面向大型装备产品生命周期的生产设备集成运行模式及支持技术研究

发布时间：2020-09-11 10:33

　　大型装备产品通常涉及钢铁、化工、船舶、航天、工程机械等重要制造行业,是我国制造业和国防装备发展的重要基础,也是支撑国家综合国力的重要基石之一。大型装备产品是一类大型、复杂的特殊产品,其特殊性主要体现在生产过程的复杂性,生产设备的特殊性,以及生产设备与产品生命周期各环节间存在的关联性等方面;这些特殊性使得大型装备产品的生产过程及其生产设备的优化运行困难,难以适应快速变化的市场环境,这一直是大型装备制造业所面临的重要问题之一。为此,本论文对面向大型装备产品生命周期的生产设备集成运行模式及其相关的支持技术等内容进行了研究,旨在为提高大型装备产品的生产设备以及生产过程的运行效率提供有效的支持。首先分别对大型装备产品及其生命周期主线的特点,以及生产过程及其生产设备的特点进行了分析;在此基础上,揭示了大型装备产品的生产设备与产品生命周期主线的关联特性,即从产品的孕育过程、产品设计、工艺设计、加工制造过程、部件装配过程、维护维修过程到再制造过程等产品生命周期的各个环节,都需要大型装备产品生产设备提供的相关信息的支持。基于上述大型装备产品生产设备与其生命周期主线各环节间所存在的关联特性,并针对大型装备产品生产过程所面临的问题,提出了一种面向大型装备产品生命周期的生产设备集成运行模式;从目标层、生产过程业务执行层、产品生命周期主线层以及支撑系统层等四个层次构建了该模式的总体框架,即在支撑系统层的技术支持下,以产品生命周期为主线,将生产设备及其相关信息与大型装备产品生命周期的各个环节集成起来,为生产过程业务执行层提供生产设备的相关信息,从而支持目标层各目标的实现;在此基础上,并分别对各层次的体系结构进行了研究。结合上述大型装备产品生命周期的生产设备集成运行模式,对该模式的支持技术进行了研究,即进一步对支撑系统层的构建技术及其信息采集技术进行了研究。首先分析了生产设备集成运行模式的信息交互主线,在此基础上,构建了支撑系统层的体系结构,主要由设备集成运行的关联系统和设备层信息交互平台等两大支持系统构成;然后,分别对支撑系统层中的这两大支持系统的构建技术进行了研究,即基于Web服务构建了设备集成运行的关联系统,以及基于信息采集终端构建了设备层信息交互平台;最后,针对大型装备产品生产过程中最重要的信息之一,即大型工件的加工进度状态信息进行了重点研究,提出了一种基于机床主传动系统功率信息的大型工件加工进度状态信息的自动采集方法。论文的研究结果及其相关的支持技术,在攀钢集团机械制造公司进行了初步实践应用,取得了良好的应用效果。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH16
【部分图文】：

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品设计、工艺编制、物资采购、生产计划编制、作业计划编制、加工制造、质控制、完工交货等过程，如图 2.3 所示[8]。由市场部汇同生产、技术、物资等部门对订单合同进行评审，下达生产任单，开始技术准备、生产准备和物资准备等。技术部门根据订单合同、技术要进行产品设计、工艺编制等技术准备；其中，对加工复杂、生产周期长或采购期长的重要件应先行设计。生产部门根据订单的交货期，进行生产安排与能力衡；能力平衡后下达主生产计划，同时产生带有时间节点的物资需求计划和设需求计划。生产车间根据主生产计划、设备需求计划、可用库存等，围绕重要的生产计划、关键设备机台计划编制作业计划与能力平衡，并下达作业计划、台计划和下料通知等，按计划进行制造加工，并通过对加工进度、质量等活动证订单的完工交货。物资部门根据物资需求计划、可用库存量、计划库存、经批量、安全库存量等编制物资采购计划，将任务下达给采购员，签订采购合同物资到库后，根据采购合同填制入库单；并根据生产作业计划和下达的周转卡工票进行物资配送等。

制造过程,设备层,信息

常用的测量温度技术和传感器主要有热电阻、热电偶、幅射测温法等。由于发热源的温度难以直接测量，因此对温度的监控还不太完善。1) 功率和电量参数机械加工过程的功率和电量参数监控有着广泛的用途，如监控机械加工系统的过载现象，提高能量利用率等。可用于监控功率和电量的参数有电动机的输入功率、输出功率或负载率、电流、转差率或转速、感应电动机的功率因数等。② 设备层制造过程信息设备层的制造过程信息主要是指面向生产设备外部制造过程的信息，即在生产设备的加工制造过程中，来自各个业务部门的与设计、加工以及检验相关的各种制造信息以及从生产设备反馈的制造信息。这些信息的存在形式与信息所在某一具体系统的物理结构、功能及组织形式紧密相关。按照不同方式的信息类别，面向生产设备外部制造过程信息分类如图 4.1 所示：

构件,关联系统,服务提供者,绑定

行关联系统的构建行关联系统的架构关联系统的构建采用了基于 Web 服务的体系 XML 概念描述利用标准化的 XML 消息传接口。Web 服务采用一系列相关协议来描述的相关协议构成了 Web 服务的技术体系。W务框架的上下文中相互配合以实现其交互服结构是基于服务提供者、服务注册中心和服交互包括了发布、查找和绑定等操作。这些件。服务提供者定义 Web 服务的服务描述并心。服务请求者使用查找操作来从本地或服务描述与服务提供者进行绑定并调用 Web。

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