基于数字化人的车间数字化制造系统

基于移动通信及移动计算技术,提出了车间数字化制造系统中“数字化人”的概念。数字化人可实时接入车间数字化制造系统,通过感官获取信息,根据形象思维、直觉和经验作出判断,并与基于长期存储、精确推理和快速数据处理的机器智能无缝地结合起来,实现灵活快捷的最佳生产决策。在此基础上,构建了支持数字化人的车间数字化制造系统原型,分析了该原型系统的网络结构和功能。结合多Agent技术,构建了该类型数字化车间的运行模式。     

WS-mCNC移动数控系统软件架构及其编译功能实现

将网络与移动通信技术引入数字化制造系统中，突破车间在数字化制造系统中的瓶颈，形成新的人-机协同制造模式。本文介绍了基于．NETFramework的WS—mONO分布式移动数控系统组成，分析了其混合软件体系架构的组成及特点，并讨论了基于XML Web服务的混合模式数控编译器的实现。     

基于移动通信的无线网络在数字化制造单元中的应用研究

制造业从单机自动化发展到网络化集成制造，实际上是在信息交换和系统互联技术发展进步的支持下实现的。本文在现代无线移动通信技术的基础上，提出了一种基于移动通信技术的网络化制造模式，并将其引入车间数字化制造中以进一步加强系统的网络互联和更有效的人机协同。本文介绍了这一制造模式的结构和在车间数字化制造中的实现方案。     

数字孪生车间——一种未来车间运行新模式

随着新一代信息技术(如云计算、物联网、大数据、移动互联、人工智能等)与制造的融合和落地应用,世界各国相继提出了各自国家层面的制造发展战略。代表性的如工业4.0、工业互联网、基于CPS的制造、中国制造2025和互联网+制造、面向服务的制造或服务型制造等。这些战略虽提出的背景不同,但其共同目标之一是实现制造的物理世界和信息世界的互联互通与智能化操作,其共同瓶颈之一是如何实现制造的物理世界和信息世界之间的交互与共融。针对这一难题,基于数字孪生(Digital Twin),提出了数字孪生车间(Digital Twin Workshop)的概念,阐述了数字孪生车间的系统组成、运行机制、特点、关键技术等。在此基础上探讨了基于车间孪生数据的车间物理世界和信息世界的交互与共融理论和实现方法。     

基于数字化人的柔性制造系统的研究

基于人机一体化思想,在计算机技术和无线移动通信技术的支持下,将“数字化人”的概念引入柔性制造系统车间中,在此基础上构建了数字化人-机协同柔性制造系统,给出了整体结构图,并详细研究了数字化人-机协同柔性制造系统中的关键技术:基于Web服务技术和移动技术的新型数控系统、蓝牙移动自组网技术、基于多Agent移动计算的人机协同管理调度技术.最后,通过一个实例实现了基于数字化人的人机协同柔性制造过程.     

基于数字孪生的航天制造车间生产管控方法

针对目前航天制造车间生产管控中存在的效率低、精细度差、动态响应能力不足等难题,研究了基于数字孪生的制造车间生产管控方法,设计了基于跨网段信息异步交互的航天数字孪生车间架构,提出了航天数字孪生车间的基本组成和虚实融合的制造车间分层管控模式,阐述了面向不同对象的制造智能(MI)和商业智能(BI)场景应用,为军工企业车间生产管控提供了可行的技术途径。     

制造单元可重构制造执行系统

在中国国家高技术研究与发展计划(863计划)项目《基于组件的可重构车间生产管理系统》和《网络环境下可定制车间生产管理系统》，以及中国教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目《基于人工免疫系统的车间计划调度方法研究》共同资助下，开展制造单元可重构制造执行系统研究与应用，对上述项目研究成果进行总结性学术报告。 针对现有制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)所存在的不能及时响应现场状况、对于遗留系统(Legacy System)的功能没有充分利用、生产信息系统无法伴随业务灵活配置重组等问题，提出可重构制造执行系统(Reconfigurable Manufacturing Execution System，RMES)概念，认为需要在保持MES基本特征的情况下，     

分布式自主协同制造——一种智能车间运行新模式

为实现生产异常的实时监控、精准预测和快速响应,针对当前以制造执行系统为核心的传统车间运行模式一直存在的异常响应缓慢、决策实时性差、系统稳定性低等问题,提出一种智能车间运行新模式——分布式自主协同制造。阐述了智能车间的分布式自主协同制造的概念、体系架构和运行机制等,探讨了智能车间的分布式自主协同制造的关键技术和特点。最后指出,分布式自主协同制造模式为智能车间的实时管控和运行优化提供了一种有效途径,有可能成为未来复杂离散制造车间的主要运行模式之一。     

[数字孪生驱动的智能制造]基于数字孪生的航天制造车间生产管控方法

针对目前航天制造车间生产管控中存在的效率低、精细度差、动态响应能力不足等难题，研究了基于数字孪生的制造车间生产管控方法，设计了基于跨网段信息异步交互的航天数字孪生车间架构，提出了航天数字孪生车间的基本组成和虚实融合的制造车间分层管控模式，阐述了面向不同对象的制造智能（MI）和商业智能（BI）场景应用，为军工企业车间生产管控提供了可行的技术途径。     

可视化技术在军工车间生产中的应用研究

在军工企业车间生产中,车间制造执行系统(MES)得到了广泛应用,但是还存在一些问题。为了提高军工企业车间协同制造、精益化生产和数字化制造的水平,将可视化概念引入到车间生产中,通过将可视化生产流程融入到整个车间MES系统信息流中,形成反馈循环模型,提高企业车间内部信息交互和协同制造水平;同时,提出将虚拟仿真可视化和可视化数据挖掘应用到车间生产中,通过对车间生产工艺等的可视化仿真提高车间工艺实施的准确性和熟练度;可视化数据挖掘的引入有助于实现以人为中心的知识获取、提炼,为企业车间精益生产提供数据支持。     

敏捷制造中制造资源重构问题建模

敏捷制造是２１世纪的制造模式,这可以异地开发产品,以充分利用各个企业的资源优势。建立联盟是实施敏捷制造的关键。从产品开发的角度看,联盟的建立就是资源的重组,而车间的重构是制造资源重组的重要内容。本文从产品开发任务定义和分解出发,建立了制造资源重构的数学模型,提出了基于因特网的制造资源重构的机理和方法,同时给出了优化问题的启发式算法。     

Digital manufacturing-the development direction of the manufacturing technology in the 21st century

After introducing the concepts of digital manufacturing technology, the discipline framework of digital manufacturing is presented in the paper by discussing its basic concept, theory foundation, key technology and scientific problems in detail. As the core of the advanced manufacturing technology, digital manufacturing is gradually becoming the main manufacturing technology of the twenty-first century. Firstly, the main features of digital manufacturing are indicated and its key supporting technologies are investigated by grouping them into four levels related to product development, numerical control, production management, and enterprise collaboration, respectively. Moreover, the existing problems in the research on the multi-discipline theory foundation of digital manufacturing such as manufacturing informatics, computational manufacturing, and manufacturing intelligence, are also indicated. Then, the core scientific problems of digital manufacturing are discussed in depth, which focuses on digitization of manufacturing information, modeling of manufacturing constraints, high-speed and high-precision numerical control theory, and Internet-based collaboration and integration. Lastly, the development trends and application perspectives of digital manufacturing are concluded. __________ Translated from Digital Manufacturing Science, 2003, 1(1–4) (in Chinese)     

敏捷制造车间任务规划系统的设计与开发

敏捷制造车间任务规划作为联系敏捷制造车间计划与敏捷制造车间调度与控制的纽带，是计划任务在敏捷制造单元层上的动态分配。对敏捷制造车间任务规划系统进行了设计，构造了基于多Agent的体系结构，定义并描述了敏捷制造车间任务规划问题，并在分析敏捷制造车间各个智能体行为的基础上，提出了基于知识和联盟形成算法的敏捷制造车间任务规划方法。该方法。是敏捷制造车间任务规划系统的核心。介绍了开发的敏捷制造车间任务规划系统。     

数字化工厂与虚拟制造的关系研究

为了区别数字化工厂和虚拟制造,研究了数字化工厂和虚拟制造的关系。基于PLM思想,给出数字化工厂的定义,并从广义和狭义角度分析数字化工厂的范畴和系统特点,与虚拟制造的概念和特点进行了对比分析。从功能集合角度分析了广义数字化工厂、虚拟制造和狭义数字化工厂的结构关系及相应系统的运行机理。在系统实施阶段,从关键技术、实施内容、侧重目标、实施特点等角度总结了三种生产组织方式的特点,给出了现有技术条件下的系统实施结论,研究了狭义数字化工厂的应用潜力。为信息时代制造业领域的后续研究提供了一定的方向性参考。     

虚拟车间异地制造资源集成方法

集成异地制造资源是虚拟车间的基本要求，需要解决资源模型标准化、克服硬软件平台异构性和制造资源评价与选择三个方面的问题。建立了用于一个制造执行系统的制造资源数据模型，采用了CORBA技术解决异地、异种数据库读写问题，应用了模糊层次分析方法进行制造资源评价与选择。     

基于CIMS和Petri网的SMT产品柔性数字化制造系统研究

目前,随着数字化制造技术的飞速发展,电子产品制造系统的柔性化、数字化是大势所趋.数字化制造技术已经成为先进制造技术的核心技术.在CIMS(Computer Integrated ManufacturingSystem:计算机集成制造系统)的环境下,介绍产品数字化制造系统的框架及其特点.基于Petri网构建产品的制造系统,以SMT产品制造系统为对象,探讨了基于Petri网调度的SMT产品柔性数字化制造系统的可行性,并给出了相关优化建议.     

机电工程实验中心环境建设的研究与探讨

“网络制造”是一个全新的理念,文章论述了如何将南京理工大学机电工程实验中心现有的CAD、CAM、CAE以及各种NC机床、加工中心、FMS等“自动化孤岛”,通过现代化网络技术按照一定方式集成起来,构成一个模拟企业范围内的网络制造环境。     

基于.NET技术的智能生产管理系统的开发

网络制造技术是网络技术与数控制造技术的集成,在数据传输、故障诊断、网络监控以及大容量数控程序加工等方面比传统数控制造技术具有更大的优越性.文中介绍了基于网络制造的智能生产管理系统（IPMS）的开发工具、结构模块、各个模块具备的功能以及开发该系统的核心技术.     

快速重组制造系统（RRMS）——新一代制造系统的原理及应用

为提高制造系统对市场和产品变化的快速适应能力,探求了制造系统可重组的理论、方法及其应用技术。提出了快速重组制造系统（RRMS）的基本构架及其特征;研究其科学基础,得出了RRMS的随机模型及其组态的优化方法,发展了用于布局规划优化的拟阵算法,提出了系统可诊断性原理并建立了经济可承受性的理论框架;初步研究了RRMS的使能技术,建立了规划与设计、快速集成、快速运行、快速拆卸与重复利用4个子系统。研制了组成RRMS的组态制造单元（CMS）,研发的基于组态制造单元组成的新颖的阵列式布局的RRMS在汽车和计算机零件生产线上得到成功的应用,为发展新一代制造系统提供了理论基础和应用工具。     

网络联盟制造

借鉴国际上的先进经验,结合中国的制造工业实际,提出适合我国国情的生产模式——网络联盟制造,以寻求21世纪中国制造企业的发展道路,并对实现网络联盟制造的特征、关键技术、信息系统框架加以探讨。