考虑能耗的仿生软夹生产线瞬态性能分析
来源：计算机集成制造系统杂志2023年第5期北京时间：
作者：裴植, 王玉娟, 杨佩琪, 陈勇
单位：浙江工业大学机械工程学院
摘要：面向2035的高端装备制造以智能化、少人化和绿色化作为其重要指标,而仿生机械具有可植入工业控制算法、可替代传统人工的特点,使其受到了广泛关注。软夹是仿生机械手臂的核心组件,由包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)和碳纳米管(CNT)材料的双层材料复合加工而成。为了生产具有较高定制化特性的软夹部件,其制造过程通常采用多台3D打印机串接的方式进行。而此类加工设备能耗较高,因此软夹生产需同时考虑产出率和能源消耗。针对典型仿生软夹生产系统,构建了双伯努利机器串行生产线模型,并得到其瞬态性能分析与期望能耗的计算公式,可用于求解该生产系统的瞬时生产率、原材料消耗率、在制品数量以及设备的饥饿率和阻塞率。根据设备工况提出了两种不同的控制策略用于降低实际生产过程中的设备耗能,并设计了数值算例以比较不同策略对生产系统能耗的影响。此外,通过建立产线的仿真模型,进一步验证了该理论算法的有效性。
关键词：串行生产线,瞬态分析,设备能耗,仿生机器人,软夹
基金资助：国家自然科学基金资助项目(72271222,71871203,L1924063)。
