一种随机需求环境下制造系统重组的方法技术方案

本发明专利技术属于可重组制造系统技术领域，更具体地说，涉及一种随机需求环境下制造系统重组的方法。本发明专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种随机需求环境下制造系统重组的方法。制造系统的重组由市场需求驱动，首先由新的生产任务确定零件的特征信息，并基于实例工艺知识生成零件的工艺过程。同时，对加工过程中每道工序的加工状态及各个特征的加工信息进行详细的描述。其次，基于工艺过程状态信息，根据现有布局及各个设备的加工状态对设备进行分阶段优化布局。最后，在生产过程中，根据各制造资源的实时信息，对生产物流进行优化。对生产物流进行优化。对生产物流进行优化。

【技术实现步骤摘要】
一种随机需求环境下制造系统重组的方法


[0001]本专利技术属于可重组制造系统
，更具体地说，涉及一种随机需求环境下制造系统重组的方法。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术的日新月异，制造业正面临不可预测、快速多变和不断增强的市场竞争等一系列问题，表现在全球规模的激烈经济竞争，消费者需求的日益增加，以及加工技术变化的节奏加快，市场需求变得越来越不可预测。市场随机需求环境下对制造系统提出了越来越高的要求，既要具有一定的刚性和专用性来保证高的生产效率又要具有快速转产的柔性能力和通用性。因此，需要通过对制造系统进行快速的重组，适应企业内部和外部各种影响因素的变化。
[0003]制造系统的重组是产品及其工艺变化驱动的，工艺的改变使得对采用的制造资源有不同的要求，需要根据生产要求快速的确定制造资源并进行布局规划。在设备布局规划中，重组设备之间的关联通过生产物流系统来实现，因而有必要对生产物流进行优化。由些可见，制造系统的重组受到工艺、设备以生产物流等多方面的影响。本专利技术对随机需求环境下制造系统重组过程中的工艺规划、设备布局以及生产物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随机需求环境下制造系统重组的方法，其特征在于，包括如下步骤：1、制造系统重组的工艺规划方法(1)零件特征描述把以特征为核心的有关特征加工工序的相关信息所形成的实体，定义为工艺元，并用五元组表示为pe
ij
＝(d
i
，g
i
，b
i
，MP
ij
，MR
ij
)i＝1，2，
…
，n；j＝1，2，
…
，m式中，d
i
为特征f
i
所属方位面；g
i
为特征f
i
的形位公差；b
i
为特征f
i
与其它特征之间的关联类别；MP
ij
表示对特征f
i
进行加工所采用的加工方法；MR
ij
表示采用加工工艺MP
ij
加工特征f
i
所达到的加工精度；工艺元是零件工艺规划的基本单元，是组成工艺过程的最基本模块；零件的加工过程看作是从毛坯到成品不断变化的过程，在此加工过程中，每个特征都处于一种加工状态，因此每道工序的状态信息由多个特征工艺元来标定，将这些特征工艺元的集合称为过程特征；具体表达形式为：P
t
＝{pe
1，t
，pe
2，t
，
…
，pe
n，t
}其中，P
t
表示第t道工序的过程特征；pe
1，t
，pe
2，t
，
…
，pe
n，t
表示第t道工序所包含的1～n个特征工艺元；过程特征是以零件的特征工艺元为中心，每一阶段的工艺元映射一组加工信息；从毛坯到零件由多个过程特征所组成，每一个过程特征都包含相应的工艺元和加工信息；(2)工艺相似性判定进行工艺相似性判定首先是确定相似系数，工艺相似性计算采用自底向上的策略，先计算局部的相似性，再计算全局的相似性，逐层向上进行，最后求得零件实例总的相似性评价，每一层的求和均采用Tversky方法，即：式中，待比较二个结点共有n个属性值，w
i
为第i个属性的权重系数，F
i
为第i个属性的相似度函数；(3)工序的组合工序的组合按组合方法的不同分为基于公差的工序组合和基于并行原理的工序组合两类；(4)工艺的排序根据单特征之间出现的关联类别，给出了工序族内工艺元之间的排序优先级；2、工艺驱动的设备布局规划步骤1：根据企业生产系统中现有设备的实际生产能力以及生产任务量，计算各设备的瓶颈率mp
i
；步骤2：基于加工工艺以及当前非瓶颈设备集H2，根据工艺需求的要求判断现有的制造资源能否完成该生产任务；如果现有设备能够完成该生产任务，则通过逻辑重组将所需要的制造资源从现有的非瓶颈设备集H2中选择出来；通过逻辑重组的设备在物理位置上不相邻而且不移动，在逻辑和概念上相互关联构成临时虚拟动态实体，这种关联通过生产物流来实现；
步骤3：现有制造资源不能满足工艺要求时需要进行物理重组，通过设备的重构、替换或添加新的设备形成新的加工设备集H3来保证按时完成生产任务；步骤4：设备的替换或添加新的设备时，采用一些新型的标准化的加工设备，其具有标准的对地基、能源要求，重量较轻，调整容易，在必要时通过移动位置来满足生产的要求；步骤5：综合考虑加工设备集H3中各设备的加工精度、生产成本以及负荷状况，在满足零件加工质量的前提下，通常选择负荷和生产成本最小的设备为最终所选设备；步骤6：车间现场添加新设备时，有两种策略：
①
直接放入某空闲空间；
②
挪动其他设备以放置；步骤7：在设备布局规划阶段，通过设备的增减以及位置的调整产生新的布局，求出多个布局的重布局总成本，包括物料搬运成本、设备重置成本以及生产损失成本；步骤8：应用动态规划算法得到前几个阶段的优化布局，确定各个阶段添加或去除的设备，以及各个设备的布局位置；通过动态规划的递推方程，从初始布局开始计算，得到当前空间中的最优布局；3、可重组制造环境下的生产物流优化步骤1：基于加工工艺以及设备的布局，根据瓶颈设备集H1各设备的实时加工状态，对各瓶颈设备进行排序；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋士刚，
申请(专利权)人：浙江工业大学之江学院，
类型：发明
国别省市：