ｏｅ ｓ ｈ ｄ ｌ ｇ ｔ ｅ ｍｏ ｔ ｕ ｅ ｉｒｔ ｒ ｕ ｈ ｌ ｙ ｒ ｏ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ Ｆ ｎ ｌ ａ ｘ ｍｐ ｅ ｓ ｏ ｓｔ ｅ ａ ｇ ｒ ｈ ｃ ｎ ｄ ｓｒ ｕ ｅ ｈ ｈ ｌ ｃ ｅ ｕ ｉ ｏ ｂ ｓ ｓ ｐ ｒ ｈ ｏ ｇ ａ ｅ ｓ ｆ ｔ ｎ ｏ ｏ ｍｉａｉ ． ｉ ａｌ ｎ ｅ ａ ｌ ｈ ｗ ｈ ｌｏ ｉ ｍ ａ ｉ ｉ ｔ ｏ ｙ， ｔ ｔｂ
基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究
基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究摘要：随着人工智能和自动化技术的不断发展，制造业正面临着生产方式的变革。
可重构制造单元（Reconfigurable Manufacturing Cell，简称RMC）作为一种新型的制造单元，具有可快速更换部件和工艺的特点，能够适应不同产品的生产需求。
本文通过对路径依赖理论的研究，探讨了基于路径依赖的可重构制造单元的构建与布局方法，并提出了相关的设计原则和策略。
1. 引言随着全球制造业的竞争日益激烈，传统的大规模生产模式已经不能满足市场对多样化和个性化产品的需求。
为了适应快速变化的市场需求，制造业需要寻找新的生产模式并引入新的制造技术。
可重构制造单元作为一种新型的制造单元，具备快速灵活的生产特性，已经成为制造业改进生产方式的重要研究领域。
2. 可重构制造单元的概念与特点可重构制造单元是一种灵活可变的制造单元，它能够通过快速更换部件和工艺来满足不同产品的生产需求。
它具有以下特点：1）模块化设计，能够方便地更换和组合不同部件；2）可编程控制，能够根据产品要求进行工艺变换；3）灵活适应，能够根据市场需求快速调整生产能力。
3. 路径依赖理论及其在制造单元布局中的应用路径依赖理论是一种描述过程中路径选择对结果产生影响的理论。
在制造单元的构建和布局中，路径依赖理论可以用来分析和解决以下问题：1）如何选择合适的工艺流程和布局方式；2）如何利用历史数据和经验知识进行决策；3）如何适应市场需求的变化。
4. 基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局方法基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局方法包括以下步骤：1）数据收集与分析，通过收集和分析历史数据和经验知识，评估不同工艺流程和布局方式的适应性；2）路径选择与优化，根据评估结果选择合适的路径和优化布局方式；3）系统改进与优化，不断改进系统性能和生产效率。
5. 设计原则和策略基于路径依赖的可重构制造单元的设计原则和策略包括以下方面：1）模块化设计，使得单元的部件可以方便地更换和组合；2）可编程控制，使得单元的工艺可以根据产品要求进行变换；3）灵活适应，使得单元可以根据市场需求调整生产能力；4）数据驱动，通过收集和分析数据来指导决策和改进。
智能制造中的可重构制造技术研究
智能制造中的可重构制造技术研究一、前言随着信息技术和自动化技术的发展，智能制造已成为当今制造业的发展趋势之一。
可重构制造技术作为智能制造技术的重要组成部分，已逐渐走入人们的视野。
本文旨在系统介绍可重构制造技术在智能制造中的应用及研究现状。
二、可重构制造技术的定义与特点可重构制造技术（Reconfigurable Manufacturing System，RMS）是指在某种程度上开发了柔性制造的自适应能力的制造系统。
其特点主要有以下几点：（1）可重构配置结构，可改变生产线组合方式和功能；（2）可重构控制策略，可灵活掌控生产过程；（3）可重构生产设备，可改变部件的加工方式和工艺。
三、可重构制造技术的分类根据可重构制造技术的应用领域和具体形式，可将其分为以下几类：（1）可重构加工中心可重构加工中心是一种无论在加工对象、加工方式、工艺等方面都可以通过给机器加动态功能来适应用户需求的机器。
其特点包括：集成化、智能化、柔性化、可重构化。
（2）可重构机床可重构机床是一种具备智能化提及精度控制、柔性部件变换和自适应控制等能力的机器。
其特点包括：工艺重新配置、精度控制、动态校准、寿命增长。
（3）可重构生产线可重构生产线是一种动态适应技术，适应的是生产线的产品、设备、流程和控制策略等重要因素。
其特点包括：柔性条件、流水线设备柔性配置、控制策略柔性化。
（4）可重构机器人及自主系统可重构机器人是一种以机器人为核心，具有从事生产任务和实现自主决策两大功能平台。
其特点包括：组合、灵感、结构、语言和控制五个方面可变性。
四、可重构制造技术的应用随着智能制造的广泛推广，可重构制造技术已经得到广泛应用，主要应用于以下领域：（1）飞机制造目前，可重构制造技术在飞机制造领域的应用已经非常成熟，主要体现在流水线柔性化、重构装配线和柔性机器人结合应用等方面。
（2）汽车制造随着汽车制造对质、量的要求不断提高，可重构制造技术的应用也越来越广泛。
先进制造系统习题答案
第一章先进制造系统总论1、理解制造的概念？从“制造过程”上来看，制造的含义有狭义与广义之分。
（1）狭义制造。
又称为“小制造”，是指产品的制作过程。
或者说，制造是使原材料在物理性质和化学性质上发生变化而转化为产品的过程。
（2）广义制造。
又称为“大制造”或“现代制造”，它是指产品的全生命周期过程。
广义制造包含了4个过程：1)概念过程（产品设计、工艺设计、生产计划等）；2）物理过程（加工、装配等）；3）物质（原材料、毛坯和产品等）的转移过程；4)产品报废与再制造过程。
2、简述制造业的发展历程。
制造业的发展可以分为3个时代：古代制造业的发展、近代制造业的发展、现代制造业的发展3、制造业是“夕阳产业”吗为什么制造业是发展现代物质文明的基础，是国防安全的保障；是国民经济的主体和支柱，是国家工业化、现代化建设的动力源；是技术进步的主要舞台，是在国际竞争中取胜的法宝。
那种人为“现在已进入新的经济时期，制造业已经成为夕阳产业可不予重视”的观点和“非物质经济已成为主导”的提法是完全错误的。
从整体上说，只有“夕阳产品”、“夕阳技术”，而没有“夕阳产业”。
制造业是“永远不落的太阳”。
4、产品生命周期的概念。
产品全生命周期是指一个产品从构思到出生从报废到再生的全过程。
5、中国制造业面临的最主要的问题是什么？试剖析其原因。
有以下三种问题：（1）制造系统的问题。
1）劳动生产率及工业增加值率低；2）我国制造业处于全球产业链的低端；3）技术创新能力十分薄弱。
4）制造业的结构不尽合理。
（2）制造模式的问题.。
1）企业体制的不适应；2）经营理念的不适应；3)生产管理手段的不适应；4)企业组织结构的不适应。
（3）制造技术问题。
1)设计技术；2）制造工艺与装备；3）制造过程自动化。
原因：1、资源和环境的约束；2、缺乏自主知识产权的技术和品牌以及面向全球市场的销售渠道；3、原材料和劳动力价格的上涨，使得中国制造业的成本急剧上升；4、人民币汇率大幅升值，导致外贸出口成本上涨。
浅谈我国数控机床的发展方向及发展对策
浅谈我国数控机床的发展方向及发展对策在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。
世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施。
标签：数控机床发展趋势智能化柔性化数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床算起，至今已有50年历史了。
我国数控技术研究从1958年起步，国产的第一台数控机床是北京第一机床厂生产三坐标数控铣床。
虽然从时间上看只比国外晚了几年，但由于种种原因，数控机床的技术在我国的发展却一直落后于国际水平。
近年来，我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强，无论在精度、速度、性能，还是智能化方面都取得了一定成绩。
我国数控机床励精图治，已逐渐步入良性发展阶段。
一、数控机床的发展方向数控机床的发展，与国家基础工业的研究与发展情况是密切相关的。
在一些发达国家，诸如轴承、材料、测试手段、刀具、润滑液（冷却液）、0型圈等机床配套件的工业已达到相当高的水准，这些配套工业反过来又促进了机床业的发展与提高。
近几年，数控机床的发展方向表现在以下几方面：1.高速主轴技术有了突破性发展2.磁浮轴承，利用通过线圈的电流使磁铁产生磁力将转子（主轴）浮起在轴承中心工作，这是目前电气主轴的主要发展方向。
3.为了改善和提高高速切削机床的进给系统性能，近年来国外采用直线电机进给驱动的日见增多。
4.快速金属原型制造又称激光工程净型（LENS）技术，现在这项技术的生产成本很高，但却是制造业发展的方向之一。
5.虚拟轴机床开始实用化6.柔性自动化技术应用普及化。
二、我国数控机床发展存在的的问题由于中国技术水平和基础工业还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还很大，尤其是数控系统的可靠性还较差，数控产业尚未真正形成，因此，加速进行中国数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善我国数控机床和数控产业成了我国的主要任务。
可重构智能制造系统的基础研究
可重构智能制造系统的基础研究可重构智能制造系统（Reconfigurable Intelligent Manufacturing System，RIMS）是一种集成了自主决策、智能感知和灵活重构等功能的先进制造系统。
该制造系统具有自适应性和智能化的特点，可以根据生产需求快速调整和优化工作流程，以提高生产效率和质量。
可重构智能制造系统的基础研究致力于探索和提升该系统的核心技术和理论基础。
可重构智能制造系统的基础研究需要设计和开发出能够实现系统自主决策和智能感知的算法和模型。
通过采用人工智能、机器学习和数据挖掘等方法，可以实现对生产过程中各种信息的智能感知和分析，如产品质量数据、设备状态数据和工艺参数数据等。
通过建立合适的决策模型和优化算法，可以实现对生产过程中的决策问题的自主解决，包括生产调度、工艺优化和资源配置等。
可重构智能制造系统的基础研究还需要探索和提升系统的可重构性和灵活性。
通过引入模块化设计和可编程控制等技术，可以实现制造系统中各个组成模块的快速替换和重组。
这使得系统能够根据不同的生产需求和变化的环境条件灵活地进行重构和优化，从而提高生产效率和适应性。
可重构智能制造系统的基础研究也需要关注系统的安全性和可靠性。
通过引入网络安全技术和容错机制，可以保护系统免受网络攻击和故障的影响，确保系统长期稳定运行和可靠性生产。
可重构智能制造系统的基础研究还需要进行实际应用和验证。
通过在实际制造场景中的应用实验和仿真验证，可以验证和改进系统的性能和效果。
还需要与相关领域的学术界和工业界进行紧密合作，以促进技术的转化和商业化。
可重构智能制造系统的基础研究是一项综合性的工作，需要探索和提升系统的自主决策、智能感知、可重构性和安全可靠性等关键技术。
只有在这些基础研究的支持下，才能进一步推动可重构智能制造系统的发展和应用。
智能制造中可重构制造系统的设计与实现研究
智能制造中可重构制造系统的设计与实现研究随着信息技术的飞速发展和应用，智能制造广泛应用于各个领域中，成为工业化发展的重要方向。
而智能制造中的可重构制造系统的研究和设计则是其中非常重要的一方面。
可重构制造系统能够快速地适应生产工艺的变化，能够更加灵活、高效地生产产品，同时还能节省生产成本。
本文将介绍可重构制造系统的设计和实现研究的相关内容，希望能够引起大家的兴趣和关注。
一、可重构制造系统的概念可重构制造系统是指一种能够自适应变化的制造系统，具有灵活度高、可靠性强等特点。
这种系统能够智能地根据生产要求和生产环境的变化，自动地进行工艺调整和设备配置，以实现高效率的生产。
二、可重构制造系统的设计思路可重构制造系统的设计需要考虑很多因素，主要包括以下几个方面：1.生产流程的分析和优化:分析生产流程中存在的瓶颈和问题，优化生产流程，提高生产效率和品质。
2.设备选型和配置:针对生产要求和生产环境的变化，灵活地选择和配置生产设备，提高设备利用率。
3.软件算法的研发和应用:开发核心的算法和控制系统，实现对生产过程的实时监控和调整，提高生产效率和产品品质。
三、可重构制造系统的实现过程可重构制造系统的实现需要进行多方面的工作，主要包括以下几个方面：1.机械硬件的搭建：搭建基础的硬件架构，包括机械传动、控制系统和感应系统等。
2.软件算法的研发：研发基于机器视觉、神经网络和控制算法等的软件算法，实现对生产过程的实时监控和调整。
3.系统测试与优化：对系统进行全面的测试，优化系统表现，改进算法和设备配置，提高生产效果和生产品质。
四、可重构制造系统的应用前景及发展趋势随着智能制造技术的迅速发展，可重构制造系统在各个领域中得到了广泛的应用和推广。
目前，可重构制造系统主要应用于制造业智能制造领域中，未来还有很大的应用和发展空间。
其中，一些重点领域的应用具有更为广泛和深远的意义，例如汽车制造、航空制造、数控机床等。
总结：可重构制造系统是智能制造的重要构成之一，其设计和实现研究具有广泛的研究意义和应用前景。
面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统
代制 造 模 式— — 可 重 构 制 造 系 统 正 在 形 成 。 在 可 重 构 制 造 系 统 中 ，企 业 为 响 应市 场 需 求 的 快 速 变 化 ，
要对生产资源进行快速高效的集成重组 。这就要求企业 对生产
资源数据进行有效管理 ，并保持各应用环节生产资源数据的一 致性 ． 避免数据冗余 。本文 以此为背景 ， 用面向对象 的方法 ， 采 建立 了生产资源信息模型 ，并开发 了面 向可重构制造系统的生 产资源信息管理系统 ，从而使企业各部 门协 同工作 ，增强企业
中图分 类号 ：Ｔ ３ ２ 文献标 识 码 ： Ｐ９ Ａ
引 言
科学技术 的发展 、市场需求的快速变化和全球性 的经济竞
争 ，使 化 。在 这 种 变 化 的 影 响下 ，传统 的制 造 模 式 已 不 适 应 新 的制 造 环 境 的要 求 ，新
ｅｔ ｐｉ ’ ｓ ｍ ｌ ｅｐｏ ｕｅ ｅｏｒｅ ｉｐｏｏｅ，ａ ａ ｂｅ ｐ ｌ ｄｔ Ｐ ｏ ｕｅ ｅ ｕｃｓ ｎｏｍ ｔ ｎ ｎｅ ｒｅ Ｓｙｔ ｖｌ ｒｄ ｃ ｓｕｃ ｒ ｓｄ ｎ ｉｈ ｓ ｅｎａｐｉ ｒ ｃ ｒ ｏ ｒｅ ｉ ｒ ａｉ ｒ ｓ ｓ ｅ ｅ ｒ ｓｓ ｐ ｄ ｔ ｅ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ
一
等 ， 可重 构 制 造 系 统 （ ＭＳ Ｒ ｃｎ ｇｒｂｅＭ ｎｆｃｕｉ ｙ． 给 Ｒ ， ｅｏｆ ｕａｌ ａ ｕ ｔｒ ｇＳｓ ｉ ａ ｎ ｔ ） 了如 下 定义 ： 响应 市 场 或 不 规 则 需求 的 突然 变 化 ， 速 ｅ 作 ｎ ｒ 为 迅 调 整 在 一 个零 件 族 内 的 生产 能力 和功 能 性 ，首 先 为 快 速 改变 结 构 以 及硬 件 与 软 件 组 元 而 设 计 的一 种 可 重 构制 造 系统 【 １ １。 国 内 一 些 学 者 在 深 入 研 究 的 基 础 上 ， 于 １９ ９ ９年 也 对 可 重 构制 造 系统 作 了定 义 ，认 为 可重 构 制 造 系 统 即 ：一种 能 按 市 场 需求 变 化 和 系 统 规 划 与 设 计 的 规 定 ， 重排 （ 新 组 态 ） 重 复 以 重 、 利 用 和 更 新 系 统组 态 或 子 系 统 的 方式 ，实 现 低 的 重 组 成本 ，短 的设 计 建 造 时 间 和 斜 升 时 间 ，高 的质 量 和 投 资 效 益 ，快 速 调 整 制 造 过 程 、 造 功 能 和 制造 生产 能 力 的可 变 制 造 系 统 【 １ 制 ２。 从 以 上 两 种定 义可 以 看 出 ，国 内学 者 对 可 重 构 制 造 系 统 的 定 义 涵 盖 的 范 围更 广 ，可 实 施 性 更 强 。 因 为它 没 有 限定 只在 一
考虑加工功能和加工能力的可重构制造系统重构点决策方法_王国新
： ／ Ｄ ． Ｏ Ｉ １ ０． １ ３ １ ９ ６ ｃ ｉ ｍ ｓ ． ２ ０ １ ６． ０ ９． ０ １ ０ ｊ
考虑加工功能和加工能力的可重构制造 系统重构点决策方法
王国新 ， 商曦文 ， 黄思翰 ＋ ， 阎 艳
（ ） 北京理工大学 机械与车辆学院工业工程研究所 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １
６ ２ １ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ计算机集成制造系统
第２ ２卷
品的差异 、 加工状 况 的 改 变 能 自 动 、 及 时 做 出 调 整， 达到具有所谓 的 ‘ 自 省’ 能 力” 。可 重 构 制 造 系 统
［ ２］
的基础上 ， 考虑系统 加 工 功 能 和 加 工 能 力 对 系 统 复 杂度的影响 ， 构 建 基 于 信 息 熵 的 ＲＭＳ 系 统 复 杂 度 量化模型 ， 结合尖点突变分析系统状态的变化情况 ， 识别 ＲＭＳ 系统状态的突变时机 。
０ 引言
》 德国在 《 报告中提出 高技术战略 ２ ２ ０ １ ０年， ０ ２ ０ ［ １］ 掀起了以智能制造为主导的第 工业 ４ ． ０ 的概念 ，
四次工业革命的序幕 。 美国辛辛那提大学特聘讲座 教授 、 美国国家科学 基 金 会 智 能 维 护 系 统 产 学 合 作 中心主任李杰认为 ， 工业 ４ ． ０ 的发展有 ３ 个支撑点 ， 其中之一为 “ 制造 系 统 ， 包 括 机 床 本 身， 根据加工产
Ｄ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｕ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｋ ｉ ｎ －ｍ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｐ ｙ ｙ ｙ ｇ
现代制造系统(v4.1)T_习题
– 答案是（BC）
第4讲 精益概述
• 以下精益生产理论用于生产管理的是（ ），用于 设备管理的是（ ），用于现场管理的是（ ） – （A）全面质量管理（B）全员生产维护 – （C）持续改进流程（D）准时制生产 • 答案是（D）（B）（C）
第5讲 看板系统
第5讲 看板系统
• 对于单卡片看板系统的某道工序，下游工序为本 工序悬挂的生产指示看板数量为（ ） – （A）成品缓存区中的成品数量 – （B）原料缓存区中的原料数量 – （C）最大看板数量减去成品缓存区中的成品 数量 – （D）最大看板数量减去原料缓存区中的原料 数量
第8讲 精益相关
• 在DBR方法中，“鼓手” （ ）控制其它生产环 节。 – （A）拉动（B）推动 – （C）推拉混合 – 答案是（A）
第8讲 精益相关
• 在快速换线（SMED）分析方法中，必须在停产 时间内完成的工作称为（ ）作业。 – （A）外部 （B）内部 （C）中部（D）中间
– 答案是（B）
• 答案是（C）
第5讲 看板系统
• 对于单卡片看板系统的某道工序，（ ）时摘下下 游工序为本工序悬挂的生产指示看板。 – （A）产品订单到达时 – （B）向上游工序请求原料时 – （C）原料送达时 – （D）本工序产出成品时 • 答案是（D）
第5讲 看板系统
• 某场地式看板系统使用一个最大10个货位的货架 作为指示物，某时刻货架上的7个位置放有成品货 箱，此时相当于悬挂了（ ）个看板 – （A）3 （B）7 （C）10 （D）17 – 答案是（A）
第3讲 企业和跨企业
• 以下跨企业制造系统的形式中合作关系相对动态的 是（ ），相对松散的是（ ） – （A）集团公司 （B）企业联盟
– 答案是（B）（B）
机电一体化习题答案
第一章1.什么是机电一体化？各国的主要观点有哪些？(P1~3)答：机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
2.试述机电一体化技术与传统机电技术的区别。
(P2)答：传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。
机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。
机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。
3.试分析机电一体化系统的组成及相关技术。
(P1~3)答：机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。
其技术组成包括：机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。
现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。
4.一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？答：机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。
5.试述机电一体化系统的设计方法。
答：机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。
6.试述现代设计的概念。
（P4）设计这个词有两种概念。
智能制造中的可重构制造系统与技术研究
智能制造中的可重构制造系统与技术研究智能制造正成为当今全球制造业的重要发展方向。
其核心在于通过智能化技术，在生产过程中实现高效、灵活、可持续的制造方式。
可重构制造系统是智能制造中的一项重要技术，旨在提升制造系统的适应性和灵活性，以应对不断变化的市场需求和生产环境。
一、可重构制造系统的概念与特点可重构制造系统是一种具备自主感知、智能化调整和快速适应的制造系统。
它能够根据生产需求动态调整生产线布局、工艺路线和设备配备，以实现生产系统的快速响应和定制化生产。
可重构制造系统的特点包括：1. 自主感知与智能调整：通过感知技术和智能算法，实现制造系统对环境变化和运行状态的实时感知和自主调整。
2. 灵活布局与快速调整：根据产品类型、生产批次和市场需求，实现生产线布局和工艺路线的灵活调整和快速修改。
3. 智能控制与优化决策：基于大数据、人工智能和优化算法，实现生产流程的智能控制和优化决策，并提高生产效率和质量。
4. 多样化适应与高可靠性：通过多功能装备和模块化设计，实现对多种产品及工艺的适应，并提高制造系统的可靠性和可用性。
二、可重构制造系统的关键技术为实现可重构制造系统的设计与实施，涉及到以下关键技术：1. 传感与感知技术：通过传感器实时获取设备、产品和环境的状态信息，包括温度、压力、震动等，实现对制造过程的感知与监控。
2. 数据处理与分析技术：基于云计算与大数据技术，对感知数据进行存储、处理和分析，提取有用的信息，为制造过程的优化和决策提供支持。
3. 自主控制与调整技术：通过智能算法和控制策略，实现制造系统的自主调整和优化，包括生产线布局、设备调度、工艺路线优化等。
4. 智能决策与优化技术：基于人工智能和优化算法，实现对制造过程的智能控制与优化决策，包括生产调度、质量控制和资源配置等。
5. 模块化设计与快速构建技术：通过模块化设计和快速构建技术，实现生产设备和工艺流程的快速调整和组合，提高制造系统的灵活性和适应性。
机械制作的可重构制造系统与快速制造
机械制作的可重构制造系统与快速制造随着科技的不断发展，制造业也呈现出了快速发展的趋势。
为了满足市场需求的快速变化和个性化定制的要求，制造业需要更加高效、灵活的生产方式。
在这种背景下，可重构制造系统逐渐成为一种备受关注的制造模式。
一、可重构制造系统的概念与特点可重构制造系统是一种灵活多变的生产系统，它能够根据产品需求快速地实现生产设备的组合。
该系统采用模块化的设计思想，通过灵活的设备配置和改装，实现生产线的组合与调整，以适应不同产品的生产需求。
相比传统的生产线，可重构制造系统具有以下特点：1. 模块化设计：可重构制造系统将生产设备划分为独立的模块，每个模块都具有特定的功能。
这种设计思想使得生产线的组合与调整更加方便、快捷。
2. 快速调整：可重构制造系统中的模块可以迅速组合与拆卸，使得生产线能够快速适应不同产品的生产需求。
生产线的调整不再需要大规模的改造，降低了调整成本。
3. 灵活性：由于可重构制造系统的模块化设计，每个模块可以独立操作，使得系统更具灵活性。
同时，该系统还能够快速响应市场需求的变化，提高了产品的交付速度。
二、可重构制造系统在机械制作中的应用1. 高精度零件加工：在机械制作中，高精度零件加工是必不可少的环节。
可重构制造系统通过模块化的设计，可以灵活组合不同的加工设备，实现对高精度零件的加工。
2. 自动化装配：可重构制造系统可以通过模块化的装配系统，将不同的组件快速组装成最终产品。
这种灵活的装配方式可以大幅提高装配效率，降低人力成本。
3. 快速定制生产：随着市场需求的不断变化，快速定制生产成为机械制作的一个重要趋势。
可重构制造系统能够根据客户的需求，快速改变生产线的配置，实现快速定制生产，满足个性化需求。
三、可重构制造系统的发展前景可重构制造系统作为一种高效灵活的制造模式，在未来有着广阔的发展前景。
随着人工智能、物联网等技术的不断进步，可重构制造系统将会更加智能化和自动化。
1. 智能化生产：借助人工智能技术，可重构制造系统可以自动学习和优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
可再配置制造系统的模块化设计与实现
可再配置制造系统的模块化设计与实现可再配置制造系统是一种基于模块化设计与实现的生产系统，它允许根据不同的生产需求快速调整生产线和生产流程，以提高生产过程的灵活性和效率。
该系统的模块化设计与实现是实现可再配置性的关键，下面将对可再配置制造系统的模块化设计和实现进行详细探讨。
模块化设计是指将整个制造系统划分为多个独立的功能模块，并使这些模块之间相对独立，每个模块都具备特定的功能和接口。
模块化设计的目的是实现系统的可再配置性，使得系统能够快速、灵活地进行重新配置以适应不同的生产需求。
在可再配置制造系统中，模块化设计需要考虑以下几个方面：1. 功能模块的划分：根据生产过程的不同功能需求，将制造系统划分为多个功能模块，如原料供应模块、加工模块、装配模块等，每个模块具备不同的功能。
2. 接口设计：在模块化设计中，不同模块之间的接口设计至关重要。
接口必须清晰、标准化，以确保模块之间的良好协作和数据交互。
接口设计应考虑到模块的独立性和通用性，以便于在系统需要重新配置时更换或添加新的模块。
3. 模块的独立性：每个模块都应该是相对独立的，即可以独立运行，不依赖于其他模块的存在。
这样当某个模块需要更换或升级时，可以独立进行操作，而不会对整个系统造成影响。
4. 模块的可拓展性：模块化设计应该具备可拓展性，即可以根据需求增加或减少模块。
这样在生产需求发生变化时，可以快速扩展或缩减系统，以适应不同的生产规模和产能需求。
模块化实现是指将模块化设计转化为实际可操作的制造系统的过程。
在模块化实现中，需要考虑以下几个关键方面：1. 模块的制造与集成：每个功能模块的制造应该在相对独立的前提下进行，以确保每个模块可以独立进行测试和调试。
完成各个模块的制造后，进行模块的集成，即将不同的模块按照设计的接口连接起来。
2. 系统的调试与测试：在模块化实现的过程中，需要对系统进行整体的调试和测试，确保各个模块之间的协作正常，数据的传输无误。
同时，还需要测试系统的性能和稳定性，确保系统运行的可靠性和效率。
制造业生产过程的优化设计
制造业生产过程的优化设计第一章概述制造业生产过程的优化设计是指对制造过程中涉及的各个环节进行系统分析和评估，从而发现和解决存在的问题，提高生产效率和质量。
本文将从生产过程中的五个方面进行优化探讨，分别是材料、设备、工具、人员和方法。
第二章材料优化设计材料是制造业生产过程中至关重要的环节，其优化设计可以直接影响产品的品质和成本。
在材料的选择方面，应优先选择质量较好、成本合理、可靠性高的原材料，同时要尽可能降低颜色和尺寸等方面的偏差，避免对后续加工和生产造成影响。
此外，在库存管理上，应根据不同的材料属性制定合理的库存期限和存放要求，以减少库存过剩和物料的浪费。
第三章设备优化设计设备的优化设计是制造业生产中提高效率和质量的关键因素之一。
首先，应选用具有自动化、智能化、高效率、可靠性较高的设备，以提高生产效率与精度。
此外，合理的设备布局和调整，也能有效的减少能耗、生产成本和人力资源的浪费。
此外，定期维修保养和专业化的维修团队是确保设备正常运转、延长设备使用寿命和保证生产稳定性的基础。
第四章工具优化设计工具是保证生产过程正常进行的必不可少的物品，对于工具的优化设计，应尽可能选用精度更高、效率更高、易于操作的工具。
在工具使用过程中，应定期检查保养，及时更换损坏的工具，将优化工具的寿命，有效降低生产成本。
第五章人员优化设计与材料、设备、工具相比，人员是制造业中的灵魂。
人员的优化设计包括招聘、培训、安排和激励。
在招聘方面，应注重能力与经验兼备的专业人才的招聘，建立人才评估机制，经常进行培训和技能提高，并通过激励机制激发工作热情和积极性。
同时，应合理优化人员的分配、调度和岗位设置，加强工作环境管理和确保人员安全生产。
第六章方法优化设计方法的优化设计涉及到生产过程中的所有操作和流程。
生产过程中，有些操作和流程不符合逻辑性效率性要求，效率低下，还存在重复手动操作等等，应通过目测流程的优化设计来解决这些问题。
分析每项操作的时间、空间和资源成本可以发现并淘汰不必要操作，减少生产成本，同时，可以采用先进的管理和控制技术，如精益生产（Lean Production）、自动化控制等，提高生产效率和质量稳定性。
仿真环境下rms设施布局分析研究
ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第６期仿真环境下ＲＭＳ设施布局分析研究李乃梁，朱立营，赵家齐，庄忠难（中国矿业大学工业工程系，徐州２２１１１６）摘要：可重构制造系统（ＲＭＳ）设施布局问题是一个重要而复杂的研究课题，对制造系统的性能有很大的影响。
首先在综合考虑系统复杂性特点的基础上，构建了相应的成本数学模型。
然后基于产品种类、生产批量和订货提前期这三个方面的市场需求特征，对ＲＭＳ布局重构策略进行分析，并构建了仿真框架和仿真流程。
最后通过案例分析，验证了该分析方法的可行性和有效性，为ＲＭＳ布局重构提供了决策依据。
关键词：可重构制造系统；设施布局；Ｐｌａｎｔ仿真；遗传算法中图分类号：ＴＨ１２２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０６—００９８—０６ＡｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆａｃｉｌｉｔｙｌａｙｏｕｔｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓＬｉＮａｉｌｉａｎｇ，ＺｈｕＬｉｙｉｎｇ，ＺｈａｏＪｉａｑｉ，ＺｈｕａｎｇＺｈｏｎｇｎａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＦａｃｉｌｉｔｙｌａｙｏｕｔｐｒｏｂｌｅｍｉｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ（ＲＭＳ）ｉｓａｖｉｔａｌｂｕｔｃｏｍｐｌｅｘｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｓｕｅ，ａｎｄｇｒｅａｔｌｙｉｍｐａｃｔｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｄｅａｌｓｗｉｔｈｌａｙｏｕｔｐｒｏｂｌｅｍｓｃｏｎｓｉｄｅｒｓａｄｅｑｕａｔｅｌｙｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄ－ｉｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｓｔｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｉｓａｌｓｏｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｗｈｅｎｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｌａｙｏｕｔｄｅｓｉｇｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ａｎｄｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｌａｙｏｕｔｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｏｒｄｅｒｌｅａｄｔｉｍｅ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｐｒｏ－ｐｏｓｅｄ．Ｇｉｖｅｎｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｓｅｘｅｃｕｔｅｄａｎｄｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒＲＭＳ－ＦＬｔｈａｔｉｔｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（ＲＭＳ）；ｆａｃｉｌｉｔｙｌａｙｏｕｔ；Ｐｌａｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ（ＧＡ）０ 引言在国际化竞争背景下，市场竞争愈演愈烈，顾客的个性化需求要求现代制造系统可以快速响应并实现资源充分利用和降低生产成本。
可重构制造系统
静态重构：系统经 过较长阶段运行后 进行重构，而在每 个运行阶段保持系 统构形不变。
动态重构：指系统 系统处于非平衡状 态，存在由扰动引 起的轻微混沌状态
2、 组织结构：允许企业以最恰当的方式组织和 管理生产经营活劢，快速和经济的向客户提供产 品和服务 3、业务过程：针对制造过程的可变性，对制造 系统业务的过程的功能性活劢及由相关活劢组成 的有机序列进行分析、分类、整理和重构，劢态 改变由系统设备布局、作业计划等确定的人员、 加工设备等的操作时序及物流路径，构造定义明 确的具有针对性的业务过程
3.4.2 RM的原理
1. 重构的概念
2. 制造系统的可重构性 3. RMS的定义与特性 4. RMS的组成与类型 5. RMS的支撑技术
2、RM的原理
系统 构形
系统构形是指系统在给定条 件下得一个确定的物理形态 或抽象概念模式
重构 的概 念
系统 重构
系统重构也称为重组或重配 置，是系统从一种构形向另 一种构形的转移。
4、产品开发 产品重构是指在设计初期由用户需求变化、材料 节约和环境保护等因素驱使而进行的涉及产品全生 命周期的重构。 产品可重构性包含三层意义：
a. 产品方案设计阶段按多种构形设计开发和管理产品 b. 产品结构详细设计阶段尽可能利用现有的零部件设计 c. 采用面向环境的设计技术，考虑产品再利用和环境保护 等因素，减少生态影响，对旧零件进行回收利用。
20
3、案例
阿里巴巴既有的组织架构仍然是釐字塔式的公司科层制。目前阿里巴巴 集团分为淘宝、一淘、天猫、聚划算、阿里国际业务、阿里小企业业务和阿 里于七大事业群，以及支付宝、阿里釐融两家独立子公司。 邵晓锋承认，淘宝和天猫的交易总额正在快速增长，但是卖家数量却到 了一个缓慢增长的阶段。固有的生态系统如果无法长出新的物种，对阿里来 说就是致命的。要想获得足够庞大的数据，阿里巴巴拥有的业务越丰富越好， “七剑”显然已不能满足需求。分拆“七剑”成为必然。 划分成25个事业部，实现了组织结构的重构使整个企业集团保持活力， 各个事业部相对独立、野蛮生长的特性突出了，在增强了灵活性的同时也提 高了事业部的竞争力，防止了资源和权利的过多集中到事业群的可能性，提 高了集团最高层的控制权。 扁平化的组织结构可以更好的整合资源、解决部门障碍问题，也同时让 公司面临巨大的风险 拭目以待！
可重构制造系统研究报告
可重构制造系统研究报告摘要：本研究报告旨在探讨可重构制造系统的概念、原理、应用和未来发展趋势。
通过对可重构制造系统的分析和研究，我们可以更好地理解其在工程领域中的作用和优势，为未来的制造工艺提供指导和启示。
1. 引言制造业是现代社会经济发展的重要支柱，而制造系统的灵活性和效率对于企业的竞争力至关重要。
可重构制造系统作为一种新型的制造模式，能够实现生产线的灵活调整和自适应能力，为制造业带来了巨大的变革和发展机遇。
2. 可重构制造系统的概念可重构制造系统是一种基于模块化和智能化技术的制造系统，其核心思想是通过灵活的组合和重新配置模块来实现生产线的快速调整和优化。
它可以根据市场需求和生产任务的变化，快速实现生产线的重新布局和设备的重新配置，从而提高生产效率和产品质量。
3. 可重构制造系统的原理可重构制造系统的实现依赖于模块化和智能化技术。
模块化技术将制造系统划分为多个独立的模块，每个模块具有特定的功能和任务。
智能化技术则通过传感器、控制器和算法等手段实现对模块的自动化控制和优化调度。
通过模块化和智能化技术的结合，可重构制造系统能够实现生产线的灵活调整和自适应能力。
4. 可重构制造系统的应用可重构制造系统在汽车制造、航空航天、电子设备等领域得到了广泛的应用。
以汽车制造为例，可重构制造系统可以根据不同的车型和配置要求，实现生产线的快速调整和设备的重新配置，从而提高生产效率和产品质量。
在航空航天领域，可重构制造系统可以实现对飞机部件的快速生产和组装，提高生产速度和灵活性。
5. 可重构制造系统的未来发展趋势随着人工智能、物联网和大数据技术的不断发展，可重构制造系统将迎来更加广阔的发展前景。
未来的可重构制造系统将更加智能化和自动化，能够实现更高水平的生产线调整和优化。
同时，可重构制造系统还将与虚拟现实、增强现实等新兴技术相结合，为制造业带来更多的创新和突破。
结论：可重构制造系统作为一种新型的制造模式，具有灵活性、效率和智能化的特点，在未来的制造业中将发挥重要作用。
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i - Κ it
[3 ～ 5]
图 1 第 i 生产周期的系统状态瞬时强度转移图
F ig. 1 In stan taneou s sta te p robab ility tran sition g rap h fo r i p roduction p eriod
L ou Hong liang Yang J iangx in L in Yafu W u Zhao tong Sheng Bohao ( 1. Z hej iang U n iv ersity 2. B eij ing M ach ine T ool R esea rch Institu te ) Abstract U nder the stocha st ic dem and, one of the key p rob lem s fo r RM S design is how to design the cap acity sca lab ility and sto rage vo lum e. B a sed on queu ing theo ry, stocha st ic m a rket dem and m odel fo r sing le p roduct fam ily and p roduct ion m odel of m anufactu ring sy stem s w ere bu ilt. T he queu ing m odel and the sta te p robab ility t ran sit ion g rap h of RM S w ere g iven. T he p robab ility ba lance equa t ion s under sta t iona ry cond it ion w ere con st ructed. Perfo rm ance m ea su re indexes of RM S and FM S w ere p resen ted. F ina lly, a ca se study illu st ra ted the develop ed m ethod is va lid. T he p erfo rm ances betw een RM S and FM S w ere com p a red, and the advan tages of RM S w ere show n. Key words R e 2configu rab le m anufactu ring sy stem , Stocha st ic dem and, Sing le p a rt fam ily
[4]
收稿日期: 2005 10 12 3 国家 “863” 高技术研究发展计划资助项目 ( 项目编号: 2001AA 412160) 楼洪梁 浙江大学机械与能源工程学院 博士生, 310027 杭州市 杨将新 浙江大学机械与能源工程学院 教授 博士生导师 林亚福 浙江大学机械与能源工程学院 硕士生 吴昭同 浙江大学机械与能源工程学院 教授 博士生导师 盛伯浩 北京机床研究所 教授级高级工程师 博士生导师, 100102 北京市
( 3)
令Θ i= Κ i Λi , 解以上方程组可得 1- Θ i P i0 = n+ 2 1- Θ i
P i (n + 1) =
n+ 1 n+ 2 Θ - Θ i i n+ 2 1- Θ i
( 4) ( 5)
稳态条件下 RM S 的订单接受率 Γi 为 Γi = 1- P i (n+ 1) =
n+ 1 1- Θ i n+ 2 1- Θ i
© 1994-2007 China Academic Jououse. All rights reserved.
126
农 业 机 械 学 报
2 0 0 7 年
力, 使企业能及时占领市场, 并延缓了制造商的资金 投入, 降低了投资风险。 为此, 在单零件族随机市场 需求环境下, 考虑RM S 的机床成本、 加工成本、 重构 成本与仓储成本, 如何设计RM S 的生产能力与仓储 容量, 使 RM S 取得的利润最大, 是制造商关心的优 化问题。 本文的研究目标是根据各阶段的市场需求预 测, 在产品参数、 机床参数等为已知的条件下, 基于 排队论方法, 以 RM S 的生产能力、 仓库容量为设计 参数, 以利润为优化目标, 对 RM S 的生产能力与仓 储 容 量 设 计 展 开 研 究, 设 计 能 取 得 最 大 利 润 的
RM S。
把服务时间看作指数分布, 这样将大大简化数学模 型[ 5, 7～ 8 ]。 为此本文假定 RM S 加工一个零件的加工 时间服从参数为Λi 的负指数分布, Λi 为RM S 加工零 件的期望生产能力 ( 单位时间内加工零件的平均数 量) 。 RM S 加工一个零件的时间分布可以表示为
F ( t) = 1- e
1 1 1 1 2
引言 可 重 构 制 造 系 统 ( re 2configu rab le m anufactu ring sy stem , 简称RM S ) 是面向市场需求 设计的既具有定制的柔性又具有高生产率的新型制 造系统。 针对不确定的市场需求, RM S 需要具有生 [1] 产能力的可缩放性与生产功能的可转换性。 Son 利 用遗传算法研究了单品种变批量条件下的 RM S 组 [2 ～ 3] 态与组态路径设计问题。 研究 A sl Fa rsh id M 等 了随机市场需求环境下系统的生产能力管理问题;
( 6)
单位时间内 RM S 生产的零件数量V i 为
n+ 1 1- Θ i
V i= Κ iΓ i= Κ i n+ 2 1- Θ i © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
( 7)
第 2 期
楼洪梁 等: 单零件族可重构制造系统的生产能力优化设计
127
第 i 生产周期RM S 用 j 组态加工一个零件的加工成 本 c ij 为组态中各工作站加工各工位操作加工成本的 和, 与 RM S 的生产能力及仓储容量无关, 仅与系统 所用的组态有关。
RM S 的机床成本C Λ ( Λ) 可以表示为系统生产能
串联组成, 为满足各工作站的生产能力, 工作站内可 以有多台并联的机床[ 1, 6 ]。 RM S 内各工作站的生产 能力一般不完全相同, 其生产能力由系统内的瓶颈 工序决定。 为完成零件族的加工, RM S 存在多种可 行的组态, 各组态具有不同的组态成本与生产能力。 由于零件族内各种零件具有相似性, 而且零件是按 泊松分布随机到达并进入RM S 加工 ( 先到先加工) , 因此RM S 加工各零件的加工时间也是随机的。 根据 排队理论, 在一定条件下, 服务时间的分布规律对排 队系统的通过能力影响不大。 所以在排队论中经常
方法的可行性, 并对给出的 RM S 与 FM S 的性能作了比较, 显示了 RM S 在随机市场需求条件下的优势。 关键词: 可重构制造系统 随机需求 单零件族 中图分类号: TH 165 文献标识码: A
O pti m a l Capac ity D es ign of Re - conf igurable M anufactur ing System for S ingle Part Fam ily
- Λi t
,
( 2)
RM S 加工一个零件的平均时间为 1 Λi。
这样, RM S 就被简化成为泊松流到达、 单服务 台单队列混合制的排队服务系统, 从而可以应用排 队论的知识结合 RM S 的生产能力的可缩放性来研 究其生产能力与仓储容量的设计。
最后用案例验证所提出方法的可行性, 为单零 件族随机需求环境下 RM S 的组态设计与仿真研究 提供理论基础。
加工, 加工规则为先到先加工。 由于交货期的影响, 当仓库中等待加工的零件数量达到最佳仓储容量 n 后, 不再接受新的订单。
112 RM S 排队模型 RM S 组态由多个加工各种工位操作的工作站
P in Κ i - P i ( n + 1) Λi = 0 P i0 + P i1 + …+ P in + P i (n + 1) = 1
Κt ( k = 0, 1, …) ( 1) k!
零件到达后, 如果RM S 空闲, 则立即进行加工, 如果
RM S 忙, 则对订单进行备料等准备后进入仓库等待
由状态瞬时强度转移图可得系统的状态平衡方
P i0 Κ i - P i1 Λi = 0 P i (j1)
程为 Κ i + P i ( j + 1) Λi = P ij ( Κ i + Λi ) ( j = 1, …, n )
2007年2月
农 业 机 械 学 报
第 38 卷 第 2 期
单零件族可重构制造系统的生产能力优化设计3
楼洪梁 杨将新 林亚福 吴昭同 盛伯浩
【摘要】 基于排队论方法, 建立了单零件族随机市场需求模型与可重构制造系统 (RM S ) 的排队模型, 给出了
RM S 的排队模型与状态瞬时强度转移图, 建立了平稳条件下系统的概率平衡方程, 得到了 RM S 与柔性制造系统 ( FM S ) 的性能指标。 为进行RM S 的组态与组态路径设计及仿真设计提供了理论依据。 最后以案例验证了所提出的
A rn tzen H
研究了随机市场需求条件下的最优生 产能力设计问题; Zhao 等[ 5 ] 研究了多零件族随机需 求环境下RM S 的组态选择、 重构策略优化与性能评 价问题。本文利用 RM S 的可缩放性, 研究随机市场 需求环境下, 面向单零件族生产的RM S 的生产能力 与仓储能力优化问题。 对于常规的制造系统来说, 其生产能力一般根 据市场预测的最大需求设计。 RM S 由于具有生产能 力的可缩放性, 当市场需求变化时, RM S 通过重构 及时调整系统的生产能力, 同时扩大系统的生产能