基于系统约束的重型汽车动力学建模及分析

针对传统方法建立汽车整车动力学模型中存在的过程复杂、约束难以确定等问题,以重型汽车整车为对象,应用Udwadia-Kalaba理论提出了一种基于系统约束的离散化模型,并进行了动力学分析。该模型考虑了汽车在正常行驶过程中路面对4个轮胎的真实激励情况,重点研究了整车z向的动态特性。通过MATLAB仿真得到空载和D级路面激励情况下的振动特性,并将该模型与传统方法建立的模型进行比较,验证了模型的正确性,同时分析了车身关键位置及驾驶员位置动态特性曲线。     

基于系统动力学的DBR系统缓冲控制机制研究

针对缓冲区容量设置不能根据生产需求等因素进行动态调整的问题,通过对约束理论中鼓-缓冲-绳子方法(Drum-Buffer-Rope,DBR)进行深入分析,建立了基于系统动力学的DBR模型,以及研究了动态调节系统生产时间缓冲控制机制。对该模型的系统动力学属性进行分析,论证了模型的有效性;并同没有DBR系统缓冲控制机制的生产系统进行对比,验证了该时间缓冲控制机制的优越性;对该时间缓冲控制机制的控制参数进行方差分析,揭示了需求、需求提前期和生产运行等参数对系统运行效率的影响。     

多能域过约束并联机器人系统动力学建模方法*

采用旋量键合图建立球面2-DOF过约束并联机器人机电两种能量并存系统动力学模型,该方法相对传统力学原理动力学建模方法的优点是建模过程规则化,能够得到适合于现代控制理论的空间并联机构状态方程。所建动力学模型只有36个方程,但由于被动过约束(公共约束和冗余约束)和主动过约束(冗余驱动)的存在,共有43个未知量需要求解。为此,针对被动过约束问题,分析三个分支变形引起末端相对于球心O的位移量,增加了6个变形协调补充方程;针对主动过约束问题,提出了采用输入力优化的方法,增加了1个补充方程,最终得到了该机器人完整的多能域系统动力学全解模型。通过数值算例,验证了该方法的可行性和合理性。该方法可以推广到其他包含机、电、液、气的多能域过约束并联机器人系统,为该类多能域机器人系统动力学建模分析提供了一种新的思路。     

基于系统动力学的业务性能预测和优化模型

业务性能的预测和优化是业务性能管理的重要环节,为此利用数据仓库技术和系统动力学理论搭建了业务性能的预测和优化模型并提出实施框架.在该模型下重点研究了三个关键问题:①关键绩效指标体系的构建.②关键绩效指标体系到系统动力学模型的映射机制.③系统动力学求解业务性能指标预测和优化问题的实现算法.将该实施框架运用于开发出的CIMFlow工作流管理系统中,框架的有效性得到验证.     

基于约束理论的企业信息系统研究

针对军工企业的生产经营特点以及信息化需求，对TOC与MRPII和JIT进行了分析和比较，在此基础上提出了基于约束理论的企业信息化管理系统开发方案。将约束理论应用于主计划管理的维护中，实现了一个网络环境下的智能生产管理平台。重点介绍了产品配套管理、生产计划管理、库存管理以及生产线底层控制器等功能的设计实现。     

基于改进Udwadia-Kalaba方程的双机械臂动力学建模与仿真

Udwadia-Kalaba方程为多体系统的动力学建模提供了一种新的思路。以双机械臂协同搬运物体为研究对象,针对Udwadia-Kalaba方程建模过程中存在的获取解析形式的约束关系和数值解存在误差的问题,给出了一种具有广泛意义的约束关系,并对Udwadia-Kalaba方程进行了改进。仿真结果证明了提出方法的有效性。     

两相材料约束阻尼结构的动力学建模与求解

针对两相材料约束阻尼结构的动力学建模与求解复杂的问题,基于Hamilton能量原理,采用有限元方法建立了约束阻尼板结构的动力学方程,对所建立的动力学方程进行了求解;最后以两相约束阻尼悬臂板为例,对其结构关键部位的动响应进行了计算,计算过程中引入了Krylov缩聚理论;通过对缩聚前后所得关键部位响应的比较,验证了将Krylov缩聚理论应用到约束阻尼结构动力学求解中的合理性;结果表明所采用方法可为工程结构的阻尼减振降噪提供理论依据。     

人工神经网络在企业组织再造中的应用研究

根据人工神经网络系统的非线性动力学特性提出了体现敏捷,柔性的企业学习组织思路。并结合实证研究,将组织背景与管理行为相联系构造体现人工神经网络机理的企业组织再造理论框架。     

机械系统的反馈约束特性分析

对广泛应用于操作和加工机械控制的伺服驱动系统动力学及控制综合特性进行了分析,提出了反馈约束的概念.结构在受控运动中,约束形式会发生变化,相应的约束方程也随之改变,且约束方程的形式一般为复杂的非线性方程.同时证明了这种动力学意义上的约束概念实际上是由于伺服系统中位置和速度反馈环节的调节作用形成的对结构运动约束的现象.通过分析得出了描述这种约束特性的反馈约束回线.分析表明,这种约束具有间隙型非线性特性.     

多体系统动力学方程的基于离散零空间理论的Newmark积分算法

考虑到多体系统动力学方程的数值计算方法是系统动力学分析的基础,提出一种基于离散零空间理论的Newmark积分算法。应用Newmark积分框架对多体系统动力学方程在时域上进行离散,通过离散零空间矩阵消去动力学方程中的拉格朗日乘子项,建立离散的达朗贝尔动力学方程,采用局部结点参数化进一步获得降维的达朗贝尔动力学方程。以空间双摆为算例,数值结果表明:该算法能够在实现系统降维、提高计算效率的同时,进行有效的数值分析,约束违约很小。     

基于组件的约束理论产品组合优化器的研究与实现

在定义约束理论产品组合优化器的基础上,给出了约束理论产品组合优化器的功能划分,讨论了约束理论产品组合优化器的信息模型,分析了约束理论产品组合优化器与生产管理其他子系统的集成,选取组件技术进行约束理论产品组合优化器的开发,设计了约束理论产品组合优化器的组件层次结构,讨论了约束理论产品组合优化器大粒度组件的划分及重用实现.所开发的约束理论产品组合优化器已成功地集成应用于三家国有大中型制造企业.     

基于约束理论的制造单元管理与控制研究

综述了基于约束理论的制造单元管理与控制问题。首先,从瓶颈辨识、瓶颈／非瓶颈调度、缓冲、批量、物料投放控制等方面系统阐述了国内外研究现状;然后,依据研究现状导出当前需要研究的问题;最后,针对我国国情,指出了今后应从指标体系建立、约束理论科学量化研究、系统集成方式和系统实现技术等4个方面进行重点研究,并就其中的关键问题进行了讨论。     

基于TOC的核心业务流程识别及再造

核心流程的识别与再造是业务流程再造的重点。通过对BPR（Business Process Reengineering,业务流程再造）和TOC（Theory of Constraint,约束理论）两种理论的共性和差异性的分析,发现其差异性恰好弥补了相互的不足性,从而提出一种识别核心流程的新方法。该方法将TOC理论引入业务流程改造中,首先从企业的现存问题出发,运用当前现实树识别企业的瓶颈流程,其次,通过＂注入＂改善流程的＂不良效果＂,再从新进行逻辑连接,生成未来现实树,以清晰表述企业未来发展的远景和所要达到的目标;然后,联合相关环节的员工制定和实施具体实现＂注入＂的方案。最后通过川威公司物流系统流程再造的实例验证了此方法的可行性。     

Synthesis of precision serial flexure systems using freedom and constraint topologies (FACT)

In this paper we introduce the principles necessary to synthesize the complete body of serial flexure system concepts, which satisfy desired design requirements using Freedom and Constraint Topologies (FACT). FACT utilizes a comprehensive library of geometric shapes that represent regions were constraints may be placed for synthesizing flexure systems that possess designer-specified degrees of freedom (DOFs). Prior to the theory of this paper, FACT was limited to the synthesis of parallel flexure systems only. The ability to synthesize serial flexure systems is important because serial flexure systems (i) may possess DOFs not accessible to parallel flexure systems, (ii) exhibit larger ranges of motion, and (iii) enable cancellation of parasitic errors. Geometric shapes that represent motions only accessible to serial flexure systems have been derived and added to the existing body of FACT shapes initially intended for parallel flexure synthesis only. Systematic rules and guidelines have been created that help designers use these shapes to generate every parallel and serial flexure concept that satisfies the desired functional requirements. We demonstrate how to use these shapes to utilize or avoid underconstraint in serial flexure synthesis. A serial flexure system is designed that interfaces the lead screw of a lathe to the carriage that it drives as a case study to demonstrate the theory of this paper.     

Operation and control of flow manufacturing based on constraints management for high-mix/low-volume production

The existing technology of flow manufacturing, which is mainly appropriate for high volume and repetitive production, is proven difficult to be applied in high-mix/low-volume environments. To adapt lean production into the latter, a new type of flow manufacturing is proposed based on flow path management technology. This paper first describes the general operation framework of the proposed new mode. The main idea is the dynamic formation of adaptable virtual production lines (called flow paths) corresponding to different product families. The application of different theories of constraints/drum-buffer-rope (TOC/DBR) control policies depends on the differences in scope of variety and scale of demand for these product families. The overall architecture of the proposed mechanism of constraint management-based operation and control is introduced. For the implementation, a mathematical programming method is suggested for the dynamic planning of flow paths, and a TOC/DBR ‘path-specific’ mechanism with group scheduling is used for the control over each flow path. We also study other critical issues including the identification and management of resource bottlenecks, and the setting of the buffer size in the deployment of the TOC/DBR mechanism.     

基于约束Agent的面向服务性能的服务复合方案

现有的Web服务复合一般都采用静态绑定的方法,无法实现服务的动态绑定和整个服务流程的动态性能优化。为此,提出了一种基于约束Agent进行面向性能优化的动态服务复合方案;引入了约束以表达服务复合中的性能要求;设计了一种基于约束的信念一希望一意图智能主体;实现了基于约束的协商算法以实现服务的优化选择;介绍了一个实例和系统实现。     

Operation and control of flow manufacturing based on constraints management for high-mix/low-volume production

The existing technology of flow manufacturing, which is mainly appropriate for high volume and repetitive production, is proven difficult to be applied in high-mix/low-volume environments. To adapt lean production into the latter, a new type of flow manufacturing is proposed based on flow path management technology. This paper first describes the general operation framework of the proposed new mode. The main idea is the dynamic formation of adaptable virtual production lines (called flow paths) corresponding to different product families. The application of different theories of constraints/drum-buffer-rope (TOC/DBR) control policies depends on the differences in scope of variety and scale of demand for these product families. The overall architecture of the proposed mechanism of constraint management-based operation and control is introduced. For the implementation, a mathematical programming method is suggested for the dynamic planning of flow paths, and a TOC/DBR ‘path-specific’ mechanism with group scheduling is used for the control over each flow path.We also study other critical issues including the identification and management of resource bottlenecks, and the setting of the buffer size in the deployment of the TOC/DBR mechanism.     

约束理论

约束理论（ＴｈｅｏｒｙｏｆＣｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ，ＴＯＣ）是以色列物理学家、企业管理顾问戈德拉特博士（Ｄｒ．ＥｌｉｙａｈｕＭ．Ｇｏｌｄｒａｔ）在他开创的优化生产技术（ＯｐｔｉｍｉｚｅｄＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＯＰＴ）基础上发展起来的管理哲理。该理论提出了在制造业经营生产活动中定义和消除制约因素的一些规范化方法，以支持连续改进（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ）。ＴＯＣ也是对ＭＲＰⅡ和ＪＩＴ在观念和方法上的发展。     

面向业务流程重组的生产管理系统快速重构技术研究

应用 BPR理论分析企业业务流程 ,提出生产管理系统重构是提高制造敏捷性的关键 ,建立了企业活动单元信息模型 ,阐述了采用组件技术实现企业生产管理系统快速重构的原理和方法 ,为实现敏捷制造和企业管理系统自动化创造了条件