柔性夹具CAD系统研究

本文论述了柔性制造系统或制造单元中的柔性夹具计算机辅助设计系统的基本原理与方法。柔性夹具系统的建立是以成组技术中零件相似性理论为依据。CAD系统软件的开发是以柔性夹具系统硬件设计为基础,该系统在IBM PC微型计算机上实现。这个夹具CAD系统将用来设计在柔性制造单元内的加工中心机床上加工的33种壳体零件用的柔性夹具。夹具设计人员根据待加工零件的要求和所作的工艺分析,便能用此系统输入原始数据,系统就会提示设计人员选择和设计夹具元件、定位精度分析、计算夹紧力。此外,该系统能生成夹具元件图形,并能借助图形输入板菜单在显示屏幕上拼装夹具装配图,在屏幕上修改图形直到满意为止。装配图可由绘图机绘制输出。     

CONTROL STRUCTURE AND IMPLEMENTATION OF CELL CONTROL SYSTEM

在计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ）的递阶控制结构中，单元控制系统起着重要作用。它上端联接车间控制系统和ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系统，下端联接生产设备，直接影响到生产的柔性和效率。该系统根据生产任务和目标，完成了生产计划调度、资源分配、监控设备运行等功能。文中主要讨论了系统的控制结构、系统功能和以下主要关键技术：客户／服务体系结构在生产控制和管理中的应用，单元生产计划和调度，ＤＮＣ接口以及生产中的随机事件处理。该系统已在应用中取得良好的经济效益。     

基于IOCDGA的模糊目标柔性作业车间调度优化

具有模糊目标要求的柔性作业车间调度，是柔性作业车间调度的扩展，它能够满足生产实际中对成本、生产周期及交货期等多方面指示的要求。与多目标调度相比，它还能够处理非精确指标要求问题，并且可以满足关键零件的特殊要求。为了实现对具有模糊目标柔性作业车间调度优化，提出了一种具有个体优化群体多样性的遗传算法（IOCDGA），以加快收敛速度，避免早熟问题。该算法针对文中的编码方法，定义了群体平均差及熵，用来表示群体的多样性指标。通过多样性指标控制交叉率和变异率，该算法的进化侧重于单个或少数个体达到最优，而不是传统GA中的全部个体均为最优。计算结果表明，该算法可行，并减少了迭代次数。     

零件工艺路线决策的GA方法

将基因算法应用于ＣＡＰＰ系统中的工艺路线排序。首先，将工艺路线决策的约束工艺知识表达为四种适用度函数，用自然数字链对零件特征加工单元进行基因编码，然后，通过选种、基因重组和基因变异，对群体进行多次计算和搜索，可以寻找到合理的工艺路线，该工艺路线同时也是较优的。     

一种基于改进遗传算法的组合加工约束混流车间调度方法（英文）

具有组合加工约束的柔性作业车间调度问题是混流生产线中常见的任务排产问题。然而,传统车间调度方法均未将组合加工约束考虑进调度模型中,无法满足混线生产模式的现实情况。针对这一问题,分析了混流生产线的工艺状态模型。在此基础上,基于传统柔性作业车间调度问题,建立了具有组合加工约束的混线车间调度问题的数学模型。然后,针对组合加工约束,提出了一种改进的多段编码、交叉、变异的遗传算法。最后,将该算法应用于某航空航天研究所导弹结构件生产车间,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于改进算法的工艺规划与车间调度的双目标优化模型

针对工艺规划与车间调度的集成问题,一般考虑以加工时间、加工成本和加工质量为优化性能指标,而对能量消耗等环境影响因素考虑不足。本文建立了工艺规划与车间调度的数学模型,以完工时间和能量消耗为优化目标,通过设置权重系数来调节优化目标倾向。采用改进的混合模拟退火与遗传算法对问题进行求解,利用遗传算法的全局搜索速度快和模拟退火的突跳性强的特点,结合回火机制,有效地得到了完工时间和能量优化结果。最后,通过实例仿真表明该方法具有可行性。     

基于隐性势场法的制造单元构建技术

为了使制造企业能够根据市场需求快速调整组织制造资源,简化生产调度过程,提高生产调度质量,提出了一种基于隐性势场的制造单元构建算法。在满足约束的前提下,建立了以最小加工成本和最优单元负载均衡为目标的基于隐性势场的制造单元构建模型,给出了制造单元的构建方法,并构造了基于隐性势场的设备关联矩阵模型和任务关联矩阵模型。该算法具有模型简单、设计变量少等优点。通过具体实例,验证了该方法的有效性和可行性。     

并行集成式工艺设计系统的研究

计算机辅助工艺设计（ＣＡＰＰ）在计算机集成制造（ＣＩＭ）中起着关键的作用，并行工程既是ＣＩＭＳ从信息集成到功能集成的主要方法，又是这类复杂系统的全局优化方法。本文基于并行工程思想，研究和探讨了并行集成式工艺设计模型，它是一个实用化ＣＡＰＰ系统的新模型，不仅能利用设计信息进行初步工艺设计，而且能根据车间环境的状态，充分利用制造工艺和车间环境的柔性产生优化的工艺方案。它是采用分层工艺规划的方法来实现的。系统模型由三个层次组成，即初步规划层，决策层和详细规划层。文中最后还讨论了实现并行集成式工艺设计系统的关键技术。     

基于改进遗传算法的柔性作业车间调度

在实际的柔性作业车间调度中,不但工件需要加工时间,而且工件在各个机器之间利用AGV转移也需要占用一定的时间,因此对柔性作业车间调度中考虑AGV运输时间的研究更具有实际意义。首先,针对此问题,建立了有AGV约束的柔性作业车间调度数学模型。其次,提出一种多段式编码,可以使得一些对进化没有帮助的基因直接被淘汰掉;提出一种分阶段的自适应交叉和变异概率公式及多种群进化机制以实现快速收敛及全局优化的效果。最后,仿真实例验证了本文提出算法的有效性和可行性。     

基于神经内分泌调控机制的类生物化制造系统研究

从制造系统、生物系统、控制系统学科交叉的角度出发,借鉴生物有机系统的神经-体液调控机制及规律,提出了一种新型的类生物化制造系统体系结构,研究如何将生物有机体的神经内分泌激素调控机制借用到制造系统调度规划与管理中。首先提出了有机制造单元的概念,然后建立了基于有机制造单元的具有多主体协调与递归控制特点的类生物化制造系统协调模型。基于神经内分泌激素调节规律,建立了类生物化制造系统的多重反馈控制模型,实现车间层在干扰环境下的快速自适应调度与控制。     

云制造资源的工序级多目标调度方法研究

由于云制造资源的分散性、多样性、负载率不均衡性等特点对其调度与调度粒度有更高的要求,将云制造任务分解后的工序作为调度的最小粒度,构建一种以最短制造服务时间、最低制造服务成本以及均衡负载率为多目标的云制造资源工序级调度模型,采用以粒子群、遗传相结合的混合多目标调度算法,将遗传算法中通过双层编码的染色体作为粒子群算法的粒子,双层编码方式是指以工序加工顺序作为第一层、工序对应加工资源编号为第二层,随后通过对染色体交叉变异进行粒子更新,使整个调度过程快速收敛于全局最优解。最后电梯实例证明了该算法能在较短的时间内给出最优的调度方案,从而有效地解决云制造资源多目标调度问题。     

基于批生产的逐段式车间作业调度算法

探讨了离散作业型（Job shop）车间中的作业调度的分阶段模型，并根据离散作业调度的阶段性提出了基于作业状态空间的逐段式车间作业调度算法，通过对一个实际车间作业调度仿真比较，此算法运算速度比最短加工时间（SPT）和最少工作量剩余（LWR）算法快，其调度结果在实际作业车间具有可执行性。     

智能制造系统调度的一种随机神经网络求解法

首先提出了调度系统的概念，即智能控制系统智能调度应从整体指标出发，综合研究集零件加工智能调度和产品装配智能规划于一体的调度技术，然后，给出了智能控制系统智能调度的神经网络模型的能量函数，并讨论了一种改进的模拟退火过程来求解最优解的方法。     

基于多agent合作博弈的制造系统调度

针对有多个加工和装备设备的柔性制造系统,提出了一种调度方法.首先根据产品装配结构对问题进行分解,得到多个易于调度的简单问题,形成对应的agent.然后应用合作博弈理论,根据各agent重要性和装配约束获得agent的排序.以此顺序在机器上按照规则进行生产安排,故能够得到满足产品加工约束的近似最优调度结果.最后通过实验对算法进行了验证.     

节拍合同网协议及其在作业车间AGV调度的应用

Agent技术为制造系统建模提供有了一种有效的方法，并在制造作业车间调度中得到广泛应用。Agent在基于合同网协议的作业车间AGV调度中，存在协商频繁和投标并发操作问题。为了提高合同网协议的工作效率，本文将协议进行简化，提出了一种基于节拍的改进合同网协议。该协议通过节拍有序地处理投标，并利用阈值策略，对竞标报价做出限定。最后，通过基于多Agent的作业车间AGV调度仿真实例验证了基于节拍的改进合同网协议的效果。     

基于RHC的航班着落调度多目标优化算法

研究了基于滚动时域控制(RHC)策略的终端区进场航班动态排序问题,目的是在终端区空中交通繁忙的情况下,有效地为到达航班安排合理的着陆次序,在满足安全间隔兼顾管制员负荷的情况下,给出航班经过多目标优化的着陆时间,提高航班进场率,降低飞行延误成本。建立了基于RHC的航班动态排序模型,并利用精英保留策略的遗传算法对一个算例进行验证计算。算例仿真结果表明,进场率得到了提高,延误时间和成本明显减少,验证了方法的有效性。     

任务耗时不确定的飞机过站保障车辆调度

针对多架飞机多个保障作业的保障车辆调度,考虑作业任务耗时的不确定性,构造递阶式染色体编码结构的单亲遗传算法。该算法采用保障作业编号构成控制基因染色体、车辆编号构成参数基因染色体,分别体现过站保障作业时序约束和车辆指派规则约束,使算法对问题具有良好的适用性。设计了基于车辆可调度能力空间概念的染色体解码方法;采用基于适应值的轮盘赌选择策略控制进化方向,并引入均衡算子来提高车辆资源的使用率。通过试验验证算法的有效性。结果表明,所给算法可以提高保障车辆资源的利用效率,同时减少保障花费。     

基于Internet的远程FMS故障诊断系统研究

柔性制造系统是综合了机械、电子、管理、自动控制、计算机等先进的机电一体化制造系统。它组成的设备多、控制复杂，因而系统故障处理的难度高，能否实现快速的故障诊断和处理将影响ＦＭＳ的推广和应用。文中运用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中基于Ｗｅｂ的数据库技术探讨了如何对ＦＭＳ故障进行异地、多专家协同参数的可行性，提出了基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ报远程ＦＭＳ故障诊断系统的基本结构和功能。     

基于遗传算法的快速成型分层方向优化设计

快速成型制造技术具有高度的柔性和灵活性,应用前景广泛。快速成型分层方向的选择,对于零件的制作精度、成型时间及制作成本有着重要影响。目前常见的分层方向算法往往顾此失彼,为了尽可能同时满足这3个单目标模型的最优化,本文提出将均匀设计、正交设计与遗传算法相结合作为求解多目标优化的新方法,可用较少的计算量求得分层方向的最优解。实验结果表明,改进后的算法有效,在迭代次数和所用时间上远远优于目前常用的基本算法。