可重构制造系统及关键技术分析(图)

字号显示:   2008-04-22 10:12:00  来源:万方数据

  第三,为了减少生态影响,产品重构应考虑环境因素,通过对产品零件进行再利用和再加工,以实现产品重构。以前,产品的设计和生产主要考虑满足功能上的需求,很少考虑环境方面的影响。在大规模消费模式下,大多数环境污染和气候反常都是由制造企业造成的,因此,人们不得不投入大量精力处理环境问题。然而,这些只是被动地解决环境问题。可重构制造系统通过在产品生命周期的开始阶段就加强产品的可重构性,主动地解决这些问题。将可重构产品的零件和组件重构为其他产品中的一部分,或进行再加工。产品的可重构性要求工程师在设计产品时,除了考虑功能要求外,还要考虑产品的可再循环性(recyclability)。显然,现有的方法技术和工具无法帮助工程师提高产品的可重构性。因此,我们需要发展新的方法技术来帮助工程师通过评估设计参数、材料和可制造性,识别产品的可重用能力、可回收利用性和对环境的影响,最终提高产品的可重构性。

  4.车间加工系统的可重构性

  车间制造系统的重构性主要涉及物料加工处理设备(系统)的动态变化能力。首先,设施和设备应具有根据任务要求改变其功能和结构的能力。未来机床、工装夹具和机器人应能通过改变自身结构,灵活地完成多种任务;第二,加工系统应具有灵活性,能够在不产生较大扰动的情况下允许添加和减少设备,使系统布局具有动态重构能力,满足不同产品生产需要;第三,车间控制系统的控制结构(关系)应该具有可重构性,提高系统决策、反应和容错能力。

  5.可重构信息平台

  信息技术是推动和塑造现代制造业的一个最重要的技术驱动因素,在某种意义上,制造系统即为信息处理系统。如果信息平台是僵化的结构,制造系统的可重构性是不能实现的。企业内和企业间组织重构,要求相关的单元间有足够通讯交流和信息共享,产品设计阶段需要大量的信息交换和处理,过程与产品的可重构性都需要柔性信息集成框架的支持,僵化结构和固定流程的软件系统在制造过程重构之后需要进行大量的修改。因此,应用软件包应当具有柔性,以便适应业务过程的变化。

  支持信息平台的可重构能力对制造系统的成功重构是非常关键的。在可重构的制造系统中,计算机网络需要具有很高的可扩展性和可延伸性。最重要的是,网络节点应当透明,这样,可无须考虑其物理联结,就能很容易地进行重组。目前,通常由集成框架把应用层与硬件平台分开,这种中间层可以对信息和知识进行有效地管理,方便了组织单元间的交互和通讯。信息集成框架的可重构能力允许应用模块方便地在信息系统内“插入和拔出”。软件系统应当用模块化的设计方法(如面向对象的方法)支持组件重构,其运行应与动态模型相联系,系统的重构可通过改变动态模型来实现。

  二、可重构制造的关键技术

  可重构制造系统实现的关键技术主要集中在以下几个方面。

  1.全生命周期建模与评价

  在系统设计阶段,对于加工同一个零件族的产品,往往可以有多个系统结构可供选择。RMS(可重构制造系统)提供的是动态的系统配置,并行和串行以及混合的配置各具优特点,需要采用科学的方法为零件族设计制造系统并优化配置。对于具体系统设计方案,要采用全生命周期的理论,考虑产品的质量、生产成本、可靠性等多因素,对制造系统配置的结果进行评估。评价的重点,一是对产品实现包含的主要过程进行选定;二是对评价权重进行分配选择。

  2.模块化设计方法

  模块设计方法包括模块化的可重构软件硬件设计两个方面。对于模块化的可重构软件设计,应采用面向对象的编程技术,用模块化设计方法并应用软构件的思想支持软件重构,允许应用模块能方便地在信息系统内插入和拔出。设计可重构软件时应按照CORBA规范和COMDCOM标准,对系统中各种信息进行分布式处理:采用科学的软件系统设计方法和软件系统集成封装方法。对于设备的模块化硬件设计,主要包括可重构设计理论、功能模块的合理划分和模块之间机械界面的通用化和标准化设计等。新的可重构设计理论主要包括对可重构机器的拓扑综合,优化机器的运动链与结构,分析机器磨损、结构振动与刚性等问题,这些理论能够分析由不同模块所构成的加工机器的系统指标,如加工精度与可靠性等。

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