Integrated and multi-criteria approaches for process plan generation in reconfigurable manufacturing systems with consideration of system capabilities and product constraints - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2022

Integrated and multi-criteria approaches for process plan generation in reconfigurable manufacturing systems with consideration of system capabilities and product constraints

Approches multicritères intégrées pour la génération des gammes de fabrication pour des systèmes de fabrication reconfigurables en tenant compte des capacités du système et des contraintes du produit

Abstract

Modern manufacturing systems are going through a paradigm shift where the focus is on the integrating the digital technologies in the production systems to address the challenge of uncertain market demands. Manufacturing systems needs certain amount responsiveness to address these uncertainties by adapting accordingly, and require more changeability at physical as well as logical levels. For this purpose, modern-day manufacturing systems are designed with dynamic resource capabilities, with modular components, so that they can provide the required amount of reconfigurability. From the perspective of "industry 4.0", reconfigurability is vital for the effective adaptation of manufacturing systems in a complex environment. Reconfigurability provides the quick adaptation of these systems along with quick responsiveness towards socio-techno-economic competitiveness. The objective is to respond to modern-day challenges (both external and internal), i.e. mass customization, globalization, product variety management, system reconfiguration management, and reducing the lead time.In this thesis, the design problem of reconfigurable manufacturing systems (RMS) is considered which meets the aforementioned requirements. The goal is to design a responsive system based on two key features modularity and reconfigurability. We study the RMS design problem as, the development of a process plan for a particular part of the part family along with the selection of the system's dynamic resource capabilities to perform that part. This work is divided into three parts: (1) Co-generation of process and setup plan for a part in the reconfigurable environment. The main objective is to develop a new approach to jointly consider the setup and process plan constraints, with consideration of relationships between the operations. (2) Minimisation of reconfiguration effort in process design. We propose a novel performance index of the effort generated by the machines and fixtures reconfiguration, and part transfer. The objective is to ensure better responsiveness and high performance of the designed process plan. (3) Maximisation the utilization of dynamic resource capabilities of RMS design. We consider a RMS design problem for machine selection, where selection of different types of reconfigurable machine tools (RMTs) are carried out for performing the process plan of considered part.
Les systèmes de fabrication modernes connaissent un changement de paradigme qui met l'accent sur l'intégration des technologies du numérique dans les systèmes de production afin de relever le défi des demandes incertaines du marché. Les systèmes de fabrication ont besoin d'une certaine réactivité pour faire face à ces incertitudes en s'adaptant en conséquence, et nécessitent une plus grande évolutivité aux niveaux physique et logique. À cet effet, les systèmes de fabrication modernes sont conçus avec des capacités de ressources dynamiques, avec des composants modulaires, de sorte qu'ils puissent fournir le niveau requis de reconfigurabilité. Dans la perspective de l'"industrie 4.0", la reconfigurabilité est indispensable à l'adaptation efficace des systèmes de fabrication dans un environnement complexe. La reconfigurabilité permet une adaptation rapide de ces systèmes ainsi qu'une réactivité rapide à la compétitivité socio-techno-économique. L'objectif est de répondre aux défis modernes (externes et internes), c'est-à-dire la personnalisation de masse, la mondialisation, la gestion de la variété des produits, la gestion de la reconfiguration des systèmes et la réduction des délais.Dans cette thèse, le problème de conception des systèmes de fabrication reconfigurables (RMS) est considéré pour répondre aux exigences susmentionnées. L'objectif est de concevoir un système réactif basé sur deux caractéristiques clés : la modularité et la reconfigurabilité. Nous étudions le problème de conception du RMS comme étant le développement d'une gamme de fabrication pour une pièce spécifique de la famille considérée, ainsi que la sélection des capacités de ressources dynamiques du système pour fabriquer cette pièce.Ce travail est divisé en trois parties : (1) Cogénération du processus et du plan de préparation pour une pièce dans un environnement reconfigurable. L'objectif principal est de développer une nouvelle approche pour considérer conjointement les contraintes de préparation et de gamme de fabrication, en tenant compte des relations entre les opérations. (2) Minimisation de l'effort de reconfiguration dans la conception des gammes. Nous proposons un nouvel indice de performance de l'effort généré par la reconfiguration des machines et des fixations, ainsi que le transfert des pièces. L'objectif est d'assurer une meilleure réactivité et une haute performance la gamme conçue. (3) Maximisation de l'utilisation des capacités des ressources dynamiques de la conception RMS. Nous considérons un problème de conception RMS pour la sélection de machines, où la sélection de différents types de machines-outils reconfigurables (RMT) est réalisée pour exécuter la gamme de la pièce considérée.
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Dates and versions

tel-04214290 , version 1 (21-09-2023)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04214290 , version 1

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Cite

Muhammad Ameer. Integrated and multi-criteria approaches for process plan generation in reconfigurable manufacturing systems with consideration of system capabilities and product constraints. Engineering Sciences [physics]. Université de Lorraine, 2022. English. ⟨NNT : 2022LORR0242⟩. ⟨tel-04214290⟩
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