论文部分内容阅读
目前,随着电子、自动化、通信和网络的迅速发展以及其在制造业中的广泛应用,极大的促进了制造业市场以及生产体系的发展。相应的,制造系统也逐渐转变,多品种小批量生产成为主要生产方式,之前传统的制造资源组织方式很难满足需求,为了快速的响应动态多变的市场需求,如何按照需要实现制造企业的资源优化配置,使其能够快速有效的组织制造资源进行生产是有待研究的课题。 本文针对航天企业型号生产特点,在分析了国内外有关制造资源优化配置及组织管理方式的基础上,对航天企业型号生产管理方面的特点和实际需求进行了探索,面向型号产品的生产调度环境,从制造资源组织方式开始,以实现型号生产调度敏捷性为目的,研究了制造资源建模与重构。本文的主要研究工作如下: 深入分析了航天制造企业的型号生产特点,根据制造企业生产调度管理系统的实际需求,为了实现生产调度的敏捷性,在虚拟制造单元的基础上,构建了新型的制造资源组织方式,分析了此制造资源组织方式的优点和作用,并在此基础上,构建了基于此组织方式的制造资源建模与重构系统体系结构,将该系统划分为三大模块功能:制造资源本体建模、制造资源信息整合以及制造资源重构算法,最后探讨了基于此组织方式的生产调度系统。 研究了制造资源本体建模方法,根据制造资源信息表达的需求,将本体概念及其相关的技术引入到制造资源信息表达中,建立了基于本体技术的制造资源领域本体模型,给出了制造资源领域本体构建的详细步骤,并使用本体描述语言OWL对制造资源领域本体进行描述。为了弥补本体描述语言对于规则性知识描述能力的不足,使用规则语言SWRL对制造资源中的规则性知识进行描述,并使用推理引擎JESS进行推理和验证,从而提升了本体技术对于制造资源中规则性知识的表达能力。最后,讨论了制造资源领域本体在生产调度系统中的应用。 研究了基于本体整合技术的制造资源信息整合,针对不同的制造资源领域本体的整合问题,给出了制造资源领域本体的整合步骤和方法,定义了四种本体概念相似关系以及其合并规则。针对整合过程中的重点步骤-相似度计算,提出了一种针对制造资源领域本体的相似度计算模型,该模型使用两种相似度算法相结合的方法来解决制造资源领域本体概念相似度计算问题,在保证相似度计算结果准确的前提下,简化计算过程,提高计算效率,并通过实例验证其有效性。最后开发了基于OWL格式的,半自动化的制造资源领域本体整合工具。 研究了制造资源重构算法,分析了虚拟制造单元构建过程的优化目标以及约束条件,构建其数学模型。研究了合作型多目标优化协同进化算法,在此算法的子种群进化过程中加入灾变算子,从而防止算法陷入早熟收敛,提高了算法的性能。通过使用改进的合作型多目标优化协同进化算法解决虚拟制造单元构建问题,此算法最后生成一组非支配解,它们在各目标函数上的性能各有侧重。最后通过仿真实例验证了该算法的可行性和有效性。 根据上述的关键技术,结合某制造企业的实际情况,开发了制造资源建模与重构系统,并通过实例验证了该系统的可行性和有效性。