1.2.8 产线重构

随着科技的发展以及市场需求的变化，为了更好地满足市场需求并提高自身的竞争力及优势，企业需不断更新调整现有生产结构、提高生产效率、缩短生产周期、降低生产成本。可重构制造是通过制造系统结构的快速重构调整来满足新的市场需求，将市场需求与现有制造环境综合协调，统筹规划，深入考虑任务特点，并以此为基础，以快速、高质量、低成本生产为目标的一种新制造模式。随着智能系统涉及的领域越来越大，将可重构制造系统与智能系统结合起来，不仅能够提高制造系统的稳定性、重构性，还能够简化制造业的工作程序，从技术层面上提高工作效率。凭借其灵活的加工方式及多变的加工结构，可重构制造逐渐被一些研究者所关注。

早在20世纪90年代，发达国家就已经开展了可重构制造系统（Reconfigurable Manufacturing System, RMS）相关研究。1998年，美国国家研究委员会将其列为影响制造业21世纪发展需要的十大关键技术之首。美国密歇根大学于1996年研究了基于物理位置可变的可重构制造系统、产品装配过程的变流理论与建模等技术，同时系统研究了加工、装配以及自动焊接的重新配置，并首次提出了RMS的概念。Koren在2010年对RMS进行了详细设计，定义了其核心特性和设计原则，即定制化（Customization）、可变换（Convertibility）、可扩展（Scalability）、模块化（Modularity）、可集成（Integrability）以及易诊断（Diagnosability）。德国汉诺威大学研究了先进机床模块化项目，并按照用户的要求对机床模块进行系统重组。斯图加特大学进行了可重组机床及可重组控制系统的柔性化技术的研究，构建了基于信息流模型的电厂系统，其控制体系结构可重构。英国剑桥大学基于整个生命周期，详细研究了制造系统的重构过程。Scholz-Reiter等提出了一种考虑可重构机床的生产能力调整方法，确保了生产任务的准确交付。Renna等人提出了一种基于博弈论算法的重构决策方法，实现了负载不足的机器以及负载过重的机器的重新配置。

国内方面，清华大学的罗振壁等在Koren对RMS研究的基础上，针对国内市场现状分析并提出了RMS的新定义，即根据市场需求变化进行系统的设计调整，通过重新组合模块并更新子系统的方式快速调整自身制造能力，并通过降低重构成本以提高产品质量和生产效益。王国庆等提出了RMS的全局设计方法以及基于工艺路线的单元布局分析方法。北京理工大学的李京生深入研究了面向动态生产环境制造执行过程的持续性逻辑重构调度方法。贵州大学的徐雨等研究了单元重构调度及重调度，其涉及的重构类型同样为逻辑重构，但更加侧重于任务的调度管理。上海交通大学的夏唐斌等提出了一种新的可重构结构动态维护策略，以快速响应各种系统级重构，有效地提高了经济效益；李晔等研究了汽车活塞生产线的可重组设计方法。重庆大学的张根宝等研究了可重构机床机器关键技术。西北工业大学的蔡宗琰等研究了赋时可重构Petri网络的可重构制造系统模型及重构算法。王国新等研究了可重构系统中虚拟制造单元的构建及集成框架体系。白俊杰等深入研究了RMC中制造单元的形成问题，并使用两阶段策略进行求解。

综上所述，虽然目前对于智能可重构制造系统中的车间单元重构制造进行了广泛的研究，在柔性设备、可移动加工设备的兴起及柔性生产环境的不断更新迭代中，车间环境已经初步具备了一定的重构能力。但是，可重构制造系统在我国的发展时间较短，国内对该系统涉及领域的研究仍然处于中低阶段，没有对其进行深入研究，削弱了可重构制造系统的功能性，再加上该系统与智能化系统的融合度不足，使用可重构制造系统时不能完全借助智能化系统进行操作。因此，相关行业的制造效率进步不大，其市场影响力较弱，无法完全跟进市场发展的主流。