基于模型、数据、知识的设计与制造协同框架

针对工业产品在研发制造过程中对于过程协同、数据协同、知识协同的设计与制造协同需求,构建了基于模型、数据、知识的设计与制造协同框架,给出设计与制造协同应用的顶层设计新思路。梳理了设计与制造协同过程中的模型、数据及知识资源,明确设计与制造协同的资源基础;搭建了基于系统互联平台、大数据云平台、知识协同平台、协同服务平台的网络化协同支撑平台的架构,构成企业的设计与制造协同网;设计了基于设计与制造全生命周期的协同协议,并构建了模型、数据、知识协同集成模型,给出基于模型、数据、知识的设计与制造协同应用;在某汽车变速器企业进行了应用验证,取得了良好成效,证明了框架的可行性。     

知识驱动协同创新的产品开发模型

为提高产品创新能力,提出了知识驱动协同创新的产品创新理念,并构建了具有6层结构的产品创新开发系统模型,包括协同平台、开发过程链、产品创新设计、分析评价、智能再设计和知识资源层等。研究了知识驱动协同创新的创成和吸纳相集成的原理、再设计建议的智能化生成方法及其过程链流程组织策略。产品协同创新的创成和吸纳过程通过集成推理实现;创新的产品方案再设计建议通过分析和仿真方法生成;产品创新开发过程链采用基于知识管理的流程组织方法。应用实例表明,已开发的系统体现了模型的基本功能,具有可操作性和实用价值。     

开目工艺管理系统5．0正式发布

近日，武汉开目信息技术有限责任公司基于协同工艺设计与管理一体化的系统软件“开目工艺管理系统5．0”正式对外发布。开目工艺管理系统5．0涵盖了基于产品结构的协同工艺设计、工艺项目及工艺流程管理、工艺资源管理、工艺知识管理、工艺集成、客户化工具、二次开发工具等核心功能，旨在帮助企业完善工艺管理体系、快速搭建满足其工艺设计与...     

分布式协同设计的系统框架模型构建

研究了基于Internet／Intranet协同设计的系统架构：描述了异域异构分布式协同设计的结构模型、环境模型、过程模型与集成模型，为集成区域性或行业性制造业的分布式异构环境，构建了开放的、基于标准协议基础的协同设计框架。     

基于本体的复杂产品设计知识优化集成

为解决复杂产品设计知识集成中知识冗余高、集成结果不够优化的问题,提出了一种基于设计知识本体的知识集成器,将这一问题转化为局域本体与全局本体问的本体集成问题.分析了协同设计知识的组成,构建了设计知识本体模型.在此基础上,设计了以本体构建、本体映射和本体合成三个模块为主干的知识集成器,并对本体映射中的相似度给出了量化的评定方法,实现了本体集成.通过应用实例验证了该方法的有效性.     

基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型研究

着重改善物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显的环境变量动态变化实时感知失效、多维因素约束下,设备互联与数字集成失衡和较长周期内自主预测机制缺失等若干缺陷,构建了基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型,并进行了典型环境下的仿真验证。首先,引入工业数字孪生仿真建模技术,构建了面向虚拟工厂业务协同模型的体系架构,给出了虚拟工厂数据流与控制流之间的耦合关系;然后,从数据感知及高效传输模型、融合事件驱动的虚实映射模型和基于深度学习的虚拟工厂业务协同模型等方面,详细给出了模型体系架构涉及的关键问题解决方案;最后,在 PyCharm 集成环境下构建虚拟工厂业务最优协同模型典型应用环境,并进行了多维仿真验证。以某有色金属冶炼行业重点企业为应用案例,对模型进行了工程应用实践验证,验证结果表明,模型较好改善了物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显的若干不足,具有环境变量动态变化实时感知全面、多维因素约束下设备互联与数字集成和较长周期内自主决策趋向明显等优势。     

基于Web的协同设计构模系统

提出了一种建立基于 Web的协同设计系统的模块化方法。系统的设计模块结构包括中心设计模块和学科设计子模块。中心设计模块就是设计小组依据用户对产品性能的需求而建立的设计项目管理和控制模块 ;学科设计子模块则是与产品设计项目相关的各学科领域在 Web上建立的分布式模块。它们分别封装了各个学科专业领域的设计知识、应用程序和工具软件等。系统框架为设计模块提供一致性的设计表征语言 ,协同、协调工具及模块间信息交互机制 ,依靠框架支持的各设计模块通过 Web联系在一起就构成了一个开放的、协同的集成设计系统。本文还以毛化钢板的功能形貌设计为例介绍了协同设计系统的多学科设计模块结构的构造方法     

供应链协同决策及分布协同机制研究

供应链协同管理决策支持系统通过集成供应链企业的商务过程,促使企业间知识的共享与互动,协调与协同,使整个供应链运作精良,达到整体绩效最优。依据供应链的工作流程,设计了6个供应链决策代理;设计了决策代理的体系结构;研究了基于黑板的分布协作模式;并构建了基于近似搜索算法的供应链协调计划求解策略。     

基于知识的CAx集成的系统框架研究

在分析国内外CAx集成技术、PDM产品、PKM研究现状的基础上，提出了基于知识的CAD／CAE／CAPP／CAQ集成技术，基于知识的CAx集成理论；产品数据管理、产品知识管理与协同产品商务的融合技术，构建了协同产品知识管理框架，以此为平台，有效地实现了基于知识的CAD／CAE／CAPP／CAQ的集成。     

知识管理技术在船舶协同设计中的应用研究

知识管理技术在船舶协同设计过程中起着非常重要的作用。分析了支持协同设计的知识管理系统的特点,针对船舶协同设计过程中设计人员对知识的需求及特点,构建了基于SOA的知识管理系统框架,建立了包含本体描述、本体属性集、本体案例集、本体间关系集的船舶设计知识本体模型;在知识共享策略和知识库检索方面给出了技术方案;最后,介绍了所开发的基于.Net平台的支持船舶协同设计的知识管理原型系统。实际应用结果表明,该系统为船舶协同设计提供了一种新思路和解决问题的新方法。     

协同集成设计环境的计算机辅助工具

研究了一个协同集成设计环境的计算机辅助工具(Co-CADToolAgent)。首先提出了一个人人交互协同映射模型,用于揭示群体设计人员分布、并行、协同的设计模式,并规范成为一个多Agent协同工作系统。然后提出了一种半透明半明确的协作框架,利用软件Agent直接基于单用户商品化CAD系统开发协同设计系统,构造了CoCADToolAgent的反应式结构和通信支持。最后研究了CoCADToolAgen的网络集成方法。利用该工具Agent成功地将一个单用户CAD系统集成为网络环境下支持人人交互的协同设计系统。     

基于知识推送的设计辅助系统

针对由于当前知识推送系统缺乏与设计工具的集成,在设计过程中设计师需要频繁在设计工具和知识推送系统间切换的问题,提出基于知识推送的设计辅助系统功能架构、技术架构和基于设计流程设计知识关联与推送方法。通过知识聚集将多种异构数据库中的设计知识按照面向业务活动的领域进行重新组织,建立设计流程、活动与设计知识的多对多映射,通过知识管理系统与CATIA的集成实现将设计知识按需推送到CATIA中供设计者使用。最后,以某零件设计为例进行了验证。     

基于系统分解的多学科集成设计过程与工具

根据多学科设计问题存在系统分析复杂的特点，提出了一种基于系统分解的多学科集成设计过程。针对该设计过程，从支持独立的学科分析工具着手，给出层次式多学科集成管理模型，并开发了多学科集成设计工具。在该工具中，依据所提出的多学科集成设计过程，对包含4个学科的运载火箭设计问题进行集成和优化，并与两种典型的多学科集成设计过程——多学科可行方法和协同优化方法相比较。结果表明，该集成设计过程具有更好的计算性能。     

基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模

为解决多设计团队协同产品设计过程中设计知识共享和重用困难等问题,提出了一种基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模方法。分析了多设计团队协同产品设计的特点,建立了多设计团队协同产品设计工作模型,提出了多设计团队协同产品设计知识本体构建框架。以本体建模理论为依据,以机械产品协同设计为研究背景,利用分类和描述的思想方法对基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模过程进行了研究,包括设计知识的分类与概念抽取、设计知识的OWL描述以及属性定义。在此基础上,构建了机械产品协同设计知识本体模型。最后通过应用实例验证了该方法的可行性和有效性。     

支持产品设计的知识仓库框架研究

为满足产品快速定制设计过程对知识的配置、组织、获取和重用的要求，构建了基于知识仓库的知识管理框架。在对产品信息模型的定义基础上构建了由产品需求决策知识、产品结构知识、产品配置知识、产品特征知识和产品设计资源组成的知识仓库知识结构，并且将机器学习中的决策树和加权聚类算法用于知识推理和设计决策过程中，将Web Service技术运用于异构CAD系统和知识仓库数据交换，
实现了基于异构CAD平台的分布式知识共享和应用集成。     

三维工艺设计数据管理研究

围绕三维工艺设计过程中工艺数据的集成管理问题,分析了三维工艺设计数据的组成与分类; 在此基础上,探讨了基于PBOM的三维工艺设计数据集成关键技术以及工艺数据审签和更改方法; 最后,以雷达结构协同设计平台为例,介绍了此方法的应用情况。     

基于协同优化自卸车卸料装置有限元优化分析

自卸车卸料装置的布置不但涉及整车前后桥负荷分配,还影响液压油缸结构参数选择及车架强度设计,现有设计忽略三者之间设计变量耦合关系,也没有考虑卸料装置对整车前后桥负荷分配的影响,优化结果具有片面性,将协同优化应用到自卸车卸料装置设计中,实现协同优化设计。根据车架和举升机构的结构参数,设计单独优化数学模型;将改进协同优化方法应用到自卸车卸料装置协同优化设计中,搭建自卸车卸料装置协同优化数学模型;在iSIGHT多学科设计优化软件中实现CAD/FEA分析工具集成和优化求解。在构造协同优化的系统级优化器时,针对卸料装置优化数学模型的特点,将卸料机构优化模块集成到系统级优化器中,减少整个协同优化模型中并行子系统的数目,降低系统级优化问题的非线性程度,提高协同优化的鲁棒性和可靠性。另外,还比较了各子系统单独优化结果和协同优化结果,通过比较结果可以看出,协同优化设计更符合实际工程情况。     

面向产品综合设计的跨平台集成技术

围绕将可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性（RMTSS）融入到产品数字化设计环境中的需求,从数据共享一致、协同任务分解和跨平台三个方面分析了当前RMTSS综合集成技术的不足。提出一种基于Web服务的接口集成技术,构建了由产品数据管理数据处理层、RMTSS业务逻辑层、RMTSS应用接口层3层架构组成的通用跨平台集成接口。结合RMTSS综合设计过程,介绍了工具对通用跨平台集成接口的调用过程。最后,基于TeamCenter和ENOVIA LCA两大主流产品数据管理系统实现了通用跨平台集成接口,并以可靠性预计计算机辅助设计工具的集成应用为例,验证了跨平台集成技术的可行性。     

基于本体的航天产品性能样机协同建模方法

针对目前性能样机的定量描述和建模理论与技术尚不成熟等问题,根据系统工程综合集成方法和性能样机的性能验证过程,对性能样机功能的划分和设计流程进行了分析。在对性能样机协同设计仿真业务进行需求分析的基础上,结合本体建模方法提出一种基于本体元模型的性能样机协同概念建模方法。以某超声速飞行器协同建模为例,给出性能样机协同概念建模案例,并采用Protégé工具构建了性能样机的本体元模型库,较好地解决了多学科产品模型的输出缺失和信息冗余问题,可以显式地表达领域知识并促进不同领域之间概念的语义一致性。     

知识管理体系及其在系统集成环境中的集成

针对产品研发过程中知识管理与应用的实现问题,在知识管理层次体系基础上提出了产品系统开发智能化集成环境的构建方案.从知识本质特征分析人手,得出知识的运用与管理是通过构建知识工具、维护数据载体、进行知识过程控制来实现的结论.探讨了知识管理的实现机制,通过协调知识、数据、过程、工具之间的关系,给出了支持工程应用的知识管理体系与功能阶段.基于知识管理的体系层次,给出了支持产品分布式集成开发环境的功能体系技术方案,定义了基于知识的集成环境的智能化操作流程.