制造单元是生产组织最基本的元素，以制造单元为基础的单元化制造适合于单件、小批 量生产，它一经提出就受到企业界和学术界的高度重视。以柔性、敏捷性为特征的单元化制 造为实现敏捷制造生产模式奠定了基础，也是制造业的发展趋势之一。同时，它也是企业实 现大规模定制的一项关键的使能技术。本文就动态环境下的单元化制造技术作了详尽的研 究，简要内容如下： 本文首先从先进制造技术的发展出发，提出了课题的研究背景，明确了本文的研究对象 是单元化制造系统的构建及评价，论述了本研究的意义，并确定了论文的工作内容，即单元 化制造的体系结构、数学建模、系统控制和评价体系四个部分。 本文在对单元化制造的特点分析的基础上，运用面向对象的分析方法建立了单元化制造 体系结构。论文详细阐述了单元化制造的开发生命周期，并从系统级和单元层两个层面研究 了单元化制造的可重构性，以及单元化制造在动态环境下如何实现敏捷性的特征。 单元化制造的数学建模是论文工作的一个重要组成部分。本文在对已有的单元构建算法 分析后，指出其不足之处，并在此基础上，构造了动态环境下的单元化制造的数学模型，该 模型遵循成本最小化的原则，在模型中融入了机床柔性的概念。由于模型的复杂性，本文采 用了相应的混合遗传算法来求解该模型。针对虚拟单元这一敏捷制造单元的组织形式，提出 了动态环境下的分布式车间布局的设计方法。 系统控制是单元化制造系统运行良好的根本保证。本文论述了制造系统的系统控制结 构，提出了基于全能体的单元化制造系统控制体系，使系统控制具有相对分布性和集中性， 有效地解决分布式控制所存在的粒度问题，且使系统具有较好的柔性和抗干扰性。在任务协 同上采用了基于范例推理的合同网协商机制，并就硬件实现提出了基于现场总线的单元化制 造控制结构。 在系统评价理论的指导下，本文从技术的角度建立了完整的单元化制造的评价指标体 系。针对单元化制造的特殊性，从成组性、动态性、柔性以及敏捷性这四个方面对单元化制 造进行综合评价，构造了基于制造单元生命周期的单元化制造评价模型，提出了应用于单元 化制造评价的模糊层次分析法，并示例说明。 最后，本文详细阐述了单元化制造构建与评价原型系统的框架结构，并示例说明其运行 过程。 关键词：单元化制造、系统体系结构、数学建模、评价体系、控制体系结构