质量控制是产品生命周期中至关重要的过程。这一过程确保生产出可接受的部件，这有助于通过提高客户满意度来维持客户忠诚度。质量控制也可用于提供过程优化和控制所必需的反馈。投资于质量控制过程的缺点是，在这个过程中，产品没有增加价值，也就是说，制造商不能通过对生产零件进行质量控制操作来明确地增加每件产品的利润。因此，对于制造商来说，在质量控制过程中尽量减少资源消耗是至关重要的。

制造模式已经从以前的低生产方式，一次满足一个客户，到通过大规模生产技术实现规模经济。制造商随后通过提高相关专用系统的效率和可靠性来改进大规模生产操作。目前消费市场的趋势是客户变得更加多样化，难以满足。客户现在要求选择更多地参与产品设计的各个阶段。因此，产品的质量也将由客户决定。消费者市场的多样化增加了制造商开发利基市场的难度。由于客户需求的变化，以前用于大规模生产的方法可能不再适用，大规模生产者需要适应强大而不妥协的客户。相反，专注于纯定制的企业需要考虑更高的产量，通过更具成本效益的产品来提高竞争力。制造系统大规模生产定制部件的能力可以为制造商提供维持规模经济的能力，同时为个别客户提供所需的灵活性。由于这些部件的独特性，大量生产的定制部件的质量控制变得更加重要。 The difficulty experienced when considering quality control of mass produced custom parts is that the quality requirements become more complex than standard parts. This increase in complexity of quality requirements is induced by system variations. These system variations can be classified into product and process variations. Product variations are initiated by varying product dimensions, level of customization, raw material, significant quality characteristics, product modules, and quality requirements, which may be determined or confirmed (if suggested by the manufacturer) by the customer. Process variations are caused by varying frequencies of inspection, production rates, process configurations, and sensing capabilities. These variations are decided by the manufacturer, based on varying customer requirements. In addition to system variations, there is an increase in the complexity of the sometimes unique reliability analyses, testing, and re-working of mass produced custom parts.

考虑批量生产定制产品的制造环境可能会导致不太可能重复的单产品批次。传统的质量控制技术，如统计控制图和Poka-Yoke设备，由于产品和过程中频繁的重新配置，很难应用于这些环境。因此，有必要研究可应用于定制产品大规模生产的质量控制技术。这种需求是由于缺乏技术来评估可靠性、产品设计、自动化再加工的可行性、产品质量和吞吐量的优化、工艺配置、所需检查的频率、产品质量跟踪以及与这些产品相关的产品测试。到目前为止，关于这些环境所需的检测硬件的研究在成本、功能和实用性方面是有限的。因此，大规模生产定制部件的检测硬件需要进一步研究。还需要一种将产品质量从产品设计阶段(包括客户输入)映射到工艺配置的方法。这项研究的贡献在于，与其他制造工艺相比，很少强调批量生产定制产品所需的质量控制技术。没有系统可以根据不同的客户输入，映射大规模生产定制产品所需的检查频率和工艺配置。将研究和开发一个能够集成在线和离线质量控制大规模生产定制产品的系统。 The hardware required for inspection for mass producing custom parts will also be researched and developed.

定制产品的大规模生产需要足够灵活的材料处理系统，以适应不同几何形状、质量和体积的材料的运输。这就要求移动平台架构既能在单一环境下有效运行，也能在具有不规则几何形状的大型负载的协同运输过程中有效运行。多平台合作需要健全的平台间沟通机制和网络化运作。MR2G对柔性材料搬运的研究已经产生了一个具有机械结构的移动平台，允许在单平台任务和多平台合作运输期间有效地运输材料。

该平台结构由一个差动驱动移动底座组成，该底座装有铰接式输送系统，允许将较少的约束运动学投影到运输负载上。在空间有限的制造环境中，需要具有不规则几何形状的有效载荷的完整运动。输送机上的每个关节都装有正交编码器，以允许感知关节，可以监测多平台协同材料运输期间有效载荷配置的变化。移动平台通过无线网络访问，并使用机器人服务器即播放器作为其硬件抽象层(HAL)。这允许开发通用控制算法和标准化数据融合原语。插件驱动程序将驱动控制系统、铰接式输送机系统和声纳传感器抽象为播放器服务器的高级网络接口。该平台具有本体感觉和外部感觉基础设施，允许姿态估计和局部障碍物躲避。移动平台使用了Mini-ITX主板和VIA C7处理器，运行Fedora Core 7。

搜索和救援需要机器人。他们应该能够进入消防人员和救援人员无法进入的隐蔽场所和环境。在2001年9月11日的恐怖袭击中，有330名消防员在世贸中心遇难。救援人员经常进入结构不稳定的房间，但没有人可以救援。这些救援人员中有65人在搜索被洪水淹没的密闭空间时丧生。

机器人可以拯救受害者的生命，并成为急救人员。由于生存困难，救援人员有大约48小时的时间救出受害者。由于不安全的环境，救援人员无法进入建筑物，往往会浪费很多时间。这些机器人还可以用于矿山救援，这经常困扰南非矿业公司。

USARs观察到的问题是机器人的牵引系统故障;机器人无法承受恶劣的环境，城市环境中无线通信范围有限，无线视频反馈不可靠的情况时有发生。我们需要一种能够承受这些恶劣条件的机器人，并能够克服过去机器人所具有的局限性。

目前正在研究设计和开发一种能执行城市搜索和救援任务的机器人。这将包括机器人结构和绝缘的合适材料。研究了USAR机器人在这些困难环境下的视频传输、通信和机器人控制的不同要求。

全球经济竞争、新产品的快速推出以及大规模定制的需求凸显了当前制造模式的不足。对能够响应变化的制造系统的需求导致了可重构制造系统(RMS)的发展。RMS范式包含了专用、灵活、细胞和精益制造系统的特征;同时克服了这些系统在适应技术发展和客户不断变化的需求方面的惯性。

本研究的重点是模块化可重构机(MRM)的开发;这是rms的一种使能技术。mrm的机械和电子控制体系结构都是模块化的。正在研究的概念是开发一套机器模块，以合成一个完整的机床。当这些模块以不同的配置组装时，将产生具有不同拓扑结构的机器，最适合生产所需的部件系列。机床合成的模块化“积木”方法促进了硬件的可重用性;这降低了硬件的投资成本，并允许机器的模块化组件以不同的配置重新组装，以满足不断变化的生产组合和体积特征。

开发完全模块化的机器需要实现模块化的开放体系结构控制(OAC)系统。OAC克服了在传统数控和专用机械的专有自动化中发现的不灵活性问题。软件和电子控制模块应具有通用的“即插即用”功能，以最大限度地减少机器重新配置和系统升级时间。模块化控制硬件和软件架构将促进机器硬件的重新配置，同时允许控制器随着新技术和更有效的控制算法的开发而轻松升级。

在可重构制造系统中需要移动机器人，以减少相关材料处理系统中出现的瓶颈。这些瓶颈可能是定制产品大规模生产的结果。本项目致力于研究、设计、组装、测试和验证两轮自主物料搬运机器人，以减少可重构制造系统中的瓶颈。该项目采用了机电工程方法(系统集成)。这种方法正被用于研究和设计一种在运行过程中动态稳定和静态稳定的飞行器。图中显示的是完全组装的原型。

自主性主要是通过机载计算机提供的，该计算机作为机器人服务器，系统控制器(通常是主机)可以订阅该计算机以传递命令。一种新型导航系统正在研究和开发中，该系统将允许车辆执行必要的物料搬运任务，以减少瓶颈。通信系统也将被纳入车辆的基础设施。性能分析和测试也将在可重构的生产环境中进行。这将涉及车辆调度和路线，同时执行材料处理任务。

可重构制造系统涉及多种加工，因此需要各种工具来执行不同的加工过程。这就需要快速更换刀具，以促进高效和具有成本效益的制造过程。与此同时，制造设备的重新配置产生了对过程校准程序的需求，以确保加工精度和及时的零件生产。本课题将研究一种模块化换刀单元的自动校准方法。

使用必要的传感器和控制系统，换刀器可以轻松集成到模块化制造系统中。

大规模生产定制产品需要一种新型的制造环境。目前的制造环境不具备大规模生产定制产品所需的灵活性。可重构制造环境的实现成本仍然很高。提出了一种计算机集成制造(CIM)单元可在可重构的制造环境中运行的解决方案，以促进大批量定制产品的生产。

CIM单元具有模块化和开放式控制体系结构等制造条件，由其软件和硬件同时控制。它将主要通过软件控制在集成智能制造系统中运行。这为集成到控制系统中提供了一个标准的软件接口，同时提供了系统及其功能的可重构性，以响应频繁变化的产品体系结构和特性。软件和
硬件将协调低到高级别的活动。这些活动范围从生产计划和调度、硬件机械化到从错误报告中获得的单元组件的同步。制造系统的硬件组件之间具有标准的物理交互方法。

CIM单元的重构和制造功能分为一级和二级，这是由其工艺参数决定的。在其初级层面，重构是物质流路径，而在其次级层面，重构是由于硬件状态而发生的。

从经济和生产管理的角度来看，可重构CIM单元将提供基本的制造需求，以提供快速的变化。它将提供成本效益，最短的产品周期时间，缩短制造前置时间，快速增产，灵活性，生产高质量的产品，满足客户需求。

该研究的重点是研究一种适合深海救援行动的机械基础设施和推进系统。使用不同的数学模型和算法来表达软件技术和电子架构集成到机械系统中也是一个重点领域。该研究的重点还在于实现合适的传感器架构和技术，用于自主海上船只的数据融合、运动规划和导航。

盘旋的机器人，如直升机，可以用来在人类探险太危险的环境中收集数据。搜索和救援机器人正在被更频繁地部署，以帮助在危机情况下与受害者建立联系。这些机器人可以探索受辐射以及化学或生物物质污染的城市和工业环境。无人机能够直接飞往有关地点，而无需对灾难现场进行广泛评估。因此，这些机器人通过克服极其粗糙的碎石、洪水和火灾等障碍，帮助克服搜救行动的响应时间限制。

这项研究的目标是开发一种具有高度机动性的无人机，可用于搜索和救援应用。机器人应该能够在自主控制和半自主控制之间切换，并避免飞行路径上的障碍。这确保了对传入数据和监控录像给予充分的关注。

群体智能和群体机器人这两个密切相关的主题是相对较新的和潜在的强大的研究领域，它们起源于生物群落的研究。这些群体被观察到由简单的个体组成，它们共同努力实现一个共同的目标。这些分散的、异步的系统产生了一个复杂而智能的系统，该系统高效地工作，以实现在各自环境中高效生存所需的目标。这个项目的目的是探索与人工智能、群体智能、群体机器人相关的概念，并设计独特的应用程序，这些群体机器人将非常适合。