面向網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境的設(shè)備自律控制器的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促使當(dāng)今包括制造業(yè)在內(nèi)的各個行業(yè)朝著“競爭國際化”方向發(fā)展，制造企業(yè)間的合作與競爭并存，交流與限制并存。在此情形下，組織結(jié)構(gòu)相對固定、制造資源相對集中的傳統(tǒng)制造系統(tǒng)模式已與之不相適應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)化、智能化則成為新一代制造系統(tǒng)所有功能的基礎(chǔ)和特征。然而，目前關(guān)注較多的是對制造系統(tǒng)上層的制造模式及組織形式的研究，而對具有滿足制造環(huán)境的合作和互操作以及滿足制造行為的自律性控制，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下制

2、造系統(tǒng)集成要求特征的制造設(shè)備的研究則相對缺乏，這在相當(dāng)大的程度上制約了新型制造模式的實(shí)踐和應(yīng)用推廣。 為此，本文針對“面向網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境的設(shè)備自律控制器”展開了系統(tǒng)深入的研究。力爭研究開發(fā)一種新型的設(shè)備控制器，以滿足網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)對系統(tǒng)動態(tài)重組、系統(tǒng)內(nèi)異構(gòu)設(shè)備間互操作和合作等網(wǎng)絡(luò)集成的需求，為具有敏捷、柔性和智能特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)提供最基礎(chǔ)的支撐技術(shù)和設(shè)備。本文的主要創(chuàng)新性工作如下。 首先，基于對制造業(yè)發(fā)展趨勢及制造模式變革

3、必然性的分析，得知分布式網(wǎng)絡(luò)化制造模式是目前制造業(yè)最佳運(yùn)行模式之一，而面向制造環(huán)境以及面向制造行為的自律性則是作為這種制造模式中底層制造設(shè)備所必須具備的功能特征。在此基礎(chǔ)上，將Agent思想引入網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境下的制造設(shè)備控制器中，提出了設(shè)備自律控制器概念和體系結(jié)構(gòu)，并對該控制器進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)。 其次，針對制造行為自律性的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，提出了加工過程自律控制的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和實(shí)施方案。以銑削加工為例，論述了加工環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時以刀

4、具狀態(tài)監(jiān)測和加工過程中切削負(fù)荷辯識為主要對象，給出了具體的解決方案。以立式銑床加工為背景，給出了智能自適應(yīng)加工所需的實(shí)時在線參數(shù)辯識和控制策略。 與此同時，針對面向制造環(huán)境的自律性的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，提出了制造環(huán)境自律控制的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和實(shí)施方案，建立了數(shù)控設(shè)備Agent在制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)合作與互操作的機(jī)制。針對制造環(huán)境下多任務(wù)和無中央控制器的特點(diǎn)，提出了網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境下數(shù)控設(shè)備的協(xié)調(diào)機(jī)制與協(xié)調(diào)算法。 此外，從設(shè)備自律控制器的通信功能入