基于事例的多工位机床重构方法研究

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可重构制造系统(Reconfigurable Manufacturing System,RMS)是快速响应市场需求变化的新一代敏捷制造系统,是当前机械制造领域的重要研究方向之一。论文结合浙江省自然科学基金资助项目——“多工位数控加工与检测设备可重构设计理论与技术研究”(编号:502056),以多工位加工机床为对象,运用基于事例推理(Case-based Reasoning,CBR)技术,研究可重构制造系统的设计方法,建立基于事例的多工位机床的重构设计过程模型,并对事例的表示、检索与改写等关键技术进行研究,为多工位机床的设计与重构提供方法上的指导。 第一章对可重构制造系统的国内外研究现状进行了分析。RMS是1996年提出的快速响应市场需求变化的敏捷制造系统,国内外对RMS的研究主要分为系统级可重构和可重构机床两大方面,美国密歇根大学工程研究中心在RMS研究中处于领先地位。 第二章讨论了多工位机床的组成和设计过程。多工位机床的设计过程包括加工工艺规划、总体布局设计、机床选择与设计、传送系统设计、控制系统设计等,在设计过程中设计人员往往借鉴以前的经验来进行新机床的设计,与基于事例推理的思想是一致的,提出了基于事例的多工位机床重构设计方法。 第三章建立了基于事例的多工位机床重构过程模型。该模型包括零件特征与工艺相似比较、总体布局重构、机床单元选择、物料传送设备重构、控制系统重构等环节,基于事例的各环节重构又可以分为事例检索、事例改写、事例学习等内容。 第四章研究了多工位机床事例的表示。多工位机床事例包括零件及工艺、多工位机床配置方案、重构方案三部分,并按层次结构与平面结构相结合的方式进行组织。零件采用基于模糊特征的表示方法,多工位机床配置方案采用框架的表示,重构方案采用基于规则的表示方法,并给出了的实例。 第五章研究了多工位机床事例的检索与重用方法。在现有相似度计算方法的基础上,提出了与事例表示相适应的模糊特征相似度改进算法,并给出了事例间差异获取的方法,为事例的比较分析提供指导。 第六章研究了多工位机床方案事例改写的方法。建立以解决事例间差异为目标、以重构方案为指导、基于事例的多工位机床方案事例改写的过程模型;提出了应用层次分析法(Analytical Hierarchy Process,AHP)的多工位机床事例改写方法,建立了机床单元选择的层次分析模型。 第七章对全文的工作进行了总结,并对进一步研究做了展望。
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