扩散制造任务建模及分解方法

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1、第42卷第6期2010年12月南京航JournalofNanjing空航天大学学报V01．42UniversityofAeronautics8LAstronauticsDecNo．62010扩散制造任务建模及分解方法安波廖文和郭宇谢亚楠(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)摘要：针对扩散制造这种面向复杂武器装备批量生产的网络制造模式，提出了基于相关性的扩散任务建模及分解方法。定义了扩散任务及相关基本概念，分析了扩散任务相关性研究的必要性。通过给定的扩散任务相关准则，建立了扩散任务相关性模型。在此基础上，应用层次聚类算法，实

2、现了扩散任务分解。通过实例讨论了扩散任务建模及分解的应用过程。关键词：扩散制造；扩散任务；相关性模型；任务分解中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)06—0731—04ExtendedTaskModelingandDecompositionMethodAnBo，LiaoWenhe，GuoYu，XieYanan(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjin

3、g，210016。China)Abstract：TheextendedmanufacturingiSanewnetworkmanufacturingmodelforthearmamentandan—othercomplexproduct．Amethodforextendedtaskmodelinganddecompositionbasedontaskcorrela—tionisproposed．Thedefinitionofextendedtasksandanotheronesisgiven，andthenecessityofthe

4、correlationstudyoftheextendedtasksisanalyzed．Bytheextendedtaskcorrelationcriterion，theex—tendedtaskcorrelationmatrixisestablished．Basedonthemethod，extendedtasksaredecomposedbyusinghierarchicalclusteringalgorithm．Finally，theapplicationprocessoftheextendedtaskmodelingand

5、decompositionisdiscussed．Keywords：extendedmanufacturing；extendedtask；correlationmodel；taskdecomposition扩散制造[1]是面向战时复杂武器装备需求的激增，而提出的一种支持“全过程可控”新型网络化制造模式。目前，常见网络化制造的组织形式如虚拟企业[2-3]、基于ASP的网络化制造[I{]、协同制造链[6]等，都没有考虑复杂产品网络化制造任务相关性的问题。本文讨论了扩散任务相关性分析的必要性，通过量化一系列影响制造过程的相关因子，建立扩散

6、任务相关性矩阵模型，并利用聚类算法，对扩散任务进行聚类，实现了任务聚集的划分，为构建“稳定、可控、可靠”扩散制造联盟提供前提条件。1扩散任务相关性网络化制造的优势是整合异地资源，实现多企业协同制造，达到缩短周期、降低成本的目的。但是，由于各企业的组织结构、生产习惯、信息化平台以及地域上的差异，使得原本在一个企业内的连续制造过程，被离散地分布在异地制造节点，在实施网络化制造过程中，各节点相互沟通、影响，以保证生产任务的顺利完成。这种两个(或两个以上的)制造节点问相互作用，而彼此影响整个制造系统的现象在本文中称为网络化制造耦合性。网络化

7、制造耦合性在扩散制造模式中尤为突出，其原因有两方面：(1)制造任务复杂。大型复杂武器装备的研制是一个巨大、复杂且技术密集的系统工程。如构成基金项目：国防“十一五”重大基础能力专项资助项目。收稿日期：2010—03—15；修订日期：2010—05-07作者简介：安波，男，博士研究生，1981年lo月生；廖文和(联系人)，男，教授，博士生导师，E．mail：enwho@nuaa．edu．cn。732南京航空航天大学学报第42卷飞机的零件数目多达数百万，零件的制造不仅要求保证自身质量达到要求，而且满足不同粒度(部件级、组件级、零件级、工序

8、级)制造任务间的相互协调关系，如同一零件不同工序级任务的加工协调关系、零部件间的装配协调关系等。(2)制造过程复杂。由于军方对保密、产品质量、生产进度方面的要求，各级供应商都纳入扩散制造体系，构建“全过程可控”的制造联盟。为完成一个零