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面向敏捷制造的动态工艺规划技术
基于敏捷制造模式下企业必须能够快速响应客户的需求为背景,提出了基于加工特征的零件通用工艺模型.在此基础上,利用遗传算法,根据车间实时资源状况,以产品的加工时间最短作为优化目标,实现整个产品工艺方案的`动态规划,以适应现代柔性生产的要求.
作 者：舒启林 苏锋 赵静 Shu Qilin Su Feng Zhao Jing 作者单位：沈阳理工大学机械工程学院 刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(1) 分类号：V2 关键词：敏捷制造 工艺模型 遗传算法 工艺规划摘要：只有认真分析机械加工工艺规划的绿色制造体系，明确机械加工对环境和资源的主要影响，才能更好地将绿色制造技术应用于机械加工中。简要探析了优化面向机械加工工艺规划的绿色制造技术的有效方法，以期为日后的相关工作提供参考。
关键词：机械加工工艺；绿色制造技术；现代企业制造模式；
可持续发展在现代企业制造模式中，围绕可持续发展理念提出了绿色制造技术。研究这种绿色制造技术是为了减少资源的消耗，减小环境对机械加工的影响。对于当前的机械加工工艺规划而言，主要是为了将制造产品与产品设计相结合。而工艺规划的重点是在工艺制造、加工和设计中使用工艺章程来对其进行有效的控制，这样才容易生产出比较满意的机械产品。
在机械加工过程中，主要是将绿色制造与生产过程相结合。就当前的环境状况而言，在绿色制造过程中，最应该考虑的就是资源的合理利用和环境保护问题。优化面向机械加工工艺规划的绿色制造技术，实质上是为了更好地绿化资源，坚持绿色生产的理念。在机械生产的过程中，考虑更多的是绿色资源和绿色生态环境。而机械加工工艺规划的绿色制造体系也是为了将制造体系打造得更加综合化，从而更好地解决资源严重消耗、环境严重被破坏等问题。
2机械加工对环境和资源的影响
2.1严重浪费资源
在机械加工过程中，对资源的严重浪费主要体现在两个方面：①消耗原材料。在实际的机械加工过程中，会造成原材料的损耗。例如，在加工生产的过程中，有很多金属材料被浪费，这直接增加了原材料的损耗量。②消耗加工中的辅助材料。这些辅助材料有一部分是在实际生产中被消耗的，有一些部分是在加工过程中用来保护机械加工操作者的。比如，对于一些机械生产过程中可能会用到的工具等，它们被切割之后就会发生损耗。
2.2严重消耗机械设备
在机械加工过程中，对机械设备的严重消耗主要体现在机床消耗上。例如，在机械加工时，很多机床设备都会出现严重的摩擦现象，这些摩擦都是由于机械产品摩擦机床表面产生的。与此同时，有一些机床产生的设备消耗等状况也是通过消耗能源体现出来的，而且还会相应地消耗更多辅助工序的能量。由此可见，在机械加工的过程中，只要没有及时处理各个工序，就会严重影响机械设备的消耗。主要的机械技工工序有焊接、酸洗和抛光加工机械产品的毛坯等。
2.3严重影响环境
在机械加工过程中，对环境的影响主要有2点：①废弃物的影响。通常情况下，在机械加工的过程中，一定会产生废液、废物和废气，它们会对环境造成严重的破坏，甚至会严重威胁环境。例如，在机械加工中，产生的固体废物和废气会在一定程度上污染附近的土壤，而有些重金属带有腐蚀性，融入土壤之后就会破坏土壤的酸碱性，甚至会对地下水和环境生态平衡造成不良的影响。②机械加工噪声的影响。通常情况下，在机械加工过程中，一定会产生噪声。嘈杂的噪声不仅会影响工作人员的身体健康，还会影响附近居民的日常生活。这些机械加工的噪声一般产生于机床设备或者是电机以及零部件运动等。由此可知，机械加工会严重影响和破坏环境，甚至会威胁人们的身体健康。
3优化措施
3.1改善绿色制造技术中的参数
在绿色制造工艺规划中，最主要的技术就是工艺参数。只有改善绿色制造技术中的参数，实现能源消耗和物料消耗的最小化，才能够制造出合格的机械设备。同时，在改善绿色制造技术中的参数时，先要控制好机械加工产品的质量，客观地考虑机械加工因素，之后再通过详细的参数比较选择出能够满足实际要求的加工工艺参数，从而有效提升加工零件的质量。
3.2改善绿色制造工艺中的路线
在工艺设计的过程中，最重要的就是工艺路线，这是确保加工工艺的主要步骤。选择好的工艺路线能够有效减少资源的消耗，降低相关成本，所以，在审计整个工艺路线时，一定要结合多种因素综合考虑，将考虑好的因素融合到完善的.工艺路线中，建立起更加绿色化的制造工艺路线模型。
3.3改善绿色制造工艺中的节能型机床设备
在机床设计方面，为了更好地实现绿色制造，要大幅度地改善绿色制造工艺中的节能型机床设备，有效提升整个机床的设备性能，不断创新机床设计技术。在设计机床的研制过程中，要综合考虑绿色声场理念。与此同时，在当前机床设备的基础上，可以改善机床设备的相关设计理念，优化结构配置，实现加工机床设备设计效益的最大化，有效降低机械加工中的能源损耗量。
4结束语
综上所述，在研究机械加工的相关技术时，最重要的就是绿色制造工艺规划。它可以不断完善技术系统，在了解加工供应的详细需求后再将各个方面的问题细化、分类，从而建立起比较完善的面向机械加工工艺规划制造研究的结构体系。在考虑绿色制造加工工艺问题时，要综合考虑环境问题、资源问题、制造问题和设计问题。同时，还可以在质量、时间、成本、资源利用方面构建比较系统的机械加工制造评价体系，全面、详细地评价机械加工制造的相关内容。
参考文献:
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［4］王贤琳，王飞，邱爽，等.面向绿色制造的电火花加工工艺综合评价体系和方法研究［J］.机床与液压，2014，27（25）：192-202.
［5］伍晓榕，张树有，裘乐淼，等.面向绿色制造的加工工艺参数决策方法及应用［J］.机械工程学报，，25（25）：556-578.
摘 要：随着中国特色社会主义不断发展，先进制造技术与机械制造工艺是促进国民经济和提高市场经济竞争力的基础保障。
先进制造技术被看作是世界各国综合国力的衡量指标，拥有先进制造技术与机械制造工艺，就掌握了激烈竞争中的主动权。
但受我国基本国情影响，在此方面与国法发达国家对比还存在较大差距，在实际生产中呈现组诸多不足。
因此，我们对先进制造技术与机械制造工艺研究进行深入研究，并为其创新发展提供一切优越条件。
笔者通过先进制造技术与机械制造工艺各自发展趋势和特点分析，对其二者内在关系进行论述，并且提出了一些针对性建议，希望为我国进制造技术与机械制造工艺研究起到借鉴作用。
在科学技术飞速发展的当今，先进制造技术是影响国家综合竞争力的最直接条件，而良好的机械制造工艺就是先进制造技术最好的体现。
随着我国对工业化发展越来越重视，因而先进制造技术引起了更多人的普遍关注，对其研究力度不断加强，并收获了令人满意的成果。
可是，我国的先进制造技术与机械制造工艺与国外相比还存在较大差距，因此我们并不能止步于此，我们要正确看待二者的特点及其相互关系。
在激烈的市场经济中，怎样样能做到制造技术与制造工艺不断创新，这是对于我们来说既是一次挑战，又是一次机遇，因而我们找对最佳的发展途径，将对机械制造业发展具有实际意义。
1 先进制造技术的确定和体系建立
先进制造技术具体是指什么?目前还缺少规范的、统一的定义。
当广泛被接受的含义是：先进制造技术是促进制造业汲取高科技技术并应用到实践生产中所取得的成绩，并能把它贯穿于整个制造流程的制造技术的合称。
先进制造技术是制造业的综合竞争能力，其不断革新是社会发展的必然选择。
目前，先进制造技术快速发展，逐渐形成高新技术群，并经过不断完善，已经构成了健全的体制系统。
可是，受各国不同基本国情制约，先进制造技术内容和构成方式上差异很大。
对于我国来说，我家相关部门已确定了多层次技术群组成的先进制造技术
体系。
首先，现代先进制造技术要以优质、节能、环保、经济、高效为中心，在逐渐向基础制造工艺扩展。
其次，新型制造单元技术创新。
这是为了适应市场需求及新兴产业的促进下，制造技术与其他现代高科技技术向融合而产生了现代先进制造技术，例如数控技术、网络监控技术、航天技术等。
最后，先进制造技术集成化。
这是将应用信息技术与系统管理技术的完美结合，它是基于计算机网络和数据库等技术结合而产生的。
2 先进制造技术的现状与特征分析
2.1 先进制造技术现状分析
先进制造技术是现代技术创新与工业进步的典型代表，是衡量制造业水平的关键指标，也是国家工业赖以生存的保障。
近年来，世界各工业发达国家已经深刻意识到先进制造技术在国家发展中的重要地位，并给予了前所未有的高度重视，各自都在对其进行深层次科研，可见，市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。
不同的先进制造技术格局已经形成，并在各自领域取得了许多科技成果，例如：网络监测系统、数控系统、虚拟制造系统等。
2.2 先进制造技术特征分析
2.2.1 全球化
随着经济全球化浪潮的袭来，对制造业也产生了巨大的冲击，主要体现在制造业的资源配置逐渐扩展到世界各国，这就推动了制造业在全球范围内发展。
某种产品的制造过程可能由不同国家共同完成，将根据不同国家的国情及制造技术先进程度来对制造过程进行分配，这样做除了能够充分利用资源、减低成本、便捷方便外，还能够促进国家交流，缩小国家间贫富差距，有利于构建和谐社会。
2.2.2 多元化
由于技术创新瞬息万变，尤其是信息技术的进步使得原有的生产方式与生活方式逐渐被取代，关键体现在多元化、复杂化及人性化。
今后的市场走向依然充满不确定性，没有水能够准确预见其发展趋势，当人们不仅仅满足于生理需求后，更追求自我个性化的展现。
更多的消费者对原有的制造业提出了新要求，制造业既要提供特定的战略、舒适的环境及合理时间使用的有形产品，又要能够保证产品的使用质量及后期服务，制造业生产出的产品，要对市场需求有充分了解后才能生产，要避免盲目制造
产品。
2.2.3 灵敏化
以前的制造业生产出的产品种类单一、批量大、传统、统一化等特征;随着时代的发展，制造业逐渐向灵敏化发展。
制造厂家通过各种合作方式来增强竞争力，最大化利用资源，节省投资成本，根据市场需求的快速变化调整制造生产目标。
其建设重点就是实现各方面先进技术全面结合，使得整个制造业能够准确应对瞬息万变的市场需求，保证所生产产品能够在社会上大量流动，为制造业带来更大的经济效益。
2.2.4 服务化
现代制造业是以市场需求变化为前提的，服务质量是确保产品被人们接受的重要保障，制造业已经意识到服务的重要性，并不断努力向服务业转型。
现代的制造业所考虑的重点不仅仅是设计与生产，更重要的是根据对市场的实际考察，将产品后期服务作为关键环节来抓，服务化应该体现于为社会服务、为消费者服务，制造业应将服务化作为主要建设内容。
受这层发展趋势影响，很多企业对服务的关注度不断加大，而且服务所带来的综合效益会更可观。
2.3 mT的体系结构
面向制造的设计技术群。
面向制造的设计技术群系指用于生产准备的工具群和技术群。
设计技术对新产品开发生产费用、产品品质以及新产品上市时间都有很大影响。
产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具，例如计算机辅助设计(CAD)以及工艺过程建模和仿真等，生产设施、装备和工具，甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。
制造工艺技术群( 制造技术环境)。
制造工艺技术群是指用于物质产品生产的过程及设备。
制造工艺技术群是有关加工和装配的技术，也是制造技术的传统领域。
3 针对机械制造工艺进步先进制造技术的措施
制造业所涉及到的领域很多，例如：机械、轻工、化工、电子、航天、建筑等等，制造业从实质上分析，其不仅仅是通常认为的基础产业，而且是创新生产力的生产过程。
制造技术是现代制造业发展的前提，而机械制造则是制造技术的直接体现，这也是制造技术创新的方向。
第一，先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域，促进了机械制造工艺的进步，并对其他相关产业也有积极影响。
第二，机械制造工艺不断革新，其重点内容又是先进制造技术。
所以，先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进，在其发展过程中不能倾向用于任何一方。
我国的制造业起步比较晚，与其他制造业国家相比差距比较大，而机械制造业又是制造业的重要组成部分。
虽然经过几代人艰辛努力，我国机械制造业积极汲取国外的先进制造技术，但还是处于初级阶段，要想达到成熟阶段还有很漫长的道路需要探索。
面对新形势下机械制造工艺创新，先进制造业应采取以下措施。
3.1 强化先进制造技术过程全面开发
强化先进制造技术过程全面开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。
它对提升制造业市场综合竞争力是很有必要的措施，因此，我们要给与其高度重视。
除此以外，我们也需要关注机械制造技术自身创新，这可以丰富先进制造技术、带动相关制造业打下坚实
基础。
3.2 扎实基础工作，合理采用先进制造
技术
在机械制造业不能盲目的使用先进技术，要在各项基础工作牢靠的前提下，合理采用先进制造技术。
总之，先进制造技术要以市场需求为发展核心，循序渐进，不能操之过急，因地制宜，协调发展。
应该具有针对性的挑选出某些重点行业，将其作为试点来建设，不断总结实践经验，等技术使用熟练后，再进行大范围推广建设，这样能大大降低制造业投资风险。
3.3 重视人才素质道德建设
人才是先进制造技术不断进步的决定性因素。
他们的素质道德高低对制造业影响最大，因此，要想确保先进制造技术应用与创新，那么一定要重视人才素质道德建设。
通过对制造技术研究人员开展定期的思想道德教育，并及时向他们传播最先进的制造技术，在每次培训过后，还应该制定严格的考核制度，只有顺利通过考核的人员才可以上岗。
这样能培养出一批高素质。
技术硬、通管理的`制造人才。
3.4 积极汲取国外先进制造技术
我国制造技术起步滞后于发达国家，因此我们要虚心接受它们的先进技术，并通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术。
经过我国对制造业的长期探索，已经形成具有中国特色的制造技术，我们在未来的制造技术发展中，要积极汲取国外先进制造技术，探索出最符合中国的先进制造技术。
4 结语
总而言之，随着社会不断的进步与科技飞速的发展，先进制造技术仍是提高国家竞争力的重要保障。
我们对先进制造技术应该有侧重点，建设具有中国社会主义特色的先进制造技术。
不言而喻，随着我们对制造技术研究的继续深化，不久的将来，它会有更广阔的发展空间，并在世界制造业激烈的市场经济中站稳脚步。
在党的正确方针引领下，相信我国的制造技术会有更长远发展，在世界的大舞台上会绽放耀眼光芒。
参考文献
[1] 刘晓宇，艾春雨.先进制造技术与机械制造工艺[J].科海故事博览科技探索，，3(2)：16-18.
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[4] 何国国.特种加工与机械制造工艺技术变革探讨[J].科技致富向导，，11(17)：56-58.
机械制造工艺与先进制造技术发展【2】
摘要：伴随着我国经济的快速发展，对制造业也提出了更高的标准，制造业的发展，是衡量我国综合国力的重要指标，也是我国在激烈的市场竞争中得以发展的主要因素，长期以来，在发展制造业的过程中，我国取得了一些成效，但是仍然存在很多不足，制约着制造业的发展，使我国的制造业无法与发达国家相比。
因此，现阶段，我国应加大力度发展制造业，以使我国适应全球化和市场经济的发展。
本文主要阐述了先进制造技术的现状、基本特征，以及如何促进机械制造工艺的发展，使我国制造业朝向更好、更快的方向发展。
关键词：机械制造;工艺;制造技术
前言
机械制造工艺是先进制造技术发展好坏的一个主要体现，随着我国工业化进程不断加快，对制造业也提出了更高的标准，因此，现阶段，如何使制造业跟上工业化的发展步伐，是我国制造业必须面对的问题。
1.先进制造技术的确立
目前，先进制造技术还没有明确的狭义概念，但是其广义概念是：先进制造技术是制造业在技术上的最高体现，并且在实际生产过程中，能够取得一定的成效，而且能够落实到生产过程的各个环节中的一种制造技术的总称。
先进制造技术是制造业发展的综合体现，因此，改进和完善先进制造技术是社会发展的必然趋势。
现阶段，随着先进制造技术的不断发展，已经形成了大部分的高新技术群体，而且经过逐渐的改进和完善，已经形成了一个完整的高新技术体系。
面向绿色制造的正火与退火工艺的比较与抉择
摘要：在对各种热处理工艺方法进行绿色性综合评价时发现,正火与退火工艺在面对相同加工对象和技术要求时,其绿色度的高低主要受能耗和生产率两个相对单一要素的`影响.其影响因素和结果表明,生产批量愈小、热处理设备愈先进,正火工艺相对于退火工艺的绿色化程度愈高.作 者：廖兰 刘先斌 LIAO Lan LIU Xian-bin 作者单位：重庆工商大学,机械与包装工程学院,重庆,400067 期 刊：金属热处理 ISTICPKU Journal：HEAT TREATMENT OF METALS 年，卷(期)：, 32(2) 分类号：X8 关键词：绿色制造 正火 退火浅析数字化虚拟制造技术助推焊装工艺规划体系发展论文
1面临的问题
当今汽车设计制造技术飞速发展，焊装工艺技术作为轿车白车身生产的重要技术，其发展同样面临升级换代。以往传统的二维手工进行焊装工艺规划的模式已经无法适应数字化时代汽车白车身生产的需求。同时随着汽车市场竞争的加剧，如何利用构建焊装工艺规划体系实现白车身的高质量、高效率、低成本制造，实现效益最大化，都需要我们开拓思路、寻求有效的方法与手段。而数字化虚拟制造技术的发展，为白车身焊装工艺规划实现跨越式发展提供了全新的解决方案。
2解决方案
基于行业技术发展方向及公司自身发展需求，某企业依托西门子公司的Process De-signer (简称PD) 软件建立了数字化焊装工艺规划平台体系，为白车身焊装工艺规划实现数字化、三维化、标准化、协同化的发展提供了整体解决方案，实现了主机厂和供应商协调利用该平台对白车身的制造过程进行规划设计、模拟仿真，实现信息共享、传递与发布，实现了规划制造过程的可视化、系统化和智能化。
在焊装项目运行过程中通过建立逼真的虚拟现场环境，对整个焊装工厂、焊装生产线和单个生产工位的每个操作、工作内容、工装设备等进行整体工艺规划与协同管理，并综合利用各种管理工具实现焊装工艺过程的优化。
3实施过程
在焊装项目启动前期，主机厂利用Pro-cess Designer软件平台进行焊装项目前期的数字化焊装工艺规划，这个阶段规划内容主要进行整体工艺方案与线体工位布局的分析与验证，确定产品工艺分配、采购设备的数量与种类、焊接工艺、人员、电气控制形式、工艺布局等项内容，实现对项目技术方案、设备构成、成本预算等的综合规划，为项目招标做好技术准备。
主机厂利用PD文件作为招标介质进行焊装项目的公开招标，供应商同样要利用PD软件平台进行设备及项目总体报价，整个过程均实现了统一的全数字化的数据交换。
焊装项目招标完成后，进入焊装项目的设计制造正式启动阶段。根据主机厂的技术任务要求进行焊装项目的`详细工艺规划，这个阶段同样需利用Process Designer数字化工艺规划平台系统来开展工作。进行焊装详细工艺规划的工作目标是要结合开发车型的生产纲领、节拍、自动化程度、投资预算等对白车身的上件工艺顺序、焊点分配、节拍计算、工艺设备布局、物流等方面进行分析和验证，同时利用Process Simu-late、 Robcad、 Plant Simulation 等仿真软件平台对生产线、工装设备、机器人等进行详细的模拟仿真、验证、优化，以满足焊装制造工艺的可行性，优化生产线工艺布局，优化产品物流传递，实现焊装高效率生产及高品质制造。
建立完整的焊装数字化虚拟制造体系要完成以下内容：
(1)软件平台架构的建立
主机厂以及配套供应商首先要完成软件平台架构的建立，按照工艺规划技术人员比例配置相应的工艺规划及仿真软件，组建数字化工艺规划及仿真团队，开展相应的软件技术培训。
(2) 数值化工艺规划标准建立
建立企业数字化工艺规划标准，对数据结构、资源命名规则、图标表示、数据存放层级管理等进行定制，形成企业标准。
(3)建立焊装工艺资源数据库模型
主机厂以及配套供应商根据自身发展的要求，建立了自己的焊装工装资源库和操作资源库，这是完成下一步数字化焊装工艺规划工作的前提和基础。建立完善的焊装资源数据库，才能进行工位与生产线的2D和3D布局，才能进行焊接工艺的模拟与仿真，才能进行焊装投资成本分析。
(4)开展数字化工艺规划软件应用导航项目
利用真实项目进行导航式项目应用实践。体系构建之初需选择技术实力较强的软件供应商进行技术培训与导航陪伴。利用已完成的焊装项目或新的焊装工程项目，对焊装规划及仿真人员进行数字化工艺规划导航培训，辅助规划员一步一步掌握焊装项目工艺规划的操作过程，真正在实践中学会利用数字化手段进行工艺规划的技能。
在导航过程中，利用Process Designer软件体系进行焊装产品的工艺分配，进行焊点的工艺分配、进行焊接设备的选型、进行生产线的形式选择与三维布局、对生产线及操作进行节拍分析，同时配合应用Process Simulate软件模块对焊接工艺及布局进行优化与验证，包括对机器人可达性、干涉碰撞的验证。通过以上的仿真检验，可以对焊装工艺规划方案中的焊接设备的选择、夹具设计、生产线布局、是否合理、生产纲领节拍能否满足要求等进行优化改进。
规划工作后期通过输出机器人的仿真验证结果，利用RCS接口生成离线程序，输入到实际机器人控制器中，现场调试过程中仅需要微调即可实现机器人的示教，可大大缩短了现场安装调试时间。
(5)建立虚拟试生产实验体系
当下汽车企业都面临着:如何降低新车开发成本、提高整车质量，缩短产品推出周期的挑战。数字仿真技术已经在实际工程项目实施中扮演了重要的角色。
通过建立虚拟试生产技术智能实验室，配备相应的软件与硬件设备，即可系统的开展柔性生产线数字化工艺规划、机器人模拟仿真与电气自动化控制编程调试技术的集成应用，实现数字化规划、三维设计、模拟仿真、电气编程调试虚拟化全流程的纵向技术联通。实现工装生产线产品的虚拟试生产技术应用，缩短产品设计到生产的转化的时问，提高产品的可靠性与成功率，缩短制造调试周期，满足多品种、多车型智能化、自动化、高柔性生产的需要。
虚拟制造技术正逐步成为汽车焊装装备企业的核心技术，对提升焊装制造技术水平有重大的推动作用。
(6)进行软件应用二次开发，提高规划仿真效率
企业建立了数字化虚拟制造技术平台后，要积极重视根据企业自身需求进行客制化的二次开发工作。例如一汽大众在新捷达招标过程中率先运用了数字化规划系统，并进行了招投标报价模块的定制化开发，利用该报价模块系统生成工装、工位、生产线投资列表，在工装设备调整过程中，其成本分析系统自动更新，输出与其相对应的数据。对于工位中的每一个部件，都会根据以往的投资数据给出一个准确的数值，系统会自动生成该工位的所有工装投资和所在生产线的所有工装投资。由于投资分析的准确性，对于供应商的报价，起到了极好的监控作用。
每个企业以及不同专业，对虚拟制造技术平台的需求是多样化的，只有配合二次开发才能更好的推进软件体系的应用效果不断提升，提高规划、仿真、报价、评审、输出等项工作的效率。
4对企业专业技术发展带来的益处
Process Designer数字化工艺规划软件体系是按照虚拟制造的原理开发的系统，它为企业规划制造的数字化提供了从设计、工艺、制造、装配、分析等全过程的仿真，是企业实现虚拟制造的强有力的工具。为企业缩短新产品新车型的上市时问、降低开发成本、优化规划设计方案、提高生产效率和产品质量的提高重要支撑。
数字化虚拟制造技术的推广应用，克服了以往白车身焊装生产线工艺规划没有统一的规划平台的弊端，改变了以往依靠人工手段二维规划为主、工艺规划人员之问难以协同工作的局面。现在同一焊装项目所涉及的各条生产线、自动区域，工艺规划、机械设计、电气控制、输送设计、物流规划、机器人仿真等相关技术人员可以依托统一的技术平台，共享规划资源进行工艺规划验证与布局优化，极大地便了项目技术交流与研讨，对项目规划质量和效率提升起到极大的推动作用。
5结束语
数字化虚拟制造技术在汽车白车身焊装生产领域中的推广应用，促进了焊装工艺规划技术的快速提升。在中国制造2025和德国工业4.0规划蓝图中数字化智能化虚拟制造技术必将成为未来发展的重点。
面向大型飞机的先进制造技术特点及发展趋势
首先对先进制造技术的内涵进行了分析,然后重点对先进制造技术的特点进行了研究,并归结为6大特性,即群体与动态的综合性、虚拟与现实的`统一性、技术与管理的融合性、制造概念的系统性、材料成形机理的科学性、制造时效的生命周期性.最后分析了先进制造技术在装备制造中的发展趋势.
作 者：毛景立 张西涛 范秉宇 矛金 MAO Jing-li ZHANG Xi-tao FAN Bing-yu MAO Jin 作者单位：毛景立,MAO Jing-li(西安交通大学 管理学院,西安,710049)张西涛,范秉宇,ZHANG Xi-tao,FAN Bing-yu(西北工业大学,西安,710072)
矛金,MAO Jin(西安航空职业技术学院,西安,710089)
刊 名：中国民航大学学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF CIVIL AVIATION UNIVERSITY OF CHINA 年，卷(期)： 26(5) 分类号：V26 关键词：先进制造技术 内涵 特点 发展趋势 产品寿命周期面向FMS生产调度和控制的零件动态工艺模型研究
面向FMS生产调度和控制的零件动态工艺模型研究*注意：本文已经在《中国机械工程》(,9(9):36～38)杂志发表使用者请注明文章内容出处赵天奇邓建春童国帆李培根段正澄摘要：提出一种基于FMS生产调度与控制的零件动态工艺模型。该模型由零件加工工序和各个工序之间的约束关系描述两部分组成，去掉了传统人为的加工顺序约束，易于与生产调度控制系统集成，能充分发挥FMS生产调度柔性的特点，为FMS优化生产调度的实现提供一条较好的途径。
关键词FMS生产调度CAPP动态工艺模型
中国图书资料分类法分类号TH165笔者根据FMS生产调度的特点，在现有零件模型的基础上提出零件的动态工艺模型。
1零件工艺模型的常用表达方法
通常的CAPP系统只能设计出静态的或只具有部分柔性的理想化的工艺规程。
1.1固定加工顺序的工艺文件方式
通常生产调度中使用的零件工艺文件格式为
零件名；
零件号；
工序1，机床名加工时间；
工序2，机床名加工时间；
……
工序n，机床名 加工时间；
END
该方法的优点是表达方式简单明了，缺点是限制了加工的自由度及柔性，使得加工只能严格按给定的工艺顺序进行，从而限制了柔性加工系统最优指标的实现。该方法对单机加工或JOB―SHOP生产较合适。
1.2多工艺方案与/或图的表示方法［1，2］
图1为一个实例零件的与/或图。用与/或图
图1实例零件的加工顺序与/或图可以表示出零件加工顺序的部分约束关系。通过对该图按一定的启发式搜索算法进行搜索可得到多个可行的加工工艺路线。
该方法在一定程度上增加了CAPP的柔性，并考虑到了静态生产环境，但是没有考虑实际的动态生产情况，因而还很难在FMS生产系统中应用。
1.3有向图表示方法
有向图可以表示零件的加工工艺顺序。图2为一实例。通过对有向图的遍历可得到多个工艺方案。
图2实例零件工序结构的有向图表示该方法直观地表达了零件加工工序及工序之间的约束关系，可用图论的方法进行描述与变换，但对FMS可替代加工工序无法表达，须对多个加工工艺方案进行复杂的评价才有可能得到可行的加工方案。
2基于FMS的零件动态工艺模型
为了适应FMS生产柔性的特点，零件工艺描述必须既能反映零件的所有加工特征，又能反映出加工工序之间的约束关系，同时还能表示出加工工序的可替代性。所谓可替代加工工序是指某一工序可以由不同的机床加工完成，一旦确定好加工机床，则可完成该工序加工的其它候补工序即取消。
为了增加零件工艺表达的灵活性，减少人为的.对工艺加工顺序的约束，笔者以现有零件工艺模型为基础，提出了一种更灵活的表示方法。
零件动态工艺模型仍用有向图表示(见图3)，图中节点表示零件的一个加工工序或一系列的可替代加工工序，该工序与加工机床及对应的加工参数相联系(如加工时间、刀具号、NC文件名等)；有向弧表示零件工序的加工顺序约束关系。任何从头节点(Head)到尾节点(End)的遍历路径都是一个有效的加工工艺路线。
图3实例零件的动态工艺模型假设该有向图有n条遍历路线(工艺方案)，第i道工序有ki种加工方案(即有ki-1个可替代加工工序)，共有m个节点(不计Head和End节点)，则零件可能有的加工方案数为。
常用的CAPP系统产生的工艺方案较大地限制了零件工艺表达的柔性。较好的情况是仅考虑了部分生产调度的静态因素，而且一定要产生完整的和确定的加工工艺路线(一般要通过对多工艺方案进行评价后得到)，这使得CAPP系统过于复杂。这里提出的零件动态工艺模型却是仅提供零件的工序、可替代工序及工序加工顺序之间的约束关系，至于实际生产中具体选择什么样的加工顺序、每道工序中选择哪一个可替代工序则完全由实际生产中的资源状态、零件本身的加工情况以及用户的具体要求进行选择，零件的具体加工工艺路线不需要事先确定，直到零件加工好后才知道，并且相同类型的零件可能有不同的工艺路线，零件的具体加工工艺是在实际加工中根据系统的状态及加工性能指标动态重组而成。
这样的零件描述相对传统的Job-Shop生产而言似乎是不完备的，但却为现代化的柔性生产提供了更大的调度空间。该方法不仅大大减少了CAPP的工作量及难度，显著提高了实际生产调度控制中的灵活性，而且不会提高调度控制的难度，从而为FMS生产性能(如系统生产率、总加工时间、机床负荷平衡率等)的提高创造了条件。
3零件动态工艺模型的计算机表示方法及数据结构
3.1零件工艺参数描述
该部分描述了零件的所有工序参数，以文件形式表示，其结构为
零件名；
零件号；
工序1，工序11 工序12 … 工序1k1；
工序2，工序21 工序22 … 工序2k2；
……
工序n，工序n1 工序n2 … 工序nkn；
END
工序i表示第i道工序的信息节点；工序ij表示工序i的所有可完成该工序加工的工序节点序列。上述文件表示零件共有n道加工工序，其中工序1有k1种实现方法，工序2有k2种实现方法，……工序n有kn种实现方法。
工序信息节点及可替代工序节点的数据结构(C++语言表示)为
class ProcedureInfo∥工序信息节点类
｛ public：
ProcedureInfo:∥构造函数
ProcedureInfo(int,float,ProcedureInfo* AlternativeProcedureInfo=NULL)；
～ProcedureInfo();∥析构函数
int Machine_No;∥机床号
float Machining_Time;∥加工时间
ProcedureInfo* Alternative ProcedureInfo;∥替代工序的加工信息
｝；
class Procedure∥工序节点类
｛ public：
Procedure();∥构造函数
Procedure(int);∥构造函数
～Procedure();∥析构函数
int Procedure_No;∥工序号
ProcedureInfo*?ThisProcedureInfo;∥当前工序
Procedure* NextProcedure;∥下一道工序
｝；
3.2工艺约束关系描述
零件工艺约束关系主要描述各加工工序之间的加工顺序。因工序是有向图中的节点，工序之间的约束关系即为节点之间的关系，可用图论方法进行描述。
3.2.1用邻接矩阵方法
以图3为例来说明。
邻接矩阵
因实际零件邻接矩阵多为稀疏矩阵，也可用十字链表结构表示。
3.2.2用邻接表方法
仍以图3为例说明。其邻接表(见图4)为
图4实例零件的邻接表形式
邻接表中每个方框表示零件的一道工序(即工序节点)，方框内的数字表示工序号。工序节点按工序号顺序排放(第一列)，并用箭头指向其相邻的工序节点。相邻的工序节点中节点号为正表示该节点为后续工序节点，为负表示该节点为前继工序节点。邻接表中工序节点的结构与类Procedure相似。
4基于零件动态工艺模型的调度控制方法的实现算法与特点
4.1实现算法
基于零件动态工艺模型的调度控制算法是在零件动态工艺模型的基础上结合启发式动态调度算法实现的，其过程为
Step 1：搜索零件邻接表，把无前继节点的工序节点加入可调度工序集合中。
Step 2：在可调度工序集合中动态选择一工序。
Step 3：搜索出该工序节点的后续节点。
a.删除这些后续工序节点中对应所选择的加工工序的前继工序节点；
b.在可调度工序集合中删除所选择的工序节点；
c.判断这些后续工序节点是否有前继节 点，把无前继节点的工序节点加入可调度工序集合中。
Step 4：判断可调度工序集合中的元素个数：
若为零，则该零件加工完成，转Step 5；
否则转Step 2。
Step 5：发出该零件加工完成指令。
4.2零件动态工艺模型的特点
(1)易于实现。在CAPP阶段只根据零件工艺特征及生产系统资源产生实现这些特征的加工工序节点或可替代工序节点，以及工序之间的约束关系，而不需要直接产生确定的加工工艺方案以及对这些方案的评价；
(2)合理描述了零件的工艺过程，去掉了人为的不合理的加工顺序约束，并增加了对FMS中经常存在的可替代加工工序的描述；
(3)充分考虑了FMS生产的特点，易于与生产调度控制系统集成；
(4)能充分发挥FMS生产调度的柔性，并且不会显著增加调度控制的工作量与难度，为FMS的优化生产调度的实现奠定了基础。
参考文献
1Deng Chao.An Integrated System of CAPP and JOB-SHOP Scheduling.International Conference on Manufacturing Automation,HongKong,.
2Cai L G,Li P G,Duan Z C.An Applied Part Model Based on Form Feature Binary Tree for Integrated CAD/CAPP/CAM System of Rotational Componences.ICIM’95，Wuhan,1995.
赵天奇男，1965年生。华中理工大学(武汉市430074)机械科学与工程学院制造自动化研究所博士研究生、讲师。研究方向为柔性制造系统建模、仿真、调度与控制，CAD/CAPP/CAM集成技术，智能制造系统等，发表论文10多篇。
邓建春童国帆李培根段正澄武汉市430074华中理工大学
*国家863高技术计划资助项目(863―511―9608)
收稿日期：1997―05―20修回日期：1997―12―29
The Research on Part Dynamic Process Model Based on the Scheduling and controlling for FMS
Zhao Tianqi(Huazhong University of Science & Technology, Wuhan,P.R. China)
Deng Jianchun, Tong Guofan, Li Peigen, Duan Zhengcheng
Abstract: In thia paper adynamic process model of part is built based on the sceduling and controlling for FMS. It is composed of the processes(include the alternative processes)description and the constraint relationships among these processes.The model can celstraditional man-made constrains among processes, and can bring the flexibility to be integrated with production and sceduling system, so it provide a good method for optimal production and sceduling for FMS.
Keywords: FMS,sceduling, CAPP, dynamic process model
面向FMS生产调度和控制的零件动态工艺模型研究
摘要：提出一种基于FMS生产调度与控制的零件动态工艺模型。该模型由零件加工工序和各个工序之间的约束关系描述两部分组成，去掉了传统人为的加工顺序约束，易于与生产调度控制系统集成，能充分发挥FMS生产调度柔性的特点，为FMS优化生产调度的实现提供一条较好的途径。中国图书资料分类法分类号TH165
笔者根据FMS生产调度的特点，在现有零件模型的基础上提出零件的动态工艺模型。1零件工艺模型的常用表达方法
通常的CAPP系统只能设计出静态的或只具有部分柔性的理想化的工艺规程。
1.1固定加工顺序的工艺文件方式
通常生产调度中使用的零件工艺文件格式为
零件名；
零件号；
工序1，机床名加工时间；
工序2，机床名加工时间；
……
工序n，机床名 加工时间；
END
该方法的优点是表达方式简单明了，缺点是限制了加工的自由度及柔性，使得加工只能严格按给定的工艺顺序进行，从而限制了柔性加工系统最优指标的实现。该方法对单机加工或JOB―SHOP生产较合适。
1.2多工艺方案与/或图的表示方法［1，2］
图1为一个实例零件的与/或图。用与/或图
图1实例零件的加工顺序与/或图
可以表示出零件加工顺序的部分约束关系。通过对该图按一定的启发式搜索算法进行搜索可得到多个可行的加工工艺路线。该方法在一定程度上增加了CAPP的柔性，并考虑到了静态生产环境，但是没有考虑实际的'动态生产情况，因而还很难在FMS生产系统中应用。
1.3有向图表示方法
有向图可以表示零件的加工工艺顺序。图2为一实例。通过对有向图的遍历可得到多个工艺方案。
图2实例零件工序结构的有向图表示
该方法直观地表达了零件加工工序及工序之间的约束关系，可用图论的方法进行描述与变换，但对FMS可替代加工工序无法表达，须对多个加工工艺方案进行复杂的评价才有可能得到可行的加工方案。2基于FMS的零件动态工艺模型
为了适应FMS生产柔性的特点，零件工艺描述必须既能反映零件的所有加工特征，又能反映出加工工序之间的约束关系，同时还能表示出加工工序的可替代性。所谓可替代加工工序是指某一工序可以由不同的机床加工完成，一旦确定好加工机床，则可完成该工序加工的其它候补工序即取消。
为了增加零件工艺表达的灵活性，减少人为的对工艺加工顺序的约束，笔者以现有零件工艺模型为基础，提出了一种更灵活的表示方法。
零件动态工艺模型仍用有向图表示(见图3)，图中节点表示零件的一个加工工序或一系列的可替代加工工序，该工序与加工机床及对应的加工参数相联系(如加工时间、刀具号、NC文件名等)；有向弧表示零件工序的加工顺序约束关系。任何从头节点(Head)到尾节点(End)的遍历路径都是一个有效的加工工艺路线。
图3实例零件的动态工艺模型
假设该有向图有n条遍历路线(工艺方案)，第i道工序有ki种加工方案(即有ki-1个可替代加工工序)，共有m个节点(不计Head和End节点)，则零件可能有的加工方案数为。常用的CAPP系统产生的工艺
[1] [2] [3]
