紧耦合扩散制造组织构建方法及其应用研究

摘要

武器装备的快速扩散制造是面向武器装备快速响应制造的网络化制造模式，与其它网络化制造模式相比，其主要特色是设定了“全过程可控”的扩散制造过程管理目标。本文将“耦合性”的概念引入扩散制造领域，以提高扩散制造过程中各个扩散制造节点间的协调、协同能力，保障扩散制造过程的快速响应性和稳定性为目标，研究了紧耦合扩散制造组织构建概念、方法、技术及应用。论文主要研究内容包括：
　　 (1)对紧耦合扩散制造组织进行了研究。定义了紧耦合扩散制造组织的相关概念，系统分析了扩散制造组织中耦合特性的内涵、意义、特征以及影响因素；在此基础上，提出了扩散制造组织构建基础理论，包括构建方法、理论模型以及实现过程；最后，对扩散制造组织管理系统进行了研究，介绍了系统体系架构、工作原理及集成框架。
　　 (2)对扩散制造任务建模技术进行了研究。针对扩散制造任务的生成过程及其特点，分析了扩散制造任务建模的必要性；结合扩散制造模式下对任务信息模型的具体需求，研究了扩散制造任务模型建模方法，应用本体建立扩散制造任务结构、功能、工艺及管理多视图模型，并实现了扩散制造任务多视图模型的集成；在此基础上，定性分析了扩散制造任务相关性，建立了扩散制造任务相关性网络模型；最后，利用OWL本体语言实现了扩散制造任务形式化表述。
　　 (3)对扩散制造资源建模技术进行了研究。建立了基于本体的扩散制造资源能力模型、组织模型，对跨企业合作的资源相关性进行了定性的分析，建立了扩散制造组织资源相关性网络模型，并实现扩散制造资源OWL形式化表达；为满足不同粒度任务的资源检索需求，讨论了产品级、工序级资源检索方法：针对关键零件资源检索的特殊性，提出了基于熵的扩散逻辑制造单元检索方法，最后结合实例，验证了该方法的可行性和有效性。
　　 (4)对紧耦合扩散制造组织构建方法进行了研究。设定了扩散制造任务相关性量化准则，实现了任务相关性定量计算，并应用粒子群算法进行扩散制造任务分解；设定了扩散制造资源相关性量化准则，求解扩散制造资源相关度，并将资源的相关度作为资源配置的优化指标之一，进行基于双链遗传算法的扩散制造资源优化配置，并以实例验证了紧耦合扩散组织构建方法的有效性。
　　 (5)依托相关项目研究背景，开发了扩散制造组织管理系统，介绍了系统开发背景、功能模块以及系统集成框架，并以某型号导弹的扩散制造任务为例，进行了系统验证。