基于Teamcenter Process Simulate数字化智能生产线仿真设计

通常企业必须先获取实体产品,才能对产品的质量和建造过程进行检查,而这意味着成本和风险的增加,本文利用数字孪生模型来解决这个问题。运用自动化设备的数字化建模和开发技术,实现产品开发过程的可预测性,节约大量调试时间和物料成本。本文通过Tecnomatix产线仿真系统,将工业机器人与自动化生产设备进行工艺规划,实现以虚拟方式开发、仿真和调试机器人和其他自动化制造系统,减少了大量编程时间,还减少大量的实际调试次数和时间,提高了整个工艺开发过程的效率。本仿真系统实现整个货物工业产线的步骤可控性、可视性,同时利用好中转台从而真实模拟产线进行连续不断的进行生产,将大大提高了实际生产中的效率。     

基于数字孪生技术的船舶管件加工智能车间研究

数字孪生技术的研究成果在智能化制造领域得到推广应用。这已经引起国内外相关学术界与企业的高度关注。为研究数字孪生技术与智能车间生产融合应用效果,以船舶管件加工车间为研究对象,分析了传统管件加工车间的生产特点。采用数字孪生技术,建立了从管材入库、上料、管线切割、打磨、贴标、焊接到管零件制作完成的数字模型,创新构建了虚实结合的智能管件加工车间实时监控与反馈的信息技术架构。通过先在数字空间对虚拟工作流程的仿真优化,再将优化方案应用于直管产线的方式,大幅提升了管件加工车间的运行效率,提高了产品质量。研究表明,面向复杂智能制造产线,构建数字孪生空间可以有效打通制造执行、企业管理、物联网等系统,虚拟流程的仿真优化结果可以实现对实际产线工艺的指导和优化。     

离散制造系统规划与仿真建模研究

对离散制造过程的规划、建模和仿真技术进行了研究，建立了面向对象的系统模型，分析了仿真运行机理，通过仿真分析优化生产制造系统性能指标。应用实例，介绍了基于eM—Plant环境进行生产线建模仿真、设备布局、瓶颈分析的过程，为离散制造过程研究提供了有效的方法。     

云制造环境下基于双层规划的资源优化配置模型

为了解决云制造环境下制造资源的优化配置问题,综合考虑需求与服务双方以及云平台运营方的利益,提出了一种基于双层规划的资源优化配置模型。该模型以前景理论结合多约束多属性评价体系求解出的供需双方满意度作为上层规划的优化目标;以云平台资源利用率最大化为下层规划的优化目标;通过双层规划并采用改进的i-NSGA-II-JG算法对多目标制造资源配置问题进行求解。最后,通过算例仿真实验证明了该模型的可行性和优越性。     

循环流化床过程控制云仿真平台设计与应用

为降低循环流化床过程控制系统现场调试的风险,提高其适应性和可靠性,基于云制造的思想,通过设计基于预测的喷水减温对象模型和基于线性回归的脱硫效率对象模型,并进行合理封装,实现对制造资源的虚拟化;在此基础上,使用典型的PLC、DCS、数模转换设备和服务器等硬件设备,建立一种循环流化床脱硫过程控制半实物云仿真实验系统,为制造企业、研究与设计机构等云请求端用户提供脱硫过程控制系统的生产过程模拟、优化操作参数验证、控制算法仿真与性能分析等云制造服务.以某钢铁企业烧结生产的烟气脱硫过程为例,说明了仿真平台的使用方法,并验证其有效性.     

团购模式下云制造服务资源组合优化模型与算法

在云制造服务环境中,为了进一步降低需求者的服务成本,提出了一种团购模式下云制造服务资源组合优化模型与算法。在云制造平台发展的初期阶段,以服务需求者的视角分析云制造服务资源组合优化管理问题,通过团购模式研究了资源组合优化模型与算法,模型中考虑团购定价、团购信任度等关键影响因素,对云制造资源组合优化进行综合决策;设计改进的遗传算法进行模型求解,进一步对团购模式下云制造服务资源组合模型进行仿真分析。通过不同规模问题的仿真实验验证了模型与算法的有效性和可行性,仿真结果表明,在团购规模逐渐增大的情况下,团购模式比个体模式更具有成本优势。     

断路器柔性装配车间数字孪生系统设计

为优化断路器装配车间的产线结构和作业方法,结合数字孪生技术,提出一种基于多机器人运动控制的断路器柔性自动化车间装配方案。面向自动化装配单元,结合工业机器人的柔性装配工艺及方法,对实体装配车间进行全物理属性的数字化建模,同时建立多机器人的运动学控制模型,将机器人的三维运动模型应用于虚拟孪生场景。通过数据的交互传递,实现物理单元与虚拟单元的实时链接,将车间机器人的运动轨迹、装配状态、作业运送流程等数据信息进行实时显示,从而实现断路器柔性装配数字孪生系统的搭建与同步映射。实验结果证明,所提方案对实现断路器柔性装配有显著效果。     

面向生产制造过程的虚拟仿真系统建模研究

传统的仿真建模技术不能满足对复杂生产制造过程进行仿真的要求。通过对生产制造系统结构特点及其运行方式的研究并结合面向对象的设计方法和虚拟仿真技术，给出了面向生产制造过程的三维可视化图形仿零点建模机制及实现方法，该机制将应用在作者自主开发的面向制造过程仿真系统InteVss中。     

VirMIC—一个基于Internet的IC虚拟制造环境

该文展示了一个Internet环境下的集成电路虚拟制造环境VirMIC,着重于系统的三个核心模块,即电路性能仿真与成品率优化模块、工艺线仿真与调度模块和产品决策模块,电路性能仿真与成品率优化模块,建立了一个基于OO-DCE的技术CAD环境,以这个环境为依托,通过协调效益和成品率进行了工艺流程的可制造性优化设计;工艺线仿真与调度模块,以一定的工艺流程和制造系统配置为基础,建立制造系统Petri网模型,从而进行系统性能仿真和生产调度,对制造系统的整体性能进行优化;产品决策模块以前两个模块为基础,对如何选择合作伙伴,如何在合作伙伴之间分配用户提交的制造负荷,为构成“虚拟企业”提供指导性信息,以上三个模块构成了Vir-MIC系统的功能核心。     

虚拟制造技术在吸尘器制造中的应用

该文简要介绍了面向机械设计制造过程的虚拟制造技术的特点和应用方法，分析了应用中的主要技术环节和技术方法，并阐述了如何应用虚拟制造技术提高生产企、世的经济效益。如何在虚拟原型产品的设计中，应用三维设计造型工具进行产品的外形和结构的布局设计。应用ADAMS系统的动力学仿真结果对产品结构进行了改进设计，解决了尾杆滚轮的运动不平衡问题。应用HSCAE Smart5．O系统对塑料外壳进行了注塑成形过程模拟分析，优化了注射成形工艺，避免了成形缺陷，提高了产品的性能，缩短了设计制造周期。     

磨矿仿真实验平台的设计和实现

采用Matlab软件及RSView32组态软件开发了磨矿生产过程虚拟对象计算机通用实验平台。系统采用半实物仿真结构,由模拟磨矿动态过程的虚拟对象计算机、实现回路控制和设备启停的可编程控制器、实现监控和过程优化的监控计算机组成。该平台提供了磨矿生产过程的控制实验环境,能对综合自动化系统中的控制与优化算法进行研究与改进,并为控制系统的早期开发、解决复杂生产过程的实时控制与优化提供了实验手段。     

表面贴装生产线的三维仿真系统

工业生产的实际证明,将虚拟制造技术应用于制造业将大大提高生产效率.以表面贴装生产过程的虚拟制造为目的,对生产线上5种关键设备(焊膏印刷机、贴装机、回流焊炉、X光检测仪和飞针测试仪)的外观和内部结构仔细分析的基础上,通过软件与编程相结合的方法对其进行三维建模,并动态仿真其工作过程,逼真再现了生产线的实际生产状况,设计并实现了对表面贴装生产线的三维仿真系统.将面向对象的开发方法应用于系统设计和实现过程中,使系统具有良好的交互性和可移植性.该系统为表面贴装生产的虚拟制造提供良好的人机交互平台,与可制造性设计系统相结合,将成功实现表面贴装生产线的虚拟制造.     

基于同态映射的制造资源虚拟化机制

为了通过云制造服务实现对制造资源能力的精准调度与使用,云制造模式要求制造资源的虚拟化过程必须保证云制造服务所描述的相关能力与原制造资源所提供的能力在逻辑上具备严格的一致性.为此,提出了基于同态映射的制造资源虚拟化机制:通过在物理资源层和云服务层之间定义抽象的虚拟能力层,在解耦物理资源与云服务之间直接映射的同时,分别定义了制造资源-虚拟能力、虚拟能力-云服务的同态映射函数;采用基于语义相等映射的实现原理,将物理资源的能力及其所需的依赖条件进行同态抽象转换,并通过初步的案例仿真说明制造资源在同态映射过程中保持了能力语义的不变性.     

以“中国制造2025”规划为出发点的虚拟仿真实验中心建设

本文通过对虚拟仿真实验中心建设的研究。总结了以真实的工程应用项目为背景,基于真实的工作过程,构建集课程资源包、虚拟实验大楼、实训设备为一体的"理、虚、实"一体化的教学与实训系统的成果与经验。以"中国制造2025"规划为出发点的虚拟仿真实验中心建设,推动了专业建设、课程建设、教学模式改革,为培养适应"中国制造2025"规划要求的高素质制造类应用人才提供了保障。     

基于虚拟仿真技术的水文地质学实验课教学设计

作者以虚拟仿真技术为依托,以水文地质学实验教学项目为基础,进行了水文地质学虚拟仿真实验教学系统的开发研究;分析了水文地质学实验教学现状,提出了虚拟仿真实验系统的设计思路和规划,并以孔隙与水实验为例,详细介绍了典型虚拟仿真实验项目的构建过程,以期能够借助虚拟仿真实验项目开发,探索水文地质学实验课教学改革的新路径,促进水文地质学教学信息化的发展以及实现线上线下融合式教学,为水文地质学教学改革提供更多的途径。     

45 t岸边集装箱起重机可视化装配仿真

为缩短岸边集装箱起重机生产制造过程中的装配周期并降低成本,针对某45 t岸边集装箱起重机,基于面向装配设计的方法引入可视化虚拟装配技术,运用CATIA对其进行虚拟装配仿真分析,确定零部件装配层次关系,设计零件的部装、预拼装和总装等部分的整体装配流程.在CATIADMU平台建立基于仿真试拆卸的装配路径规划流程,并以运行小车滑轮组为例分析装配路径规划并进行装配干涉检查.该方法可以直观地显示出各零部件的可装配性,优化岸边集装箱起重机装配结构.     

一种改进的求解柔性作业车间调度问题的灰狼算法

柔性作业车间调度问题是智能制造领域的一类典型调度问题,它是制造流程规划和管理中最关键的环节之一,有效的求解方法对提高生产效率具有重要的现实意义。本文基于经典灰狼算法进行改进,以优化最大完工时间为目标,提出一种改进的灰狼算法来求解柔性作业车间调度问题。算法首先采用基于权值的编码形式,实现对经典狼群算法中连续性编码的离散化;其次在迭代优化过程中加入随机游走策略,以增强局部搜索能力;然后在种群更新过程中加入尾部淘汰策略,在避免局部优化的同时增加种群多样性,合理扩大算法的广度搜索范围。在标准算例上的仿真实验结果表明,改进的灰狼算法在求解FJSP时比经典灰狼算法在寻优能力方面具有明显的优势,相比其它智能优化算法,本文所提算法在每种算例上均具有更好的优化性能。     

基于自适应粒子群算法的制造云服务组合研究

针对云制造系统中制造云服务组合的多目标规划问题,研究建立了问题模型并提出了求解方法。首先引入了网格制造模式的制造资源服务组合技术,探讨并描述了云制造模式中基于服务质量（QoS）的制造云服务组合过程;接着通过分析云制造模式下制造云服务的特征并基于制造领域知识,研究定义了制造云服务的八维QoS评估标准及计算表达式,推导出制造组合云服务的QoS表达,进而建立了制造云服务组合的多目标规划问题模型。最终设计了自适应粒子群算法来解决该多目标规划问题。仿真实验表明,该算法能有效并高效地解决该问题,且求解效率优于传统粒子群算法。     

带有力感觉的显微外科手术血管的仿真研究

随着虚拟现实技术的进步，带有力感觉的仿真研究迅速发展，特别是在医学上得到了广泛应用。利用虚拟现实技术取代效率低下的常规培训，可以大大减少所需的培训时间和昂贵的动物实验费用。针对复杂的显微外科手术的血管缝合，作者建立了可用于大夫培训、手术规划的虚拟现实系统。其中的交互设备采用了具有力反馈功能的PHANTOM—Desktop，使用与之配套的GHOSTSDK软件开发包，建立虚拟环境。考虑到柔性体仿真的实时性和真实性要求，采用了质量一弹簧模型的建模方法。在完成了对虚拟环境中柔性平面仿真的基础上，成功实现了带有力感觉的显微外科血管穿刺的虚拟仿真。     

航空发动机柔性转子实验台动平衡研究北大核心

由于设计和结构方面的影响以及材料不均匀和制造安装误差等原因造成的振动会降低航空发动机的使用寿命。为了避免上述问题,研究柔性转子动平衡来降低发动机振动。利用ANSYS仿真柔性转子的不平衡振动,模拟两种高速动平衡方法-影响系数法和传递函数法的动平衡过程;同时在柔性转子实验台进行多次动平衡实验模拟两种动平衡方法;最后分影响系数法与传递函数法在仿真与实验方面对转子动平衡的影响。研究结果表明数值仿真与实验结果一致,具有良好的计算精度。