论文摘要：单元化制造系统的研究与应用

蜂窝制造系统 (CMS) 是一家具有竞争力的制造组织，适用于多品种和小批量生产。制造环境的快速变化对企业的反应能力、快速聚集生产力的能力和协同工作的能力提出了更高的要求。针对这一问题，本文以国家863先进制造技术项目“不平衡非定常生产系统集成规划与执行控制系统关键技术研究”为背景，开展单元化设计、运行、控制理论及实际应用。制造系统。系统研究。论文从架构研究的角度，从视角、生命周期和通用性三个维度对系统的静态数据结构、动态行为逻辑和系统仿真过程进行建模，并从需求分析、设计和实现三个阶段对模型进行解读。系统全生命周期的开发形式从通用层、局部层和特殊层表达模型的抽象程度和可重用性。采用面向对象的建模方法，为单元化制造系统建立了一个系统的、完整的、一致的、开放的单元化制造系统建模系统。它为单元化制造系统在设计和运行阶段的分析和决策提供了所需的模型，解决了系统重构时的模型复用和扩展问题。针对单元构造中优化目标单一的问题，提出了一种多目标递进优化单元化制造系统设计方法，建立了系统总体设计目标的数学模型。这种设计方法从追求制造系统的多目标综合优化出发，从五个方面着手：减少部件跨单元的移动、单元之间的负载均衡、减少车间在制品的数量、减少机床的生产准备时间，缩短零件的生产周期。优化制造系统设计。该方法使用遗传算法和结合仿真实验，分阶段迭代优化的方法，降低了每个阶段的优化难度，两个阶段通过反馈迭代联系起来，解决了多目标平衡问题。实验表明，这种分层迭代递进优化方法在单元化制造系统的设计中取得了良好的效果。讨论了基于仿真的单元化制造系统的生产计划方法和调度方法，提出了一种动态批量优化算法，该算法充分利用了单元化生产的特点，强调利用零件加工的过程相似性，以及结合推/拉策略解决了系统中的短期生产计划和辅助资源的优化调度问题。综合应用该方法制定的生产计划在减少在制品数量和缩短生产准备时间方面表现出良好的优化性能。为了验证和评价车间生产计划的稳健性，讨论了利用Web服务技术将在线仿真系统与制造执行系统相集成的方法。单元化制造系统性能评价指标及综合评价方法[J].本文从系统建模、系统设计和系统运行控制与调度等方面对单元化制造系统的关键技术进行了深入研究。其研究成果为先进制造模式和先进制造技术在复杂制造环境中的实践提供方法论支持，对企业贯彻单元化制造理念具有理论指导意义。在应用方面，本文针对某航空企业车间的具体需求，建立了面向对象的仿真系统实例，并以单元为单位对车间进行了设计和优化。在此过程中，对本文提出的单元建模和设计进行了验证。生产计划优化方法的可行性和有效性及研究成果对企业建立单元化制造体系具有实用价值。

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