制造系统虚拟环境计算模型研究

制造系统虚拟环境仿真是虚拟制造研究的重要内容,建模虚拟制造环境会遇到很多复杂的问题,采用适当的方法至关重要。通过对制造系统虚拟环境的特点和各种描述方法的分析比较,提出了制造系统虚拟环境的多Agent建模方法,将虚拟生产线系统转化为一个多Agent系统的设计与开发,给出了制造系统虚拟环境的计算模型,对Agent数据结构中的各个组元进行了详细定义与分析,采用消息传递驱机制作为虚拟系统运行控制方式,在仿真循环中实现了制造系统虚拟环境模型的运行控制。     

支持网络化制造的车间资源集成与执行系统

提出一种对传统车间制造资源实施网络化改造与性能提升以支持网络化制造的系统集成框架及其实现方法。应用分布式人工智能中的多Agent技术和CORBA分布式对象技术与规范，对车间各种异构制造资源进行建模和封装设计，通过基于CORBA的开放式系统集成框架，将封装后的制造资源Agent以“即插即用”方式进行集成，制造资源Agent之间通过互操作方式进行协作，以实现制造过程管理与执行。最后，基于上述方法开发了一套支持网络化制造的车间制造资源集成与制造过程执行系统，该系统具有可集成性、开放性、智能性和可重构性等特点，不仅可实现车间内部制造资源的快速集成，同时还能支持网络化制造环境下车间资源的共享及制造过程管理与执行。     

基于IPDI原则和多Agent的制造系统建模研究

提出了一种基于IPDI原则和多Agent的制造系统建模的方法,通过对IPDI和多Agent理论的分析,为制造系统设计了各个Agent模型结构,模型最终能够自动完成由订单到生产的整个生产过程。     

智能制造系统的多Agent模型研究

提出了一个智能制造系统的多Agent模型，其中Agent代表基本的处理实体，Agent的特性用Petri网来表示。由于Agent具有自主性、社会交互性、反应能力和预动能力的特点，使得能够进行分布式决策，而系统的合作是通过通讯和协商解决的。Agent在交互的过程中被赋予角色，从而能够满足智能制造中复杂过程建模灵活性的需求，并能够构建一个可重用部件的扩展框架。     

可重构制造系统建模方法

对可重构制造系统建模方法,包括基于Petri网的可重构制造系统建模、基于排队网络的可重构制造系统建模、基于马尔可夫链的可重构制造系统建模、基于多Agent理论的可重构制造系统建模等方法的研究现状进行了系统的介绍,并进行了分析和比较,最后给出了可重构制造系统建模的发展方向。     

基于虚拟环境的集成快速模具制造系统研究

提出基于虚拟环境的集成快速模具的制造系统方法，着重探讨自由曲面重构、特征建模、模具制造并行机制与虚拟环境、快速模具制造等关键技术，并提出系统实现的技术路线。     

基于Agent和工作流的跨企业协同制造支持系统

通过分析跨企业协同制造业务过程,提出基于Agent的柔性工作流驱动的跨企业协同制造支持平台,其核心是一组自主交互的智能Agent,通过Agent之间的协作实现协同制造任务建模、制造任务动态调度与分配、制造资源管理及制造过程管理等功能。讨论了系统结构设计、关键技术及系统实现,并以航空发动机企业间协同制造为例进行验证。系统表现了较好的模块化特性、柔性和开放性,并可能在敏捷供应链及扩散制造方面获得进一步应用。     

基于Agent的数字车间及其调度技术的研究

在中国国家自然科学基金重点资助项目《网络环境下的数字制造理论与关键技术》，中国教育部博士学科点基金资助项目《网络制造产品电子交易平台设计与研究》，中国国家科技攻关计划项目《支持网络制造的协同交互与资源共享平台研究与产业化》共同资助下，开展基于Agent的数字车间及其调度技术的研究。 数字车间是实施数字制造的主体，是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是制造实时信息的集散地。数字车间生产的敏捷性在一定程度上决定着整个企业的敏捷性，所以从敏捷调度的视角，研究数字车间的相关理论与技术。 提出基于Agent的数字车间框架结构。框架包含车间管理与计划子系统、设计子系统、生产调度与管理子系统、物料运输子系统、库存与管理子系统、制造资源子系统、生产仿真子系统和制造执行子系统。框架结构支持虚拟企业生产模式——组成数字车间的设备或设备单元可以是处于不同地域，通过制造设备Agent之间的协调与合作，制造设备在物理位置上不变，而在生产组织和管理逻辑上随加工任务的变化而改变，实现资源的动态配置，对变化的任务做出及时响应，从而提高制造系统的敏捷性，因此也被称为虚拟数字车间。赋予数字车间更为重要的地位和作用——除承担对生产任务的调度与制造实施以外，还兼具运输服务和仓储管理等两项功能，并在制造过程中实时收集订单的生产进度信息。 研究数字车间中Agent对制造资源数据的管理技术，将与制造资源相关的数据信息直接集成到制造资源Agent结构，使得数据库系统就像是Agent框架整体的一部分。提出以分布式数据库系统为中间层的车间系统集成方案。在此基础上，研究基于Agent会话的车间运作方式，将数据库系统看作Agent系统与其他系统联系的中间层的结构，使得Agent系统易于实现与现有软件系统的集成。Agent使用数据库访问机制     

制造系统多Agent智能控制平台研究

将多Agent智能控制技术应用到现代生产制造中,可以使制造系统具有较高的柔性、开放性和可重配置性。对制造系统多Agent控制系统体系结构、合同网和语言规划、通信方式和协商机制以及建模过程和方法进行了比较详细的分析和讨论,并最终给出原型控制系统和优化结果,为多Agent系统的开发指出了一条可行的道路。     

模具设计和制造系统的虚拟环境设计

虚拟制造是实现敏捷制造的一项关键技术,从模具设计和制造系统虚拟环境的组成入手,对模具和制造系统虚拟环境的设计方法进行了分析和总结     

基于异构Agent系统的虚拟制造单元

虚拟制造单元是虚拟制造系统的一个重要组成部分。本文分析了Agent系统特点 ,提出了一种基于异构A gent系统的虚拟制造单元 ,并建立了审慎式Agent和反应式Agent并存的系统体系结构。根据系统分层和异构的特点 ,定义了Agent的结构模型及其运行模式。采用过程调用模式与消息模式相结合的方式解决了各Agent之间的通信问题。根据所提出的观点并利用相关的开发工具 ,初步实现了一个虚拟制造单元     

<Emphasis Type="Bold">A Multi-Agent-Based Agile Scheduling Model for a Virtual Manufacturing Environment</Emphasis>

In order to develop a multi-agent-based scheduling system for a virtual manufacturing environment, it is necessary to build various functional agents for all the resources and an agent manager to improve the scheduling agility. In this paper, a hybrid hierarchical model for agile job scheduling in a virtual workshop environment is proposed. The operations of the virtual manufacturing units, the negotiation processes and protocols among the agents are described in detail. Furthermore, forward and backward searching methods supported by the negotiation protocol are proposed for task assignment.     

虚拟产品制造规划中仿真优化技术的研究与应用

论述了制造系统的仿真与优化技术在规划中所起的巨大作用,提出了将工艺计划和生产计划的集成规划置于制造系统仿真的多级优化环境框架,并对仿真优化的目标进行层次分类,最后通过生产线系统设计实例,验证了本文的部分核心思想,为工程师进行产品制造规划提供了有力的前瞻性预测工具。     

生产线虚拟设计及其应用仿真研究

针对传统生产线设计方式的缺点,提出一种基于虚拟制造技术的新型生产线设计方法--生产线虚拟设计,详细研究了其设计原理、基本特征、体系结构、设计内容和设计流程.生产线虚拟设计可有效地集成生产线的设计、仿真、分析、诊断、优化和重组等功能.结合应用实例,建立了生产线的虚拟模型,可视化地仿真其运行状态,迅速地诊断了其瓶颈工序,诊断结果与现实状况较为吻合.     

基于Pro/E的虚拟设计与制造环境的研究与开发

虚拟制造技术是多个学科领域知识的综合集成与应用，计算机仿真，建模和优化技术是虚拟制造的核心与关键技术。依据虚拟制造的思想，结合成熟的CAD/CAM产品和虚拟现实技术，构建了一个集成的虚拟设计与制造环境，讨论了各模块的功能以及系统开发的关键技术和开发环境。创建了原型系统，对虚拟制造技术的应用进行了初步探索。     

WEB-BASED VIRTUAL CNC MACHINE MODELING AND OPERATION

A CNC simulation system based on internet for operation training of manufacturing facility and manufacturing process simulation is proposed. Firstly, the system framework and a rapid modeling method of CNC machine tool are studied under the virtual environment based on PolyTrans and CAD software. Then, a new method is proposed to enhance and expand the interactive ability of virtual reality modeling language(VRML) by attaining communication among VRML, JavaApplet, JavaScript and Html so as to realize the virtual operation for CNC machine tool. Moreover, the algorithm of material removed simulation based on VRML Z-map is presented. The advantages of this algorithm include less memory requirement and much higher computation. Lastly, the CNC milling machine is taken as an illustrative example for the prototype development in order to validate the feasibility of the proposed approach.     

虚拟制造系统建模与仿真

讨论虚拟制造的有关概念，虚拟制造建模与仿真环境及该环境下的产品与制造过程建模，虚拟制造建模与仿真的支撑技术等。     

虚拟环境下制造资源的数字化模式表达与控制

虚拟制造是在数字化制造资源构成的虚拟环境中 ,在过程模型的驱动下 ,设备模型对产品模型进行的加工过程仿真。设备的数字化模型是构成虚拟环境的重要组成部分。本文提出了能够表达物理设备功能特性及其形状特性的虚拟设备模型 ;对设备几何进行了层次化、模块化分解 ,研究了虚拟控制器的描述与实现方法 ;利用面向对象方法实现了虚拟设备模型 ,该模型可以表达物理设备的基本功能     

基于VRML的数控机床的虚拟操作研究

虚拟环境下加工设备虚拟操作和虚拟加工是虚拟制造的一个重要研究内容。本文通过对数控机床的虚拟操作的研究,阐述了在VRML的虚拟现实应用平台上建立数控机床的虚拟操作系统的方法,提出了利用VRMLJavaAppletJavaScriptHtml多方相互通信的办法对VRML人机交互功能进行增强与扩展,从而满足数控机床虚拟操作的功能要求。实验结果表明,这种增强办法不仅使VRML原有的人机交互能力得到进一步的增强,并且为VRML添加了接收与处理文本信息以及读写文件等交互能力。此外,文中还提出了一种利用SolidWork与PolyTrans相互结合而实现的在虚拟环境下的数控机床的快速建模方法,并取得令人满意的效果。本系统不但可应用于异地制造、数控机床加工仿真,还可应用于基于WEB的数控机床操作、编程与加工培训等方面。