基于RMC的可重构制造系统设备布局优化研究
可重构制造
图1：磁流变夹具
图2：实心球夹具
图3：镙针矩阵夹具
可重构制造装备在实际中的应用
2可重构模具
在可重构模具装备领域，研究时间最长和成果最为丰硕的研究团队有 三个，他们分别是： 美国麻省理工大学的David Hardt 教授与团队；中国吉林大学李明哲教 授与团队以及英国诺丁汉大学Nabil Gindy 教授与团队。其中，麻省理 工大学和吉林大学致力于可重构板金模的研究，诺丁汉大学致力于可 重构真空成型模的研究。
可重构制造装备的必要性与优势
自18 世纪中叶工业革命以来，实作为现夹具、模 具等制造装备的单套多用一直是研究人员和企业共同 孜孜以求的目标。随着资源的日益枯竭，实施绿色制 造日益重要。可重构制造装备企业实施绿色制造的关 键技术和方法之一，越来越得到科研人员和企业的重 视。夹具和模具在用来在加工过程中夹紧和成型工件 ，对于工件的加工质量至关重要；目前工厂对于复杂 的零件的加工，基本上使用“１对１”专用夹具或模 具，这对于传统的大批量生产还不是大问题；而现代 的制造业正在向小批量、个性化和多品种发展，“１ 对１”专用夹具和模具已极其低效，也导致工具的费 用极其昂贵；由于由于可重构制造装备的柔性，可以 大量减少工具的费用，因而深受欢迎，尤其受具有高 附加值行业的欢迎．
可重构制造
主讲:吴斌 队员：余远文、朱耀祥、谢志斌 虞春杰、姚震
什么是可重构制造？
可重构制造系统是指能够通过对制造系统 结构及其组成单元进行快速重组或更新，及时 调整制造系统的功能和生产能力，以迅速响应 市场变化及其他需求的一种制造系统。其核心 技术是系统的可重构性，即利用对制造设备及 其模块或组件的重排、更替、剪裁、嵌套和革 新等手段对系统进行重新组态、更新过程、变 换功能或改变系统的输出(产品与产量)。
制造业智能制造工厂布局优化方案
制造业智能制造工厂布局优化方案第1章引言 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)第2章智能制造工厂概述 (4)2.1 智能制造工厂的定义与特点 (4)2.1.1 智能化 (4)2.1.2 网络化 (4)2.1.3 柔性化 (4)2.1.4 绿色化 (5)2.2 智能制造工厂的发展历程 (5)2.2.1 自动化生产阶段 (5)2.2.2 计算机集成制造阶段 (5)2.2.3 智能制造阶段 (5)2.3 智能制造工厂的关键技术 (5)2.3.1 传感器技术 (5)2.3.2 互联网技术 (5)2.3.3 大数据与云计算技术 (5)2.3.4 人工智能技术 (5)2.3.5 工业技术 (5)2.3.6 数字孪生技术 (6)2.3.7 智能决策与优化技术 (6)第3章工厂布局设计原则与方法 (6)3.1 工厂布局设计原则 (6)3.1.1 整体性原则 (6)3.1.2 安全性原则 (6)3.1.3 灵活性原则 (6)3.1.4 经济性原则 (6)3.1.5 可持续发展原则 (6)3.2 工厂布局设计方法 (6)3.2.1 系统布局方法 (6)3.2.2 模拟优化方法 (7)3.2.3 数学建模方法 (7)3.2.4 创新设计方法 (7)3.3 工厂布局优化目标 (7)3.3.1 提高生产效率 (7)3.3.2 降低物流成本 (7)3.3.3 提升产品质量 (7)3.3.4 保障生产安全 (7)3.3.5 提高环境效益 (7)第4章智能制造工厂布局现状分析 (7)4.1 我国智能制造工厂布局现状 (7)4.1.1 总体布局特点 (7)4.1.2 主要行业布局 (8)4.1.3 政策支持与发展趋势 (8)4.2 国外智能制造工厂布局现状 (8)4.2.1 发达国家智能制造工厂布局特点 (8)4.2.2 发展中国家智能制造工厂布局特点 (8)4.3 存在的问题与挑战 (8)4.3.1 我国智能制造工厂布局问题 (8)4.3.2 国外智能制造工厂布局挑战 (8)4.3.3 我国智能制造工厂布局挑战 (9)第5章智能制造工厂布局优化策略 (9)5.1 生产线布局优化 (9)5.1.1 生产线模块化设计 (9)5.1.2 最短路径布局 (9)5.1.3 生产单元协同布局 (9)5.1.4 柔性生产线布局 (9)5.2 物流系统布局优化 (9)5.2.1 物流路径优化 (9)5.2.2 仓储布局优化 (9)5.2.3 自动化物流设备布局 (9)5.2.4 物流信息系统布局 (10)5.3 设备布局优化 (10)5.3.1 设备分类布局 (10)5.3.2 设备空间布局 (10)5.3.3 设备协同布局 (10)5.3.4 设备智能化布局 (10)第6章数据采集与分析 (10)6.1 数据采集方法 (10)6.1.1 实时数据采集 (10)6.1.2 历史数据挖掘 (10)6.1.3 人工数据采集 (11)6.2 数据分析方法 (11)6.2.1 描述性分析 (11)6.2.2 关联分析 (11)6.2.3 预测分析 (11)6.3 数据可视化技术 (11)6.3.1 饼图、柱状图和折线图 (11)6.3.2 热力图 (11)6.3.3 三维模型 (11)第7章智能制造工厂布局优化模型构建 (11)7.1 数学模型构建 (11)7.1.1 目标函数 (12)7.1.2 约束条件 (12)7.2 优化算法选择 (12)7.3 模型求解与验证 (12)第8章智能制造工厂布局优化案例分析 (13)8.1 案例背景 (13)8.2 优化方案设计 (13)8.2.1 生产线布局优化 (13)8.2.2 物流系统优化 (13)8.2.3 车间空间布局优化 (13)8.3 优化效果评估 (13)第9章智能制造工厂布局优化实施策略 (14)9.1 优化实施步骤 (14)9.1.1 细化现状分析 (14)9.1.2 设定优化目标 (14)9.1.3 设计优化方案 (14)9.1.4 评估与决策 (14)9.1.5 实施与调整 (14)9.2 人才培养与团队建设 (14)9.2.1 制定人才培养计划 (15)9.2.2 构建多元化人才队伍 (15)9.2.3 加强内部交流与协作 (15)9.2.4 建立激励机制 (15)9.3 政策支持与产业协同 (15)9.3.1 争取政策支持 (15)9.3.2 加强产业协同 (15)9.3.3 促进产学研合作 (15)9.3.4 推进标准化建设 (15)第十章总结与展望 (15)10.1 研究成果总结 (15)10.2 存在问题与不足 (16)10.3 未来研究方向与展望 (16)第1章引言1.1 研究背景全球制造业的竞争日益激烈，企业对生产效率、成本控制以及产品质量的要求不断提高。
可重构系统的设计与优化
可重构系统的设计与优化一、可重构系统的概念可重构系统是一种具有高度灵活性和扩展性的计算机系统，在工作时能够根据具体的需要进行重构和重新配置，以满足不同的应用需求。
可重构系统具有以下几方面的优点。
1. 灵活性高：可重构系统能够根据工作需要进行重构和重新配置，从而实现复杂的运算和处理，适应不同的应用环境。
2. 可扩展性强：可重构系统支持扩展和升级，能够通过增加硬件资源和软件配置，提高系统性能和处理速度。
3. 运算效率高：可重构系统采用专用的硬件和软件结构，支持高效的运算和处理，加速数据传输和处理速度。
二、可重构系统的组成可重构系统由三个主要部分组成，包括可编程逻辑芯片（PLD）、可重构硬件系统（RHS）和可编程软件系统（PSW）。
1. 可编程逻辑芯片：PLD是可重构系统的核心部件，它能够根据需要被编程为执行特定的功能，例如逻辑运算、状态机控制、数据通路等等。
2. 可重构硬件系统：RHS是可重构系统的硬件组成部分，它由一系列可编程的逻辑单元和内部总线组成，用于实现具体的计算和处理任务。
3. 可编程软件系统：PSW是可重构系统的软件组成部分，它提供了操作系统、编译器、调试器和其他软件工具，用于配置和管理可重构系统的硬件和软件资源。
三、可重构系统的设计与优化可重构系统的设计和优化需要考虑以下几个方面。
1. 系统架构设计：可重构系统的架构设计需要根据应用需求和目标性能来选择适当的硬件和软件组件，确定硬件架构和系统结构。
2. 编程语言和系统软件：可重构系统的编程语言和系统软件需要选取适合具体应用的编程语言和工具，如Verilog、VHDL、C/C++等，确保编程效率和代码质量。
3. 优化算法和数据结构：可重构系统的优化算法和数据结构需要根据问题性质和数据特征进行优化设计，提高系统运算效率和处理速度。
4. 系统调试和测试：可重构系统的调试和测试需要进行全面、有效的测试和调试工作，包括系统级测试、模块测试和集成测试等。
基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究
基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究摘要：随着人工智能和自动化技术的不断发展，制造业正面临着生产方式的变革。
可重构制造单元（Reconfigurable Manufacturing Cell，简称RMC）作为一种新型的制造单元，具有可快速更换部件和工艺的特点，能够适应不同产品的生产需求。
本文通过对路径依赖理论的研究，探讨了基于路径依赖的可重构制造单元的构建与布局方法，并提出了相关的设计原则和策略。
1. 引言随着全球制造业的竞争日益激烈，传统的大规模生产模式已经不能满足市场对多样化和个性化产品的需求。
为了适应快速变化的市场需求，制造业需要寻找新的生产模式并引入新的制造技术。
可重构制造单元作为一种新型的制造单元，具备快速灵活的生产特性，已经成为制造业改进生产方式的重要研究领域。
2. 可重构制造单元的概念与特点可重构制造单元是一种灵活可变的制造单元，它能够通过快速更换部件和工艺来满足不同产品的生产需求。
它具有以下特点：1）模块化设计，能够方便地更换和组合不同部件；2）可编程控制，能够根据产品要求进行工艺变换；3）灵活适应，能够根据市场需求快速调整生产能力。
3. 路径依赖理论及其在制造单元布局中的应用路径依赖理论是一种描述过程中路径选择对结果产生影响的理论。
在制造单元的构建和布局中，路径依赖理论可以用来分析和解决以下问题：1）如何选择合适的工艺流程和布局方式；2）如何利用历史数据和经验知识进行决策；3）如何适应市场需求的变化。
4. 基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局方法基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局方法包括以下步骤：1）数据收集与分析，通过收集和分析历史数据和经验知识，评估不同工艺流程和布局方式的适应性；2）路径选择与优化，根据评估结果选择合适的路径和优化布局方式；3）系统改进与优化，不断改进系统性能和生产效率。
5. 设计原则和策略基于路径依赖的可重构制造单元的设计原则和策略包括以下方面：1）模块化设计，使得单元的部件可以方便地更换和组合；2）可编程控制，使得单元的工艺可以根据产品要求进行变换；3）灵活适应，使得单元可以根据市场需求调整生产能力；4）数据驱动，通过收集和分析数据来指导决策和改进。
智能制造中的可重构制造技术研究
智能制造中的可重构制造技术研究一、前言随着信息技术和自动化技术的发展，智能制造已成为当今制造业的发展趋势之一。
可重构制造技术作为智能制造技术的重要组成部分，已逐渐走入人们的视野。
本文旨在系统介绍可重构制造技术在智能制造中的应用及研究现状。
二、可重构制造技术的定义与特点可重构制造技术（Reconfigurable Manufacturing System，RMS）是指在某种程度上开发了柔性制造的自适应能力的制造系统。
其特点主要有以下几点：（1）可重构配置结构，可改变生产线组合方式和功能；（2）可重构控制策略，可灵活掌控生产过程；（3）可重构生产设备，可改变部件的加工方式和工艺。
三、可重构制造技术的分类根据可重构制造技术的应用领域和具体形式，可将其分为以下几类：（1）可重构加工中心可重构加工中心是一种无论在加工对象、加工方式、工艺等方面都可以通过给机器加动态功能来适应用户需求的机器。
其特点包括：集成化、智能化、柔性化、可重构化。
（2）可重构机床可重构机床是一种具备智能化提及精度控制、柔性部件变换和自适应控制等能力的机器。
其特点包括：工艺重新配置、精度控制、动态校准、寿命增长。
（3）可重构生产线可重构生产线是一种动态适应技术，适应的是生产线的产品、设备、流程和控制策略等重要因素。
其特点包括：柔性条件、流水线设备柔性配置、控制策略柔性化。
（4）可重构机器人及自主系统可重构机器人是一种以机器人为核心，具有从事生产任务和实现自主决策两大功能平台。
其特点包括：组合、灵感、结构、语言和控制五个方面可变性。
四、可重构制造技术的应用随着智能制造的广泛推广，可重构制造技术已经得到广泛应用，主要应用于以下领域：（1）飞机制造目前，可重构制造技术在飞机制造领域的应用已经非常成熟，主要体现在流水线柔性化、重构装配线和柔性机器人结合应用等方面。
（2）汽车制造随着汽车制造对质、量的要求不断提高，可重构制造技术的应用也越来越广泛。
机械工程中的可重构技术及应用研究
机械工程中的可重构技术及应用研究随着科技的不断进步，机械工程领域也在不断发展新的技术。
其中，可重构技术被视为一种具有巨大潜力的技术，正逐渐在机械工程领域得到广泛应用。
本文将探讨机械工程中的可重构技术及其应用研究。
一、什么是可重构技术可重构技术是指一种能够根据不同需求进行灵活调整和重组的技术。
在机械工程中，可重构技术主要包括可重构设计、可重构制造和可重构控制。
可重构设计是指通过调整设计参数、重组零部件或控制软件等方式，实现产品在不同工况下的多功能性。
可重构制造是指通过变换机械设备、调整工艺或变化生产线布局等方式，实现低成本高效率的生产。
可重构控制则是指通过改变控制系统的程序、参数或策略等方式，实现机器在不同工况下的自动化控制。
二、可重构技术在机械设计中的应用研究在机械设计领域，可重构技术的应用研究主要涉及到几个方面，包括多功能设备的设计、可重构结构的设计以及可重构控制的研究。
1. 多功能设备的设计多功能设备是指一种既能够完成多种功能又能够根据不同工况进行重组的设备。
通过可重构设计技术，设计师可以根据需求调整设备的工艺参数、结构布局和控制策略等，使其满足不同的工作要求。
例如，在机械加工领域，设计师可以采用可重构加工中心，通过改变刀具、工件夹持方式等，来实现多种加工工艺的灵活转换。
2. 可重构结构的设计可重构结构是指一种能够根据不同工况进行调整和变形的结构。
在机械设计中，可重构结构的应用可以使机械设备具有更好的适应性和多样性。
例如，在机器人设计中，设计师可以通过调整机器人的关节连接方式、活动部件的排列和替换等，使机器人具备不同工作空间和任务适应能力。
这为机器人在工业生产、医疗护理和危险救援等领域的应用提供了广阔的可能性。
3. 可重构控制的研究可重构控制是指根据不同工况和负载要求，调整控制系统的程序、参数和策略，使机器在不同工作状态下保持稳定性和高效率。
通过可重构控制技术，机械设备可以根据不同需求进行自动调整和优化。
工业机器人发展史简述
工业机器人的发展历史和未来北京联合大学自动化学院张京伟摘要：我国的工业机器人研制虽然起步晚，但是有着广大的市场潜力，有着众多的人才和资源基础。
在十一五规划纲要等国家政策的鼓励支持下，在市场经济和国际竞争愈演愈烈的未来，我们一定能够完全自主制造出自己的工业机器人，并且将工业机器人推广应用到制造与非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本，提高我国企业的生产效率和国际竞争力，从整体上提高我国社会生产的安全高效，为实现伟大祖国的复兴贡献力量。
关键字：工业机器人；日本；日本工业机器人协会；制造；十一五纲要；引言：生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。
自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。
时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并已经成为时代的主旋律。
人类充分发挥主观能动性，进一步增强对机械的利用效率，使之为我们创造出愈加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社会的和谐。
工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。
在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。
国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。
全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
一、工业机器人的现状：工业机器人在全世界的分布及发展，我们先看两幅图表UNECE估计，2004年全球至少安装了10万台新的工业机器人。
其中：欧盟31 100台(比2003年增加15％，但比2001年的记录仅增加1％)；北美16 100台(比2003年增加27％，比2000年的记录高24％)；亚洲51 400台，主要在日本，但中国市场增长迅速(比2003年增长24％)。
智能制造中可重构制造系统的设计与实现研究
智能制造中可重构制造系统的设计与实现研究随着信息技术的飞速发展和应用，智能制造广泛应用于各个领域中，成为工业化发展的重要方向。
而智能制造中的可重构制造系统的研究和设计则是其中非常重要的一方面。
可重构制造系统能够快速地适应生产工艺的变化，能够更加灵活、高效地生产产品，同时还能节省生产成本。
本文将介绍可重构制造系统的设计和实现研究的相关内容，希望能够引起大家的兴趣和关注。
一、可重构制造系统的概念可重构制造系统是指一种能够自适应变化的制造系统，具有灵活度高、可靠性强等特点。
这种系统能够智能地根据生产要求和生产环境的变化，自动地进行工艺调整和设备配置，以实现高效率的生产。
二、可重构制造系统的设计思路可重构制造系统的设计需要考虑很多因素，主要包括以下几个方面：1.生产流程的分析和优化:分析生产流程中存在的瓶颈和问题，优化生产流程，提高生产效率和品质。
2.设备选型和配置:针对生产要求和生产环境的变化，灵活地选择和配置生产设备，提高设备利用率。
3.软件算法的研发和应用:开发核心的算法和控制系统，实现对生产过程的实时监控和调整，提高生产效率和产品品质。
三、可重构制造系统的实现过程可重构制造系统的实现需要进行多方面的工作，主要包括以下几个方面：1.机械硬件的搭建：搭建基础的硬件架构，包括机械传动、控制系统和感应系统等。
2.软件算法的研发：研发基于机器视觉、神经网络和控制算法等的软件算法，实现对生产过程的实时监控和调整。
3.系统测试与优化：对系统进行全面的测试，优化系统表现，改进算法和设备配置，提高生产效果和生产品质。
四、可重构制造系统的应用前景及发展趋势随着智能制造技术的迅速发展，可重构制造系统在各个领域中得到了广泛的应用和推广。
目前，可重构制造系统主要应用于制造业智能制造领域中，未来还有很大的应用和发展空间。
其中，一些重点领域的应用具有更为广泛和深远的意义，例如汽车制造、航空制造、数控机床等。
总结：可重构制造系统是智能制造的重要构成之一，其设计和实现研究具有广泛的研究意义和应用前景。
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ｏ ｅ ｏ ｆ ｕ ａ ｌ ｎ ａ ｔ ｒ ｇ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｄ ｓ ｎ ｎ ｙ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｇ ｒｔ ｎ ａｇ ｒｔｍ ｆＲ ｆ ｅ ｎ ｉ ｒｂ ｅ ｍａ ｕ ｃｕ ｉ ｙ ｔ ｍ ｎ ｅ ｉ ｉ ｇ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｏ ｆ ｕ ａｉ ｌｏ ｉ ｒ ｇ ｆ ｎ ｇ ｉ ｏ ｈ ｏ ＭＣ ｂ ｓ ｄ Ｏ ｎ ｏ ｏ ｙ ｏ ｔ ｚ － ａ ｅ Ｎ ａ ｔｃ ｌ ｎ ｐｉ ａ ｍｉ
关键词：设备布局；蚁群优化 ；可重构帝造单元；动态重构 】
中图分 类 号 ：Ｔ １ ； Ｐ９ Ｐ８ Ｔ ３ １ 文献 标志码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ －６５ ２ １）２４ ５—４ ０ １３９ （０１ １—５００
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １０ －６ ５ ２ １ ． ２ ｏ Ｏ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ．０ ｌ３ ９ ． ０ １ ． ４ ｓ １
实现低成本 的自动化加工设 备等系统 资源 的软重构布 局优化
收稿 日期 ：２ １—５ １ ０ １０ －７；修回 日期 ：２ １ —６２ ０ １０ —０
统能迅速调整生产模 式 ， 向新 的制造任务 和市场情 况 ， 面 以快
速重排 、 重复利一定的研究成果
， 但依然没有全面、 系统的解决方案。
对制造系统设备布局的重构优化 研究 主要集 中在 Ｒ Ｓ Ｍ 以及与 此配套的可重 构制造 设备 （ ｃｎｇｒ ｌ ｍ ｃｉ ｏ ，Ｍ ） ｒ ｏｆｕ ｂ ａｈ ｅ ｏ ｓＲ Ｔ ｅ ｉ ａｅ ｎ ｔｌ 与可重构控制器等的重构布 局方面 ， 特点是 静态硬 重构 ， 而根 据我 国制造业实际水平 和 Ｒ Ｓ Ｍ 研究状 况 ， 用信 息流 的重构 利
速响应能力 。设备 布局 是制 造 系统重 构 的关键技 术 之一 ， Ｊ
对提高企业产 品的质量 、 降低 成本 、 交货期 内顺利 交货 有着 十
分重要 的影 响 ， 研究设备布局和规划对提升企业的核心竞争力
元， 实现 了基于 Ｒ Ｃ动态重构 的设备布局优化方案 。 Ｍ
１ Ｒ ＭＳ的动 态重构
第 ２ 卷 第 １ 期 ８ ２
２１ ０ １年 １ 月 ２
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍｐ ｔ ｒ ｐ ｉ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｆＣｏ ｕ ｅ ｓ ｃ
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ １ １２ ． ２ Ｄｅ ．２ １ ｃ ０ｌ
基于 Ｒ ＭＣ的可 重构 制造 系统 设 备布 局 优 化 研 究
（ Ｍ ） 态重构 算法 。以交货期 内最 小成本 为 目标 ， Ｒ Ｃ动 引入 系统复 杂 度和 系统响 应度 从 系统能 力 角度 完善 了实
现Ｒ ＭＳ重构 的约 束条件 ， 最终 完成 了可 重构制 造 系统设 备 布局 优化 。 最后 通过 布 局 实例 仿真 验 证 该 方法 的可 行性 和有 效性 。
调整制造系统 ， 在低成本 甚至无 投资 的情 况下实 现生产规 程 、 生产功能和产能的快速改变 ， 以满足成本 、 质量 和交货期 等方
基金项目：重庆 市 自然科 学基金 资助 项 目（０ ９ Ｂ ３ ２ ； ２ ０ Ｂ ３６ ） 重庆 市教委科学技 术研 究基金
资助项 目（ ０ Ａ ６ ； ８ Ｏ ） 重庆大学“ １ 工程 ” ２１ 三期创新人才培养计 划建设项 目（ －９ ０ ） Ｓ０ １ ７ 作者简介 ： 陈友玲 （ ９４ ） 女， １６ 一 ， 重庆人 ， 教授 ， 主要研 究方向为生产 管理、 生产 系统建模与仿真 ； 刘文科 （ ９ ６ ） 男， １８ 一 ， 湖南湘 乡人 ， 硕士研 究生， 主要研 究方向为生产管理、 虚拟制造 （ ｕ ｅｋ一 １ １ ２ ．ｏ ） 严键 （ ９６ ） 男， １ ｗ ｎ ｅ １０ ＠１６ ｃｒ ； ｉ ｎ １８ 一 ， 四川 阆中人 ， 硕士研 究生， 主要研究方 向为生产管理 、 先进制造．
Ｒ Ｓ 通过对制 造系统 的构 型 、 Ｍ） 设备 、 制系统等 的快速 改变 ， 控
为企业提供 了对变化莫测 的市场 中产品需求 和功能调 整 的快
方案约束条件 ， 用蚁 群算 法求解得 到在 交货期 内使成本最 小 利 的设备 和工艺路 线 ， 阶序聚 类重 构算 法得 到可重 构 制造单 用
第１ ２期
陈友 玲 ， ： 于 Ｒ Ｃ的 可重构 制造 系统设 备布局 优化 研 究 等 基 Ｍ
・ ５ １・ ４５
面对 生产 任务 的综合要求 ， 现制造 系统 的动态重 构 ， 实 从而能 够快 速适 应多品种变批量生产模式 下的市场变化需求 。
｛径 ｍ 完竺Ｐ 工 路ｒ 【 ：器票 主 的 ；为径上 ０ ｒ 工 嚣 ’… 圭 ｍ 成 的 一一 ， 机 能 件加 ： 上 不 Ｅ 路
陈友玲 ，刘文科 ，严 键
（ 重庆 大学 机械 工程 学院 ， 庆 ４０４ ） 重 ００ ３
摘 要 ：为 实现 多品种 变批量 生产制 造 系统阵 列式布局 的动 态重构 ， 出一种 新的设 备布 局优 化 方法 。建 立 了 提
可重构制造 系统 （ Ｍ ） Ｒ Ｓ 设备优 化选择数 学模 型， 设计 了基 于蚁群优 化和阶序 聚类算法的 可重构制造单元
重构 制造生产模式 的要求 。现 阶段 的制 造单元 有成组 制造单 元、 柔性 制造单元 、 敏捷 制造单元 、 能制造单元 、 拟制造单 智 虚 元 以及独立制造 岛等 ， 而可重构制造单元应该是根据 现有 制造
设备 的设 备 能力 、 备负荷 、 工工 艺相 似度 等 ， 设 加 通过 聚类分
更加合适和实用 ｊ 。基 于 以上背 景 ， 文建立 了可重构 制造 本
０ 引言
可 重 构 制 造 系 统 （ ｅｏｆ ｕａｌ ｍａｕａｔ ｎ ｙｔ ｓ ｒｃｎ ｇｒｂ ｎｆｃ ｒ ｇ ｓｓ ｍ ， ｉ ｅ ｕ ｉ ｅ
系统设备优化选择数学模型 ， 次引入 Ｒ Ｓ系统构型 复杂度 、 首 Ｍ 响应度参数指标 ， 从设 备和 系统能力 角度完 善 Ｒ ＭＳ重 构优化
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ ｑ ｉｍｅ ｔｌｙ ｕ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｏ ｃ ｎ ｇ ｒｂ ｅ ｓ ａｃ ｆｅ ｕ ｐ ｎ ａ ｏ ｔ ｔ ｏ ｍｉａｉ ｆｒ ｏ ｆ ｕ ａ ｌ ｏ ｅ ｉ
ｍａ ｕ ａ ｔｒｎ ｙ ｔｍｓｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ｆ ｃｕ ｉｇ ｓ ｓｅ ａ ｅ ｎ ＲＭＣ
用成 为亟待解 决的制造系统 瓶颈。为 了适 应不断 变化 的多样 化市场需求 ， 制造系统设备布局重构成为必然 。 可重构系统设备布局方面的研究 虽然 取得 了不 少进展 、 获
的变化而定 期或不定期地进行动态重构 ， 整个系统结构是动态 可变 的， 同生 产周 期 可能 有不 同的系 统构 型 ， 图 １所 不 如 示。产 品品种交 替变动 ， 工艺流程 日益更新 ， 交货期 、 量的不 批 断改变 ， 再加上时 常出现 的紧急生 产任务 等 ， 就要求制造 系 这
Ｃ Ｎ Ｙｏ — ｎ ＨＥ ｕｌ ｇ，Ｌ Ｕ Ｗ ｅ —ｅ，ＹＡＮ Ｊａ ｉ Ｉ ｎｋ ｉｎ
（ ｏｌ ｅｏ ｃａ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ， ｈｎ ｑ ｇＵ ｉ ｒｔ，Ｃ ｏｇｉｇ４ ０ ４ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｅ ｆＭｅ ｎｃ ｇｎｅ ｎ Ｃ ｏｇｉ ｎｖ ｓｙ ｈｎ ｑ ０ ０ ３ ｈｎ ） ｈ ａＥ ｉ ｎ ｅｉ ｎ
机器 ｍ完成工件 Ｐ操作 的效率。
２ ２ 问题模 型的建立 ．
里
…
…
加工任务发生变 化 ， 已知 加工 任 务 （ 包括加 工工 件种类 、
数量 以及交货期 ） 制造设 备集 合 （ 、 包括设 备 的种类 、 数量 、 加
图 １ 司重 构 制 造 系 统 重 构 不 意 图
工能力 、 负荷状 况 、 工效 率 、 用频 率 ） 工艺 路线 （ 品组 加 使 、 产 合、 产量 突变 度） ， 等 选择 哪些 设备 以何 种工 艺路线 完成 该加
可重构 制造 单元 （ｅｏｆｕａｌ ｍ ｎｆ ｔｉ ｅ ，Ｍ ） ｒ ｎ ｇｒ ｅ ａｕ ｃ ｒｇｃｌ Ｒ Ｃ ｃ ｉ ｂ ａｕｎ ｌ 作 为系统的基本组织单位和制造 流程 的执行单元 ， 必须满 足可
系统构 型的可变性是 可重构制 造 系统 与传统 制造系统 的
有着重大意义。大规模定制生产 、 多品种变批量生产等生产模
式的兴起 ， 新产 品生命周期越 来越短 ， 物流 运输和 系统重构 费
本质区别。传统的制 造系统建成 以后 ， 其物理构型是静态不可
变的 ， 而可重构制造系统则会 随市场 需求 、 生产订 单和任务 等
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