可重构制造系统的工件族构建及工艺路线决策方法研究

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随着经济和社会的发展,顾客需求和市场环境瞬息万变,可重构制造的生产模式应时而生。可重构制造系统(Reconfigurable Manufacturing System,RMS)不但拥有刚性制造系统低成本、高效率的特性,还身兼柔性制造系统快速响应市场变化的能力。RMS的加工功能和生产能力的定制是以满足工件族的生产要求为基础的,且每个工件族对应一条特定的工艺路线,所以工件族的划分方法和工艺路线的生成对RMS的搭建具有重要的意义。本文针对RMS的工件族构建及工艺路线决策方法进行了以下研究:首先为了获得划分工件族的相似性依据,根据空闲机床、工件绕路、工艺时间和工件需求量等相似性指标的问题分析,结合最长公共子序列和最短混合序列的工艺路线模型,构建了用于划分工件族的相似性指标的数学模型,并形成各相似性指标的相似系数矩阵。根据各相似性指标数学模型的计算结果,提出基于相似系数的工件族构建方法。利用增加反馈匿名函询环节的改进型层次分析法对四个相似性指标的相似系数赋权,获得综合相似系数矩阵,通过层次聚类算法的应用对综合相似系数进行拟合,得到最终的工件族划分结果。为了解决针对工件族生成最优工艺路线效率低下的问题,提出了基于模拟退火算法的工件族的工艺路线决策方法。通过分析工件族的复合工艺路线决策的影响因素,结合模拟退火算法的原理和特点,针对复合工艺路线的决策目标,设计问题解的表达方式和目标函数的数学模型,选定算法的参数设置和新解的产生方式,给出了算法的计算流程。通过对15个典型零件构建工件族和生成复合工艺路线的具体实例,验证本文提出的工件族构建方法的有效性,并使用实例中工件族的划分结果通过MATLAB编程实现基于模拟退火算法的工件族的工艺路线决策方法,验证了该方法的可行性和正确性。本文所提出的RMS的工件族构建及其工艺路线决策的方法为可重构制造生产线的搭建提供了依据。
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