敏捷制造中的若干使能技术及其应用的研究

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1、东华丈学博十论文：敏捷制造中的若干使能技术及具府用的研究摘要经济全球化和全球信息化正在使制造业的竞争环境、发展模式、活动空间和运行效率等发生全面而深刻的变化。制造业的竞争、分化与重组潮流，使越来越多的企业家与工程技术人员面临严峻的新形势和新挑战。如何在复杂而不可预测的市场需求面前，实现产品的快速开发和制造?如何在动态变化的制造环境中，最经济最有效地利用好现有的制造资源?如何使制造系统在高速、高精度和集成化的制造过程中实现高效、安全和稳定的运行?本文正是在这一背景下，以信息经济下的敏捷制造为楔机，对敏捷制造若干

2、使能技术进行理论探索与应用研究。信息经济下的敏捷制造是一个复杂的系统工程，作者通过分析现代制造理念、特点和美国的敏捷制造战略计划，尤其是深入剖析了我国现代制造业的竞争特点和支持企业敏捷制造的核心竞争力，提出了敏捷制造方法论的架构和敏捷制造使能技术。敏捷制造方法论构架由使能技术层、专业技术层和实施应用层三个层次组成，使能技术层是方法论的基础和核心。作者面对TQCSE的生产经营目标，指出了实现敏捷制造拟采取的具有突出作用的三项使能技术，即：支持产品快速研发的工件柔性安装技术、支持生产有效运作的智能生产调度技术、支

3、持产品敏捷可靠加工的过程监控与工艺优化技术。在支持产品快速研发方面，作者提出和实现了基于主动寻位与状态记忆的工件柔性安装方法与技术，以缩短工艺技术准备周期，加快新产品的上市时间；创造新的工艺技术及其工艺装备，为产品设计人员提供更广阔的设计思路；最大限度地利用和重组已有资源，减少专用设备与工装的投入与浪费。其中，提出和实现的基于规则寻位箱及其元件实际姿态的主动寻位方法，从根本上避免了夹具制造误差对工件加工精度的影响，～般可使加工精度提高2级或以上；提出和实现的寻位箱系统几何转换信息建模及其信息处理方法，有效地解

4、决了工件在多次工序转换中的误差补偿问题，为主动寻位安装技术提供了精确可靠的加工信息基础；提出和实现的具有良好综合性能的填料配方及其工艺方法，可以显著地改善薄壁等小刚性工件的工况条件和加工质量。以自主知识产权技术为核心研制的柔性安装系统已投入实际应用，并解决了传统夹具难以解决的导弹翼片、人工下颚骨、自动投梭滑座等薄壁、缺乏安装基准的多工序复杂零件的精密制造问题。摘璺在支持生产有效运作方面，作者提出和实现了一种支持多目标、多约束和多扰动生产环境的生物免疫智能调度方法与系统，以优化配置和充分利用生产资源、优化生产进

5、程，为解决敏捷制造环境下的多变化、短周期、高质量、低成本等突出矛盾提供有效的求解方法和支持系统。其中，提出和建立了贴近现代制造系统实际要求的作业调度模型，部分解决了现有相当一部分调度模型无法解决的对生产批量、毛坯到达时间、急件插入、设备故障和优化目标等的限制问题。提出和建立了集生产计划和生产运行跟踪为一体的分层优化决策优化调度模型，通过降低敏捷制造系统处理问题的复杂性，更好地适应了多变的全球市场和生产经营目标。提出和实现的基于MultiAgent的作业调度过程模型，为实现分层优化决策作业的并行、快速和有效操作

6、奠定了理论基础和技术支持。提出和实现的智能调度优化策略与方法、基于知识和生物智能计算的智能调度算法具有理想的运算速度和优化精度。智能调度方法与系统已经著名调度案例库和多目标、多约束和多扰动实际调度问题的论证。在支持产品敏捷可靠加工方面，作者提出和实现了面向动念生产环境的过程监控与工艺优化方法，以在复杂多变的制造环境与过程中，实时、准确和全面地识别和评估设备状态，实现动态、关联和分铂式过程监控与故障诊断，尽可能排除时变性和变工况对监控与决策的影响，在无法完全获取状态及故障的先验样本及故障类别时进行识别分类与决策

7、。其中，提出了基于强化学习和生物智能的质量效率综合监控概念与模型，克服了传统工序质量监测模型必须依靠足够的监测样本、分析和控制参数十分有限、无法协调多目标优化等问题。建立了基于强化学习的加工系统过程监控与加工优化模型，通过基于基础数据和加工特征的强化学习，使模型不断进化与完善，不仅可以适应不断变化的动态制造过程，而且可以基于不断积累的加工数据和经验，进一步综合优化加工过程和挖掘机床潜能。提出和采用多传感器进行动态加工过程的多元变量监测，将过程统计理论与计算智能技术相结合，解决了动态变化环境下，非结构化数据的特

8、征提取与信息融合问题。提出和实现的修改后反向选择算法，使优选的状态监测种群更接近状态样本，以确定对非己更为敏感的状态监测器，从而提高了对动态制造环境状态监测的有效性。关键词：敏捷制造、使能技术、生物免疫、主动寻位、智能调度、过程监控、工艺优化东华大学博士论文：敏捷制造中的若干使能技术及其庙用的研究AbstractEconomyglobalizationandglobalinformatization