基于流程模块化的虚拟制造单元构建研究

admin · 发表于 2024-2-19 11:19:43

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随着客户需求不断呈现出多样化、个性化的发展趋势，多品种小批量生产方式广泛的用于制造企业中，这种生产方式能够比较灵活的适应市场变化、较好的满足用户多样化的需求，增加企业的市场竞争力，因此已经成为一种重要的生产方式。目前我国多品种小批量生产类型的离散型制造企业普遍采取功能型设备布局方式，以此获得柔性的生产过程、较高的设备利用率和较少的设备投资。由于产品品种规格多、工艺离散程度高，这种模式下的生产组织与管理难度很大，从而带来较低的生产绩效，对加工过程的跟踪、协调和控制比较复杂，而对零部件的顺序移动方式也使在制品库存增加，产品生产周期长，对用户的要求反应速度慢，难以适应市场对离散型制造企业生产系统快速反应能力的要求。为了提高多品种小批量生产类型离散型制造企业制造系统的敏捷性，本文以流程模块化为基础构建虚拟制造单元，以实现制造系统的可重构性，并创新性地提出利用零件聚类和工艺聚类两种聚类相结合的方法对零件加工流程进行模块化分解，从而形成制造系统的流程模块库，在此基础上构建虚拟制造单元。这种聚类方法的优势在于能够通过标准模块调用的思路达到降低虚拟制造单元的控制难度的目的，从而提高虚拟制造单元的构建速度，最终提高制造系统的敏捷性；而且，本文所提出的方法还能够通过降低物流次数提高制造系统敏捷性。最后本文提出基于流程模块的虚拟单元重构过程中制造资源选择题目，本文建立了以满足工件交货期为前提，制造成本最小的资源选择与分配题目的数学模型，并建立了蚁群遗传算法。数值计算表明，与遗传算法相结合的蚁群资源优化选择算法收敛速度快，适用于规模较大的题目，并能得到近优解。

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