一种可重构制造系统部分重构方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可重构制造系统部分重构方法，包括如下步骤：针对工件族的每种工件构建可重构制造系统RMS；针对工件i，将工件i的工艺路线分为Pi1部分和Pi2部分；计算工件i的收益Bi；计算当Bi＝0时，对应的Oisp的值

【技术实现步骤摘要】
一种可重构制造系统部分重构方法
本专利技术涉及先进制造
，具体涉及一种可重构制造系统部分重构方法。
技术介绍
可重构制造系统RMS(ReconfigurableManufacturingSystem)是结合了柔性制造系统FMS(Flexiblemanufacturingsystem)和刚性制造系统DMS(Dedicatedmanufacturingsystem)优点的新一代制造系统，具有低成本、快响应的特点，能够应对多变的制造环境，成为了制造领域的研究热点。RMS旨在通过重构来为新的需求在准确的时间提供精确的加工功能和加工能力。RMS的实施包括系统设计、系统构建、生产、重构等，而重构是实现RMS优势的关键环节。RMS在设计之初就确定了具备重构能力的基础结构，许多研究人员对重构技术进行了研究。Li等人通过基于网络重写系统的方法来模拟RMS的重构，旨在提出一种快速重构Petri网(PN)模型的方法。Youssef和ElMaraghy引入了重构平滑度(RS)的概念，并提出了评估重构平滑度的评估指标。Bruccoleri等人研究了重构期间处理异常和性能下降问题。Garbie等人基于层次分析法(AHP)提出了重构层次(系统层和机床层)的确定方法。Huang等人(2017)提出了一种基于动态复杂度的重构时机确定方法。目前对于RMS重构技术研究存在着如下问题：(1)根据传统RMS的重构原则，重构过程中，整个制造系统停产，制造系统根据新的需求快速重构，提供精确的加工功能和加工能力来满足新需求。但是，整个系统停产会造成生产中断，产生产能损失。(2)RMS的重构目标是提供精确的加工功能和加工产能，导致即使是在两种十分相似的工件的构形之间进行重构，也可能导致复杂的重构过程，从而增加重构时间和重构成本。(3)现有的RMS重构研究中没有涉及到库存问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可重构制造系统部分重构方法，能够实现可重构制造系统RMS的部分重构，从而减少重构期间的产能损失，提高RMS的实用性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤：步骤一、针对工件族的每种工件构建可重构制造系统RMS，工件族包括n种工件1～n。针对工件i，将工件i的工艺路线分为前后两部分，其中前半部分记为Pi1部分，后半部分记为Pi2部分，工件i在Pi1部分结束后形成半成品，在Pi2部分结束后形成成品，并在Pi1部分和Pi2部分之间增加半成品的存储仓库。计算工件i的收益Bi。其中Vi是工件i的半成品价值；Chi是在Pi2部分重构时间内工件i的半成品的总库存成本；是工件i的库存成本减少量；Pi是从售价角度分析的工件i的收益。计算当Bi＝0时，对应的在Pi1部分生产的工序数量为其中将工件i的工艺路线分成Pi1部分，Pi2部分，第道工序为分界点，即为工件i的重构点。则工件1～n的重构点分别为步骤二、计算D-RMS的总体收益在B>0的情况下，从中选择一个重构点作为D-RMS的重构点利用D-RMS的重构点将工件i的工艺路线分成P’i1部分，P’i2部分，并在P’i1部分和P’i2部分之间增加半成品的存储仓库。步骤三、工件族内所有工件的P’i1部分构成第一工序组，合并相同工序构建D-RMS的第一子系统，第一子系统用于实现第一工序组的所有功能。工件族内所有工件的P’i2部分构成第二工序组，合并相同工序构建D-RMS的第二子系统，第二子系统用于实现第二工序组的所有功能。其中第一子系统、第二子系统以及半成品的存储仓库组成延迟制造系统D-RMS；利用延迟制造系统D-RMS对工件族中工件进行制造。进一步地，工件i的半成品价值Vi为：其中是工件i的半成品每个单位时间的产量；tri是工件i的Pi1部分的重构时间；ri是工件i的原材料价值；是工件i在Pi1部分生产的工序数量，i的总工序数量-1；vij是工件i在第j道工序的边际价值；j为工序数。进一步地，在Pi2部分重构时间内工件i的半成品的总库存成本Chi为：其中thi是Pi2部分重构完成后等待Pi2部分开始成品加工的时间，等于0时说明Pi2部分重构结束后立即开始生产工件i的成品；tfi是从工件i的半成品到成品所需的加工时间；是工件i的成品的每单位时间产量；是工件i的半成品每单位库存的每单位时间存储成本。进一步地，工件i的库存成本减少量为：其中是工件i成品的存储成本；是工件i在没有半成品的情况下的每单位时间产能；是工件i在没有半成品的情况下的总加工时间；tfi是从工件i的半成品到成品所需的加工时间。进一步地，从售价角度分析的工件i的收益Pi为：其中pDi是利用D-RMS生产的工件i的售价；poi是利用RMS生产的工件i的售价；是工件i成品的每单位时间产量；tfi是从工件i的半成品到成品所需的加工时间。进一步地，利用延迟制造系统D-RMS对工件族中工件进行制造时，当工件族内工件需求的加工功能和产能发生变化时，第一子系统保持半成品的生产，并将半成品存储在相应的仓库中，第二子系统重构实现变化后的工件需求的加工功能和产能。当第一子系统无法满足产能需求时，第一子系统利用D-RMS产能伸缩原则进行重构以满足产能需求，此时第二子系统利用仓库中的半成品进行成品的生产；其中D-RMS产能伸缩原则与RMS产能伸缩原则相同。有益效果：本专利技术提供的可重构制造系统部分重构方法的技术方案，从基于具有延迟产品差异特点的工件族构建的RMS出发，提出新的系统结构即延迟制造系统D-RMS，通过成本效益分析界定部分重构的重构点，基于D-RMS基本结构，在重构过程中，可以维持部分的生产活动，即实现部分重构，从而减少重构期间的产能损失，提高RMS的实用性。本专利技术所构建的D-RMS中的第一子系统具有一定程度的功能冗余，可以保证在重构过程中，保持生产活动，降低了重构停产带来的产能损失。第一子系统生产的半成品存储在仓库中，在第一子系统需要进行产能伸缩时，第二子系统持续有半成品输入，从而保证子第二子系统的生产活动，降低产能伸缩停产带来的产能损失。基于子第一子系统的半成品，第二子系统生产成品的时间大大缩短，从而有足够的时间进行重构活动，并增强了准时交货的能力。附图说明图1为本专利技术提供的一种可重构制造系统部分重构方法的流程图；图2为利用本专利技术提供的一种种可重构制造系统部分重构方法获得的D-RMS的基本结构构建的制造系统结构图。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术通过对可重构制造系统RMS进行重构过程分析，发现在RMS的重构过程中，在满足一定条件下，可以实现构形前端维持半成品的生产活动，构形后端执行重构活动来满足新需求。但是传统RMS的基本结构中，所有的结构都是一个连续的整体，没有办法实现上述的诉求。本专利技术提供了一种可重构制造系统部分重构方法，流程如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤一、针对工件族的每种工件构建可重构制造系统RMS，工件族包括n种工件1～n；针对工件i，将工件i的工艺路线分为前后两部分，其中前半部分记为Pi1部分，后半部分记为Pi2部分，工件i在Pi1部分结束后形成半成品，在Pi2部分结束后形成成品，并在Pi1部分和Pi2部分之间增加半成品的存储仓库。计算工件i的收益Bi；其中Vi是工件i的半成品价值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构制造系统部分重构方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、针对工件族的每种工件构建可重构制造系统RMS，所述工件族包括n种工件1～n；针对工件i，i取1～n中任意整数值；将工件i的工艺路线分为前后两部分，其中前半部分记为Pi1部分，后半部分记为Pi2部分，工件i在Pi1部分结束后形成半成品，在Pi2部分结束后形成成品，并在Pi1部分和Pi2部分之间增加半成品的存储仓库；计算工件i的收益Bi；

【技术特征摘要】
1.一种可重构制造系统部分重构方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、针对工件族的每种工件构建可重构制造系统RMS，所述工件族包括n种工件1～n；针对工件i，i取1～n中任意整数值；将工件i的工艺路线分为前后两部分，其中前半部分记为Pi1部分，后半部分记为Pi2部分，工件i在Pi1部分结束后形成半成品，在Pi2部分结束后形成成品，并在Pi1部分和Pi2部分之间增加半成品的存储仓库；计算工件i的收益Bi；其中Vi是工件i的半成品价值；Chi是在Pi2部分重构时间内工件i的半成品的总库存成本；是工件i的库存成本减少量；Pi是从售价角度分析的工件i的收益；计算当Bi＝0时，对应的在Pi1部分生产的工序数量为其中将工件i的工艺路线分成Pi1部分，Pi2部分，第道工序为分界点，即为工件i的重构点；则工件1～n的重构点分别为步骤二、计算D-RMS的总体收益在B>0的情况下，从中选择一个重构点作为D-RMS的重构点利用所述D-RMS的重构点将工件i的工艺路线分成P’i1部分，P’i2部分，并在P’i1部分和P’i2部分之间增加半成品的存储仓库；步骤三、工件族内所有工件的P’i1部分构成第一工序组，合并相同工序构建D-RMS的第一子系统，所述第一子系统用于实现第一工序组的所有功能；工件族内所有工件的P’i2部分构成第二工序组，合并相同工序构建D-RMS的第二子系统，所述第二子系统用于实现第二工序组的所有功能；其中第一子系统、第二子系统以及所述半成品的存储仓库组成延迟制造系统D-RMS；利用延迟制造系统D-RMS对工件族中工件进行制造。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件i的半成品价值Vi为：其中是工件i的半成品每个单位时间的产量；tri是工件i...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄思翰，王国新，阎艳，曾梦梦，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11