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基于生产单元与产品模块的可重构制造系统公理化设计研究的开题报告
一、研究背景和研究目的
随着市场对产品个性化和品质化要求的不断提高，制造领域正在从传统的大规模、单一产品生产向小批量、多品种、快速交付的定制化生产模式转变。在此趋势下，可重构制造系统（ReconfigurableManufacturingSystem，RMS）应运而生。可重构制造系统具有结构灵活、功能可配置、生产周期短等优势，具有良好的生产效率与经济效益。
目前，可重构制造系统已经得到广泛的研究和应用，但是如何有效地实现可重构制造系统的设计和控制仍然是一个挑战。为此，本文基于生产单元与产品模块的特点，进行可重构制造系统公理化设计研究，旨在探索一种新的可重构制造系统设计方法，提高制造系统的灵活性和可配置性，实现快速响应市场需求的目标。
二、研究方法和技术路线
本研究将应用公理化方法对可重构制造系统进行形式化建模，以便更好地分析和描述制造系统的结构、功能和性能等特征。
1.生产单元模型建立：生产单元是可重构制造系统的核心，因此需要先建立生产单元的模型。本研究将采用有限状态自动机模型对生产单元进行建模，运用领域特定语言来描述自动机的状态和转换条件，优化自动机并消除无用状态，最终得到可重构制造系统的生产单元模型。
2.产品模块建立：产品模块是指制造系统生产的不同产品组成的模块化单元。本研究将基于产品模块的结构、性能、约束和规则等特征，建立产品模块的形式化模型。对于产品模块的组合方式，将采用基于图形组合的方法，通过建立和管理产品模块库，实现不同的产品组合。
3.公理化设计：基于建立的生产单元模型和产品模块模型，本研究将对可重构制造系统进行公理化设计。通过建立可重构制造系统的公理化描述，来刻画其特点、规则和约束条件，以便更好地进行系统建模和性能分析。
4.系统性能分析：在得到系统公理化描述后，本研究将运用模型检测技术和仿真实验相结合的方式进行系统性能分析，以评估系统设计的合理性和效果。最终，对系统的建模与性能分析进行验证，以进一步提高可重构制造系统的设计和性能。
三、预期贡献和创新点
本研究将基于生产单元与产品模块的特点，采用公理化方法，对可重构制造系统进行形式化建模。其预期贡献和创新点如下：
1.提出一种基于生产单元与产品模块的可重构制造系统公理化设计方法，以提高制造系统的灵活性和可配置性。
2.建立生产单元模型和产品模块模型，实现对可重构制造系统的形式化建模。
3.运用模型检测技术和仿真实验相结合的方式进行系统性能分析，以评估系统设计的合理性和效果。
4.为制造领域提供一个新的、可行的、高效的制造系统设计方法。
四、研究难点和挑战
1.在建立生产单元和产品模块模型的过程中，如何考虑到模块的多样性和产品复杂性。
2.如何实现基于产品模块的图形组合方法，并高效地管理产品库中的模块。
3.如何实现系统的公理化描述，以便更好地进行系统建模和性能分析。
4.如何在系统性能分析中兼顾模型检测技术和仿真实验的优势，提高整个系统的性能。
五、结论
本研究将基于生产单元与产品模块的特点，采用公理化方法，对可重构制造系统进行形式化建模，以实现制造系统的灵活性和可配置性。该研究的主要贡献在于提出一种新颖、可靠、高效的可重构制造系统的设计方法，为制造领域提供一个新的研究方向，同时也为实现企业定制化生产和快速响应市场需求提供了一种新的思路。