可重构制造系统设备布局规划技术.研究

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1、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：际努等签字日期：卫呷年6月J6日导师签名：引姐存签字同期：弘哆年多月，多日致谢本论文的工作是在我的导师刘阶萍副教授的悉心指导下完成的，刘阶萍老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和

2、影响，她悉心指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此衷心感谢两年来刘阶萍老师对我的关心和指导。在校学习与研究期间还得到了鄂明成老师、陆一平老师、刘伟老师等老师的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，郭玉兵、曾颖明等同学对我论文中的系统界面开发研究工作给予了热情帮助，师姐马丽梅同学对我论文中的研究工作也给予了一定帮助，在此向她表达我的感激之情。在此机会要感谢我的父母，是他们用勤劳朴素的双手把我培养成材，感谢姥姥、姐姐和姐夫多年来对我的关心和爱护。他们的关心和默默无闻

3、的支持帮助我走到了今天。再次向所有关心、支持和帮助过我的人们表示衷心的感谢，祝福大家幸福、快乐!作者：陈彦飞2009年6月于红果园1绪论1．1引言制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是一个国家的经济命脉，其整体能力和发展水平标志着一个国家的经济实力、国防实力、科技水平和生活水准，也决定着一个国家，特别是发展中国家实现现代化和民族复兴的进程。我国是一个制造业大国，尚处于工业化进程中，在未来相当长一段时间，制造业仍在国民经济中占主导地位【l】。目前，世界上所有的国家，特别是经济比较发达的国家都非常重视制造技术的发展。美国一直是制造

4、业的大国，但是在20世纪60年代时，由于只重视高科技和军用技术的发展，忽视了制造技术的发展，把制造业列为夕阳产业，不予以重视，从而严重影响其在国际经济竞争中的竞争力。与此同时，日本的汽车、机床和家用电器等制造业的掘起，使同本成为能够与美国抗衡的经济强国。80年代末，美国开始重新反思，认识到那种认为信息革命的来临意味着制造业衰退的看法是不对的，于是大力推动先进制造技术的研究与应用，至1994年美国汽车产量重新超过日本【2j例。从统计数据来看，无论是发达国家还是我国，制造业都占有最重要的地位。世界上最大的100家跨国公司里，80％

5、都集中在制造领域，当今世界上最发达的三个国家一美、日、德，其中制造业也是最先进的，竞争力也是最强的。美国约1／4人口直接从事制造业，其余人口中又有约半数人所做的工作与制造业有关。日本出口的产品中，制造产品占70％以上。1998年中国的制造业排在美、日、德之后，居世界第四位。2002年我国制造业在GDP中的比重从1953年的13．07％增加到35．4％．40．2％【41。因此，无论从我国近60年的国家工业化实践，还是从第一次工业革命以来世界各国工业化进程来看，制造业是工业化和推动国家经济发展的强大支柱。随着世界经济的发展，顾客需

6、求与市场环境开始千变万化，如何让制造系统快速而经济地响应市场需求的变化，是对当今制造业的一个巨大挑战。传统的机械自动化生产线具有批量生产的效益，但面对市场的变化不能快速响应；而柔性制造系统虽然能缩短产品的试制和生产周期，但投资巨大，功能冗余，回收周期长。可重构制造系统(ReeonfigurableManufacturingSystem，简称RMS)正是在这一情况下出现的，它能够根据需求的变化，利用现有的资源，通过系统结构的快速重组或更新，经济地转换成新的制造系统，来定制地响应新需求‘5。8】。1．2可重构制造系统及其发展1．2

7、．1RMS产生背景及意义自20世纪80年代后期以来，世界制造业陷入几个方面的困境：传统大量生产的产品及其生产能力过剩，制造业从发达国家向发展中国家或地区转移；已经完成工业化的国家和地区的后遗症——高物耗、高能耗与高污染中断了发展中国家沿用传统工业化进程与方式的可能；各类高中级人才不足，而传统制造业缺乏对优秀年轻人才的吸引力；利润与投资效益下降；产市场寿命周期迅速缩趔21。现代制造业中普遍存在两类制造系统，一类是大规模专用制造系统(DMs)，另一类是柔性制造系统(FMS)。DMS是单品种大批量制造系统，它的生产率高，单件生产成本

8、低，系统没有柔性。FMS是适应于多品种中小批量生产的制造系统，具有很大的柔性，但系统投资大，生产率低，单件生产成本高，虽然投资很大、投资回报期长，但由于系统具有柔性，系统的投资分布在系统的整个生命周期内，这类系统的投资风险比DMS低。为了克服这两种制造系统的缺点，美国密西根大