基于智能對象的混流裝配線敏捷生產(chǎn)管理技術(shù)研究.pdf

1、為應對日益激烈、瞬息萬變的全球化市場競爭,企業(yè)紛紛應用敏捷制造(AgileManufacturing,AM)的理念和技術(shù)不斷強化制造過程的敏捷性,以準確、快速地響應動態(tài)多變的市場需求。因此,制造過程敏捷性成為制造企業(yè)和先進制造研究領(lǐng)域不斷追求的目標。生產(chǎn)資源(如人、設(shè)備、物料)的優(yōu)化組織與管理、以及狀態(tài)信息及時準確獲取是達成此目標的關(guān)鍵。論文針對離散制造業(yè)生產(chǎn)管理對敏捷性的需求,引入射頻識別(Radio frequency identi

2、fication,RFID)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)思想和技術(shù),旨在通過創(chuàng)新新的生產(chǎn)組織與管理模式,來突破現(xiàn)行生產(chǎn)管理發(fā)展的瓶頸。
　　 論文以離散制造業(yè)廣泛采用的混流裝配線為研究背景、混流裝配線生產(chǎn)管理為研究對象,將RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)思想引入制造車間,提出和建立了制造系統(tǒng)的智能對象,進而研究基于智能對象的敏捷生產(chǎn)管理模型；并基于此模型,圍繞敏捷生產(chǎn)管理的實時制造數(shù)據(jù)采集與處理、生產(chǎn)過程控制和物料配送優(yōu)化等關(guān)鍵核心技術(shù)問題,開展深入研究,

3、形成基于智能對象的敏捷生產(chǎn)管理系列成果。主要研究成果包括:
　　 ①研究了基于智能對象的混流裝配線敏捷生產(chǎn)管理模型。豐富的實時制造信息是實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)管理的核心,物流與信息流不同步是自動獲取實時制造信息的瓶頸。為此,本文將RFID技術(shù)應用于制造車間,賦予傳統(tǒng)的車間生產(chǎn)對象以實時信息載體,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袑崟r信息自動反饋與交互能力的智能對象,達成物流與信息流同步；通過引入物聯(lián)網(wǎng)思想,研究了基于智能對象的泛在制造信息反饋與共享體系,支持

4、豐富的實時泛在制造信息環(huán)境下的車間管理。
　　 在此基礎(chǔ)上,針對改善生產(chǎn)組織敏捷性的需求,研究一種基于智能對象的混流裝配線敏捷生產(chǎn)管理模型,建立了模型的框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)支撐體系和集成運行模式。該模型的特點表現(xiàn)為一方面通過智能對象技術(shù)支持信息系統(tǒng)、制造物理環(huán)境和人的無縫集成,另一方面通過集成接口支持聯(lián)盟企業(yè)制造車間之間、客戶與企業(yè)之間的透明化協(xié)同制造,從而提升對制造事件響應的敏捷性。
　　 ②可靠數(shù)據(jù)是實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)管理的關(guān)鍵

5、,由于無線通信特點和制造車間復雜應用環(huán)境影響,導致智能對象的RFID原始數(shù)據(jù)存在不可靠問題,因此,本文深入研究了制造環(huán)境下的RFID實時數(shù)據(jù)處理技術(shù)。首先,為便于數(shù)據(jù)處理,將RFID數(shù)據(jù)流用事件表示,建立了包含基本事件和復雜事件的RFID事件模型；其次,分析并總結(jié)了復雜制造環(huán)境下RFID應用可靠性,給出了一種RFID系統(tǒng)應用可靠性的評價指標,提出了從改進設(shè)備、部署方案優(yōu)化、數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化三個層面改善RFID應用可靠性的技術(shù)框架；在此基礎(chǔ)

6、上,從數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化層面,建立了一種改善RFID系統(tǒng)應用可靠性的分層數(shù)據(jù)處理模型,該模型通過清洗與糾正RFID原始數(shù)據(jù)流中的不可靠數(shù)據(jù),從而為后端敏捷生產(chǎn)管理應用提供可靠的實時應用數(shù)據(jù),該模型已在企業(yè)車間制造系統(tǒng)成功應用并得到驗證。
　　 ③低效的混流裝配線生產(chǎn)過程控制是敏捷生產(chǎn)管理的瓶頸,為此,以智能對象技術(shù)構(gòu)建的透明化制造車間為基礎(chǔ),研究了新的混流裝配線生產(chǎn)過程控制方法。在對混流裝配過程形式化描述的基礎(chǔ)上,面向生產(chǎn)管理,給出

7、一種基于智能對象的生產(chǎn)過程可視化方法,以實現(xiàn)管理層對生產(chǎn)過程的透明化監(jiān)控,從而提升對生產(chǎn)過程事件響應的敏捷性；此外,針對手工裝配隨意性大帶來的質(zhì)量控制問題,通過對工序級生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)字化,并結(jié)合智能對象技術(shù),提出一種面向車間裝配作業(yè)的混流裝配過程質(zhì)量控制方法,以加強裝配過程精細化控制,提升產(chǎn)品的裝配質(zhì)量。
　　 ④混流裝配線高效的物料配送是實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)管理的核心。針對現(xiàn)有物料配送方法因缺乏實時制造信息支撐,難以敏捷響應混流裝配頻繁

8、的狀態(tài)調(diào)整與作業(yè)計劃變更的問題,在應用智能對象技術(shù)實現(xiàn)物流與信息流同步的基礎(chǔ)上,研究了一種新的集成實時生產(chǎn)進程的混流裝配線敏捷物料推拉配送模型。該模型引入主動服務(wù)思想,由智能對象主動驅(qū)動物料配送中心按需供給線旁物料,解決混流裝配物料錯送、漏送、缺料和堆積等問題。此外,針對該模型對工位級配送BOM的需求,提出了以工位為中心的基于裝配工藝的物料配送BOM構(gòu)建方法。
　　 上述研究成果和所設(shè)計的一套相應的敏捷生產(chǎn)管理系統(tǒng)已成功應用于某