可重构虚拟制造系统研究
虚拟制造是以信息技术和计算机仿真技术为基础，对实际制造过程进行仿真，从而缩短新产品实际制造时间，提高企业的竞争力。
本文首先分析了可重构虚拟制造系统的特征、功能及其应用等情况，在比较不同体系结构的虚拟制造系统优缺点的基础上，结合我们的研究成果和课题背景，提出基于Web开放式模块化的可重构虚拟制造系统的体系结构，为虚拟制造设备、制造单元和制造系统的重构，系统布局和制造过程仿真奠定了基础。
研究了虚拟设备的重构问题。首先将设备可以分解成若干部件、部件分解成若干零件，进一步将零件完整模型分解为几何模型和属性仿真模型。本文用UG软件、VRML2.0文件、UGOpen开发接口以及OpenGL语句的功能获取零件的几何模型；通过定义设备中各零件的运动变换矩阵、运动自由度、运动范围和速度等参数，得到每一零件在其运动链上的运动属性仿真模型。
分析了虚拟设备模型的数据结构，为重构制造单元和系统设备的配置提供了依据。针对特定的加工任务集合以及可利用的设备资源集合，在满足交货期、制造设备加工能力和设备间运输时间等约束条件下，提出了以工件加工成本、运输成本(时间)、工件在系统内运输所产生的管理费用三者总和最小为单元重构的目标函数，并运用自适应遗传算法优化制造单元重构，并进行了实例分析。
宏观层次仿真主要归结为动态调度问题时，提出了基于序列号的混合编码与级联编码相结合的遗传编码构造方法，定义了序列海明距离并引入到自适应遗传算法中，从而实现动态调度问题的优化求解；微观层次的仿真研究了虚拟设备的系统结构，NC代码解析器的实现方法和虚拟设备加工过程的实现。开发完成虚拟加工环境原型系统，该系统目前可以提供数控设备的装配，铣削加工中心加工过程仿真，NC程序的解析等功能。开发并成功应用于实际制造企业的基于Web的远程制造系统，实现了虚拟制造系统对异地虚拟单元中设备制造过程的宏观调度。
虚拟制造;可重构虚拟制造;单元重构;布局规划;动态调度;加工过程仿真
南京理工大学
博士
控制理论与控制工程
张友良
2005
中文
TP391.73;TP391.9
126
2006-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）