业务主线约束型制造系统的关系网络分析与资源优化配置方法

Business line changes the conditions of the manufacturing system, and makes trouble for the optimal allocation of resources. The network analysis method can achieve both global and local optimization, is one of the important analysis methods for manufacturing systems. But the manufacturing system how to map to network diagrams and how to realize business lines to resource constraints, become new research difficulties. The research will research the relationship of nodes, and put forward out a relationship network analysis method and resource optimal allocation method of manufacturing system limited by business lines. Builds a manufacturing information dissemination relationship networks, maps business lines and resources to two-parameter constraints network of diagram nodes' degree and edge weight, defines a seven-parameter data structure including degree of nodes, property of order, number of processing, unit consumption of resources and so on, reduces the redundancy and dimensionality of the network diagram, Builds the Information dynamics equations and evaluation methods including network description, degree distribution, clustering coefficient and network distance, reveals the law of manufacturing systems information dissemination, using the information synchronization and disturbance control method, predict and adjust the parameters, changes the resource bottleneck point, rebalancing the network dissipation parameter optimization, and obtains the change variation of resources configuration. The research provides a new method of resource optimal allocation method of manufacturing system limited by business lines of relationship network analysis.

订单从生成到完成的业务主线会改变制造系统运行条件，造成资源优化配置新难题；网络分析法可兼顾全局和局部优化，但制造系统到网络图的映射、业务主线和资源约束条件关系的建立和评价又成为新的研究难点。本项目拟从结点之间的关系出发，通过构建制造信息传播关系网，将业务主线约束型制造系统资源优化配置问题映射为结点度和边权重双参数约束的网络图，建立以度分布、订单属性、加工件数、单位资源消耗量等为主要参数的数据结构，实现网络去冗和降维，建立包括网络描述、度分布、聚类系数、网络距离的信息动力学方程组，对制造网络进行性能评价，揭示系统信息流转规律；采用信息同步和扰动控制，预测和调整参数，改变资源瓶颈点，实现参数优化后的网络耗散再平衡，进而获得资源配置参数变化量。本项目提出的基于结点关系的网络分析方法，可为解决业务主线约束型制造系统的资源优化配置问题提供新的思路。

制造信息是获取制造系统资源配置需求最直接的载体，对其进行研究有利于揭示制造系统信息流转与资源配置之间的关系。首先业务流程是影响制造资源配置最重要的因素，是必须具有的重要环节，因而我们在分析资源配置时必须考虑这些众多因素形成的业务主线约束。其次，对于复杂制造车间来说，信息流中还包含有其他信息成分，必须予以剔除才能不影响对信息流转的分析。而个性化和多样化的产品需求，使车间制造系统变得越来越复杂，信息更表现出紊乱和混沌特性，消除孤岛、按需使用信息的工作显得更有必要。在实践中，许多的制造系统迷失在这些紊乱的信息中，效率低下。因而对信息进行分类，以降低系统的复杂度显得非常重要。. 课题组从结点之间的关系出发，通过构建制造信息传播关系网，将业务主线约束型制造系统资源优化配置问题映射为结点度和边权重双参数约束的网络图，建立以度分布、订单属性、加工件数、单位资源消耗量等为主要参数的数据结构，实现网络去冗和降维，建立包括网络描述、度分布、聚类系数、网络距离的信息动力学方程组，对制造网络进行性能评价，揭示系统信息流转规律；采用信息同步和扰动控制，预测和调整参数，改变资源瓶颈点，实现参数优化后的网络耗散再平衡，进而获得资源配置参数变化量。课题组主要研究成果如下：. 一是提出一种基于业务主线约束的制造系统关系网络分析方法，为较好实现对基于业务主线的制造系统进行分析和模拟。. 二是提出一种基于Core Mode的制造企业零部件供应商选择方法根据企业之间零部件的供求关系，较好解决了制造企业零部件供应商优化选择问题。. 三是研发了一套基于关系网络的离散制造执行系统。基于业务主线约束的制造系统关系网络分析方法，该制造执行系统实现生产过程跟踪管理、产品生命周期档案管理、质量及绩效评价、物料跟踪、在制品跟踪、车体识别与跟踪、现场数据采集管理、库存管理、配送管理等功能。. 项目组共发表期刊论文7篇，其中SCI检索2篇，EI收录5篇；EI收录会议论文8篇。申请国家专利32项，其中国家发明专利14项，授权专利18项；出版专著1本，1人入选重庆市科技创新领军人才。. 课题组一直致力于将研究成果向企业推广应用。课题研究期间，课题通过重庆市科技促进会组织的专家评价，评价结论为“取得了创新性成果，总体技术达到了国内领先水平”。