網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟環(huán)境下可重構(gòu)機床優(yōu)化配置理論與方法研究.pdf

1、可重構(gòu)機床(Reconfigurable Machine Tools，RMT)是通過機床模塊的重構(gòu)來提供所需的生產(chǎn)能力或功能，以機床生產(chǎn)能力與功能冗余最小化為目標的一種新型機床，能以較低的轉(zhuǎn)換成本實現(xiàn)機床功能的定制化，從而經(jīng)濟、迅速地響應(yīng)動態(tài)多變的市場需求。為實現(xiàn)此目標，企業(yè)已經(jīng)不能局限于自身內(nèi)部的資源，而必須更有效地利用外部制造資源，綜合考慮企業(yè)間的信息交流與資源共享，與外部資源進行協(xié)同，實現(xiàn)RMT的優(yōu)化配置。因此，將RMT的研究拓展

2、到網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(Network Alliance，NA)環(huán)境中，研究該環(huán)境下RMT的優(yōu)化配置理論與方法具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。
　　本文圍繞NA環(huán)境下RMT優(yōu)化配置問題，在深入研究其特征及復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，提出了NA環(huán)境下RMT優(yōu)化配置的體系結(jié)構(gòu)、相關(guān)概念及關(guān)鍵過程。在此基礎(chǔ)上對優(yōu)化配置過程中的加工功能需求及RMT資源建模方法、配置評估、優(yōu)選等基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　對NA環(huán)境下

3、RMT優(yōu)化配置的理論基礎(chǔ)進行了研究。依據(jù)RMT的生產(chǎn)模式，提出了面向RMT優(yōu)化配置的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟平臺的構(gòu)建方式及資源共享模式。在對其優(yōu)化配置過程中涉及到的制造資源進行成本分析的基礎(chǔ)上，研究了NA環(huán)境下RMT優(yōu)化配置特征、概念及優(yōu)化配置過程。
　　基于加工特征的定義與分類，提出了富集加工特征的定義，建立了基于富集加工特征的可拓基元模型以及基于XML的描述方法。以XML文檔為輸入，基于圖論與啟發(fā)式算法相結(jié)合的加工特征族的生成算法，生成了零

4、件的加工特征族劃分方案，提出了定性與定量相結(jié)合的零件的加工任務(wù)定義方法，并進行了實例應(yīng)用驗證，為后續(xù)RMT的配置優(yōu)化建立了基礎(chǔ)。
　　分析了現(xiàn)有RMT的模塊劃分方法及模塊選擇模式。提出了基于可拓基元模型及XML的RMT機械系統(tǒng)（包括機床本體、機械模塊、模塊接口及模塊連接關(guān)系）建模與描述方法。在此基礎(chǔ)上，提出了基于線平衡的重構(gòu)策略及面向重構(gòu)的RMT快速虛擬裝配方法，并進行了實例應(yīng)用驗證，為快速地向聯(lián)盟用戶提供RMT較優(yōu)的重構(gòu)方案提供

5、了支持。
　　為了實現(xiàn)NA環(huán)境下RMT優(yōu)化配置過程中的多目標決策，提出了RMT資源預(yù)配置及配置路徑優(yōu)化生成兩階段優(yōu)化策略。
　　NA環(huán)境下RMT預(yù)配置:研究了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟環(huán)境下RMT預(yù)配置的總體方案，建立了RMT預(yù)配置評價指標體系，提出了基于可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)的定性、定量指標的統(tǒng)一的量化方法?；趯哟尉W(wǎng)絡(luò)及模塊選擇約束建立了模塊選擇模型，提出了可行的模塊組合路徑生成算法?；谀K的指標值對路徑容量的影響，提出了模塊路徑容量的求解算法，

6、并進行了實例應(yīng)用驗證，生成了P個較優(yōu)的模塊組合方案，實現(xiàn)了NA環(huán)境下RMT的資源預(yù)選過程。
　　RMT配置路徑優(yōu)化生成:對RMT配置路徑優(yōu)化生成問題進行定義，建立了其多目標優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，基于多級優(yōu)度評價方法對該模型進行改進，建立了其優(yōu)化決策改進模型——兩級RMT配置路徑優(yōu)化決策模型，提出了基于改進的離散粒子群優(yōu)化(Modified Discrete PSO，MDPSO)算法的模型求解方法，并進行了實例應(yīng)用驗證，生成了較