双资源约束的航天结构件车间生产调度方法

针对航天结构件生产调度过程中工序加工时间随操作人员能力级别而变化,关重件和关键工序特定设备和人员要求约束等问题,构建综合考虑关键设备和人员双资源约束的柔性车间作业调度数学模型,解决航天结构件生产设备资源维、人员资源维、工序信息维的描述。为实现双资源约束下的柔性调度,提出嵌套式蚁群-遗传混合算法,针对结构件加工工序设备和人员双资源选择问题,建立资源选择问题与蚁群并行搜索的映射关系,设计蚁群算法实现资源选择;为提高算法搜索性能,利用遗传算法求解当前蚂蚁资源选择下的调度问题,在避免人员资源使用冲突前提下实现设备加工工序的优化排序,使得关键设备利用率最大,总完工时间最短,并通过综合考虑蚁群和遗传算法阶段的求解目标进行蚁群算法信息素的更新,大大提高算法获得较优解的性能。最后,通过航天结构件车间实际案例进行算法测试,测试结果表明,嵌套式蚁群-遗传混合算法能有效地求解双资源约束的航天结构件车间生产调度问题,可降低资源总负荷,提高关键设备利用率,避免人员资源冲突,具有良好的综合调度性能。     

信息物联驱动下的离散车间自组织生产调度技术

随着个性化定制的需求越来越高,离散车间作为企业从事机械零部件生产活动的物理实体将首先应对这种趋势带来的挑战。个性化定制任务随机性强,订单到达时车间状态不定,调度模型难以确立,需要一种摒弃传统调度模型的自动化生产方法。为此,结合物联制造技术和完全动态调度理论,研究如何实现车间层自组织生产,在没有初始调度模型的情况下完成实时动态调度。以离散车间为研究对象,搭建面向实时制造过程的无线射频识别物联环境。并以此为基础,建立面向物理资源的智能个体,使设备本身成为具有通讯、分析、决策能力的独立智能单元。同时引入系统监管类智能个体,克服传统完全动态调度过程中系统全局性难以兼顾的缺点,完善调度性能。最后,研究成果应用于某实验室中的微型工厂,证明了方法可以进行个性化订单的自组织生产,并能有效整合生产资源。     

数控系统软 PLC 模块的研究与开发

开关量控制是数控系统控制功能的重要组成部分,采用软PLC技术实现数控系统的开关量控制符合开放式软件数控的要求,具有良好的开放性和强大的控制能力。设计了基于Windows+RTX实时操作系统的软PLC整体结构,采用模块化设计和多线程技术对软PLC运行系统进行了具体实现,并针对软PLC运行系统的可靠性和实时性给出了测试结论。     

机床误差检测系统的动态不确定度研究

介绍了测量不确定度的定义及内容,借助于灰色系统理论的特点,着重探讨了检测系统的动态不确定度的计算步骤和方法.结合自主研发的数控机床热误差实时补偿检测系统,对车削加工中心热误差进行了测试,通过获得的测试数据来进行动态不确定度分析和研究,最终得出了检测系统的动态不确定度表达式,并与其静态不确定度进行了比较.分析了产生误差原因,通过残差修正进一步提高了动态不确定度的精度.为科学地评价检测系统、提高检测系统的有效性提供了依据.     

五轴侧铣加工3D刀具半径补偿研究

为了解决五轴联动侧铣加工3D刀具半径补偿的难题,建立了三维空间刀具半径补偿模型;通过对刀具空间不同位姿的异面法矢的最佳补偿点的求取,避免了空间投影造成的误差,解决了五轴轨迹空间转角的半径补偿问题.论文提出的空间半径补偿算法已集成在五轴联动数控系统中,通过加工实验进行了验证.     

面向节能的导弹结构件混线生产作业车间多目标调度研究

针对导弹结构件混线生产过程中具有的型号多、工艺复杂、生产能耗大、交货期紧的特性,以能量消耗和完工时间为目标,建立了基于设备-能耗曲线的柔性作业车间混线生产系统的数学调度模型。提出了一种双元混合的改进遗传算法对该调度模型进行求解,具体包括:引入粒子群算法的信息共享机制,对遗传算法的交叉算子进行改进,提高算法的寻优能力;用Hill函数构建传统模拟退火的温度更新函数,替代遗传算法的变异部分,以弥补遗传算法容易陷入早熟收敛的不足。采用多指标加权灰靶决策模型从得到的一组Pareto解集中选择最满意调度方案。分别用完全柔性和部分柔性的作业实例对算法进行验证,证明了改进算法的有效性。最后,将算法用于上海航天精密机械研究所结构件生产车间的生产实例,取得了较好生产的指导效果。     

[车间调度]基于信息素的多Agent车间调度策略

针对基于合同网协议的传统多Agent方法优化目标单一、通信量大、全局性能优化效果差的缺点,提出了基于信息素的多Agent动态调度策略。该策略通过信息素实现了Agent间的间接协商,减少了通信量,实现了全局的多目标优化。此外,采用该策略同时对生产任务分配阶段和缓冲区工件选择阶段的调度进行了优化,并且考虑了独立的调整时间,更加符合实际且进一步提升了系统整体的优化效果。最后,通过实例仿真验证了上述策略的效率。     

高档数控系统中的RS485串行总线接口研究与开发

总线式高档数控系统对提升国家基础制造装备水平具有重要的战略意义,而RS485总线具有传输距离远,传输速率快,总线成本低等优点,将RS485总线运用于总线式高档数控系统弱实时性数据传输具有积极的现实应用价值.文章针对数控系统中控制面板的数据传输研究设计了RS485串行总线接口,提出了RS485总线总体构架,设计了基于PC104接口的串口通信板卡,开发了RTX实时操作系统下的串口通信板卡的读写程序,并就HEIDEHAIN控制面板RS485总线接口给出了测试分析.