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

1、可重構(gòu)機(jī)床(Reconfigurable Machine Tools，RMT)是通過(guò)機(jī)床模塊的重構(gòu)來(lái)提供所需的生產(chǎn)能力或功能，以機(jī)床生產(chǎn)能力與功能冗余最小化為目標(biāo)的一種新型機(jī)床，能以較低的轉(zhuǎn)換成本實(shí)現(xiàn)機(jī)床功能的定制化，從而經(jīng)濟(jì)、迅速地響應(yīng)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)需求。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，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(jìn)行協(xié)同，實(shí)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(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文圍繞NA環(huán)境下RMT優(yōu)化配置問(wèn)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(guò)程。在此基礎(chǔ)上對(duì)優(yōu)化配置過(guò)程中的加工功能需求及RMT資源建模方法、配置評(píng)估、優(yōu)選等基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　對(duì)NA環(huán)境下

3、RMT優(yōu)化配置的理論基礎(chǔ)進(jìn)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(tái)的構(gòu)建方式及資源共享模式。在對(duì)其優(yōu)化配置過(guò)程中涉及到的制造資源進(jìn)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(guò)程。
　　基于加工特征的定義與分類(lèi)，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(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)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(jī)械系統(tǒng)（包括機(jī)床本體、機(jī)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(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證，為快速地向聯(lián)盟用戶(hù)提供RMT較優(yōu)的重構(gòu)方案提供

5、了支持。
　　為了實(shí)現(xiàn)NA環(huán)境下RMT優(yōu)化配置過(guò)程中的多目標(biāo)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出了基于可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)的定性、定量指標(biāo)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(biāo)值對(duì)路徑容量的影響，提出了模塊路徑容量的求解算法，

6、并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證，生成了P個(gè)較優(yōu)的模塊組合方案，實(shí)現(xiàn)了NA環(huán)境下RMT的資源預(yù)選過(guò)程。
　　RMT配置路徑優(yōu)化生成:對(duì)RMT配置路徑優(yōu)化生成問(wèn)題進(jìn)行定義，建立了其多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，基于多級(jí)優(yōu)度評(píng)價(jià)方法對(duì)該模型進(jìn)行改進(jìn)，建立了其優(yōu)化決策改進(jìn)模型——兩級(jí)RMT配置路徑優(yōu)化決策模型，提出了基于改進(jìn)的離散粒子群優(yōu)化(Modified Discrete PSO，MDPSO)算法的模型求解方法，并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證，生成了較