一种基于ROS的机器人云平台架构设计

机器人云服务平台是机器人技术与互联网技术相融合而产生,为用户提供基于网络的机器人接入、监控、管理、数据分析、控制优化等专业化服务的一种软件服务平台。提出一种基于ROS的机器人云服务平台架构,根据功能层次分为基础层、平台层和服务层三个层次。基础层是提供基础设施资源的物理硬件层次,包括云平台底层的硬件服务器和网络设备等;平台层是用于促进用户应用开发、部署的中间件云服务,为机器人软件程序提供开发、测试和运行环境的层次;服务层是将资源抽象和虚拟化封装成服务统一部署在云平台上,以提供软件的方式为用户服务。基于ROS的机器人云服务平台架构结合了现有的机器人云平台架构,在其基础上进行了优化,借鉴OpenStack的松散耦合架构完成基础层的设计,根据微服务体系结构将应用软件拆分成一系列小型的微服务来实现平台云服务的封装。     

依托产学研资源构建云制造服务平台研究

通过分析云制造服务平台在实际开发过程中遇到的资源管理方面的难点,提出依托产学研联盟的固有资源构建服务平台的方案,以降低云制造应用系统在资源管理服务方面的开发难度,提高资源服务的稳定性和可靠性;设计了依托产学研资源的云平台总体服务模型,阐述了云平台的构建方案及各功能模块的开发思路;最后,依托某产学研联盟的资源库建立并试运行了面向机械制造业的云制造管理系统,实现了一定的云服务功能,对服务效果进行了总结评价,为云制造的市场化建设实施做了有益尝试。     

基于语义Web的云设计服务平台及关键技术

针对云设计环境下设计资源具有分布性、异构性和面向服务等特点,以及中小制造企业对外部设计资源和设计能力的需求,以语义Web为基础,设计了一种能够实现设计资源集成共享并支持中小企业内外部资源整合与产业协作的云设计服务平台。给出了云平台的层次体系结构与运行机制;探讨了基于Web服务和本体论的资源虚拟化和云资源池构建方法,建立了面向产品信息模型的资源动态能力与客户需求表述模型,研究了基于语义推理的资源搜索匹配算法以及平台运行调度与监控等;采用Flex和Java开发了云平台原型,并以使用UG终端仿真服务设计起落架外筒为运行案例,验证了云平台的可行性和有效性。     

基于物联网的制造平台

针对制造业信息化对智能化、服务化和精益化的需求,提出基于物联网的制造平台框架。基于云服务的产品协同设计系统包括基于云服务的协同设计虚拟环境、基于PLM的设计过程数字化和设计支持智能化;基于物联网的数字化制造平台采用物联网技术和设备监控技术采集数据,依托制造资源和制造能力云,对工厂内的制造资源、生产过程、物料和质量等进行集中管控。     

无损云检测技术研究及仪器系统开发

传统无损检测技术不能满足机械设备状态监测的需求,无损云检测技术是状态监测领域的未来发展趋势,也是设备健康管理基于大数据的必然需求。首先,归纳总结了无损检测和云检测的含义,基于此定义并分析了无损云检测的概念,明确无损云检测的四大优势;其次,阐明无损云检测的三个发展阶段,依据功能要求构建出数据流程和系统架构;最后,从仪器、系统两个层面分别进行设计开发和工程应用,通过对无损云检测仪器和系统架构的设计分析,研制声发射云检测仪器设备、搭建大型游乐设施健康监测和管理云平台。实现设备监测、故障诊断、结果可视化等动态管理功能,较好实现无损云检测的综合应用,从云检测角度提供大型游乐设施综合管理新的解决方案,为后续智能检测的研究提供参考并奠定基础。     

凸轮轴数控磨削云平台的研究与设计

针对整合磨削加工领域资源的问题,借鉴云计算与云制造的思想,提出并开发了整合与利用磨削软硬两大类资源的磨削云平台。提出了磨削云平台体系架构,设计了其软件结构,研究了其关键技术。利用人工智能技术,设计了磨削云平台应用需求模型及其工作流程与关键算法。开发了SaaS服务系统、PaaS服务系统、IaaS-to-PaaS分布式异构数据库同步复制系统、IaaS服务系统、用户注册登录管理系统5个软件子系统所组成的磨削云平台,使得企业在资源利用上更为优化便捷。将该磨削云平台应用于实际生产,有效提高了生产加工效率,降低了生产成本。     

面向工业设计全产业链的云服务平台关键技术研究

云服务的快速发展对制造业转型产生了一定影响。在工业设计领域,单一设计服务模式向全产业链服务创新转变是未来设计服务业发展的趋势,为支持这种价值链创新服务模式,提出了面向工业设计全产业链的第4方云服务平台;通过资源整合、需求整合和按需优化配置,实现平台资源的分布式异构与动态智能匹配,有效支持制造业的转型升级。     

面向制造业的工业设计服务平台管理模式研究

针对平台建设,从国家政策、制造业发展、制造企业和设计企业讨论了面向制造业的工业设计服务平台建设的必要性。提出了工业设计服务平台应该具备供需信息共享、协同创新设计、在线招聘、设计资源、设计交流、在线设计竞赛、在线设计调查等功能。分析了工业设计服务平台需求企业、服务机构、高校院所、设计专家、设计师等用户。研究了服务平台基于站群的分布式管理技术,减少了管理人员的分类。最后,根据平台会员参与方式和参与深度,将工业设计服务平台的功能分为信息层、交互层和协同层。提出的功能定位、用户分类和管理模式为工业设计服务平台建设提供了良好的理论支撑。     

基于Lenk方法的云制造栈模型探索

云制造是制造业在云计算支撑下的一种新的商务模式,其研究现处于探索和初步实践阶段。在Lenk方法基础上,从制造业信息化现状和发展需求出发,构建了商务云制造栈模型,其中包括资源即服务模型(Resource as a Service,Raa S)、基础设施即服务模型(Infrastructure as a Service,Iaa S)、平台即服务模型(Platform as a Service,Paa S)、软件即服务模型(Software as a Service,Saa S)及人力资源即服务模型(Human as a Service,Haa S)这五层结构,并对制造资源虚拟化、云端数据管理、制造资源调度以及云端信息安全等云制造关键技术进行了分析。在某集团信息化改造项目中,将该云制造栈模型运用到集团私有云的网络环境搭建中,并开发了基于Saa S的应用系统。     

云制造环境下数控装备资源服务匹配方法研究

在资源服务匹配方法研究的基础上,结合资源概念之间的继承关系和同层关系,考虑数控装备资源的类别信息、状态信息、功能信息、Qo S信息以及综合信息等因素对查准率的影响,提出一种"刚性参数"与"分层匹配"相结合的云制造环境下数控装备资源服务匹配方法。依据该服务匹配方法的思想及流程,设计并开发了数控装备资源云制造平台系统原型。在此基础上,对该匹配方法开展了性能仿真实验。结果表明,该匹配方法能够精确、快速地匹配出符合资源请求者需求描述的资源,使得资源查准率得到较大幅度的提升。     

云模式下仿真设计资源的虚拟化与服务化

仿真设计资源的云服务模式及平台应用是快速提升中小企业复杂产品仿真设计能力、有效降低新产品研制成本和风险的有效方式之一。结合复杂产品仿真设计这一应用领域自身特点,在云制造系统通用体系架构基础上构建了仿真设计云服务平台架构;阐述了平台开发中仿真设计资源的虚拟化与服务化方法,给出了仿真设计资源通用虚拟化描述模型及虚拟资源的Web服务封装及应用实例;最后通过开发中小企业云服务平台原型系统验证该方法可行性,也为中小企业提供一个仿真设计资源综合服务平台。     

一种烧结生产过程控制云制造仿真实验平台

为减少自动化系统现场调试的风险,提高适应性和可靠性,针对钢铁制造业中的烧结生产过程,设计并实现了一种基于云制造的仿真实验平台,提出云服务端以可编程逻辑控制器群、集散型控制系统群、服务器群和数据库群等为物理资源层,以烧结过程的各种虚拟过程控制对象和优化控制模型等为虚拟资源层,面向钢铁制造企业、研究与设计机构等云接入端用户,提供烧结过程优化控制系统的半实物仿真、操作参数验证、生产过程模拟以及工艺流程学习等云服务。以烧结生产偏析布料工序的料层厚度自动控制系统为例,验证了实验平台的有效性。     

仿真标准试验验证及技术服务平台建设探讨

为实现对2016智能制造综合标准化项目《机械产品设计工艺仿真及信息集成标准研究与试验验证》七项国家标准草案的试验验证,需搭建仿真标准试验验证及技术服务平台,本文对平台建设进行了探讨。本文首先对平台的功能需求进行了梳理,平台功能需求主要包括仿真数据管理功能、仿真流程管理功能、系统管理及技术服务功能;其次,采用面向服务(SOA)的体系结构思想,基于可扩展建模仿真框架(XMSF)/模型驱动体系结构(MDA)规范,结合Web/Web Service/云计算和HLA/RTI体系结构,提出了仿真标准试验验证及技术服务平台的架构,主要包括资源层、核心服务层、管理系统层和应用层四个功能模块;最后,对平台实现的关键技术进行了研究,包括支撑环境技术、系统总体技术、一体化建模技术、协同仿真技术及信息过程管理技术等。     

云计算环境下基于语义Web的协同设计系统

针对当前产品实际设计过程中设计成果重用度低、设计方法难共享、设计人员交差工作时间长等问题等特点,结合Web服务本体描述语言的思想,构建了一种能够实现企业内外部服务资源集成共享以及面向汽车零部件新产品研发的协同设计云平台总体框架,给出了其体系结构和运行服务模式,并对设计需求和服务资源的语义匹配进行探索,建立了面向资源搜索的语义推理和描述框架模式的服务发现和服务虚拟化模型,有效解决了约束条件服务参数的匹配和设计资源的动态分配。采用AJAX和Java开发了云平台原型,结合汽车零部件产业的实际对该平台进行了初步应用实践。     

云制造服务平台的资源使用及访问控制

为了重新规划与设计面向云制造服务平台的访问控制模型,从资源的使用角度出发,将云制造服务平台中的广义制造资源划分为硬件资源、软件资源、信息资源、计算资源与智力资源,分析了各类制造资源在云制造服务平台中的使用方式和访问控制需求,依此设计了云制造服务平台的访问控制模型,定义了系统级别的宏安全策略及子域级别的访问控制请求与响应流程,并展示了初步研究成果——可应用于云制造服务平台协同式子域的授权路径分析工具,有利于促进云制造服务平台资源的安全使用,是云制造领域已有研究工作的延伸和技术扩展.     

汽摩零部件新产品开发云制造平台总体框架及关键技术

针对当前汽摩零部件企业迫切需要快速、有效且可靠地利用异地分散的服务资源来提高新产品开发能力的需求,结合云制造的思想,构建了一种汽摩零部件新产品开发云制造服务平台的总体框架,分析了其体系结构和运行服务模式,并对基于资源描述框架模式的汽摩零部件新产品开发云制造资源描述方法和基于P2P超级节点的云制造资源搜索策略等平台实现的关键技术进行了研究.结合重庆市汽摩产业的实际对该平台进行了初步应用实践.     

新疆兵团节水装备云制造公共服务平台研究

根据产业链的结构及企业内部的架构和管理机制,对企业资源、需求进行了整合和按需优化配置,以实现制造过程服务化和管理过程服务化. 分析了节水装备制造业的生产流程和制造工艺. 根据面向服务的理念,提出了基于SOA的云制造服务平台的体系架构,设计和搭建了节水装备云制造公共服务平台.     

面向云制造服务架构及集成开发环境

为满足云制造对软件架构和开发工具支持的迫切需要,从抽象角度分析了面向服务架构、云计算和云制造三者之间的关系,指出云制造继承和扩展了前两者的服务模式;面对制造资源,融合面向服务架构与云计算,提出了面向云制造的服务架构;选用公众可免费方便获得的开源工具,构建了基于Eclipse平台的面向云制造服务集成开发环境;结合制造流程示例展现开发工具应用。通过示例研究表明,该集成开发环境具有良好的可伸缩性,能敏捷地应对云制造应用需求。     

云制造系统中制造资源匹配研究

云制造系统提供了一种崭新的制造模式,是云计算技术与网络化制造模式的结合。云制造平台运行的过程中,需要根据制造需求对制造资源进行搜索与匹配。为了便与搜索与匹配,首先将制造需求和制造资源虚拟成订单服务节点和制造服务节点,然后采用RDF对订单服务节点和制造服务节点进行表述。应用本文所提方法来表征制造资源信息,具有易传输性和可扩展性,适应系统要求。     

云制造平台资源需求的高效匹配策略研究

为快速、精确地从云制造平台资源池中搜索到满足用户需求的资源,实现资源与需求的高效匹配,提出了一种资源需求高效匹配策略。首先,建立了资源与需求的形式化描述模型,在此基础上,采用改进的K-means聚类算法按基本信息进行聚类,对云服务池中的资源进行预处理,形成多个资源簇;其次,计算用户需求与各资源簇聚类中心基本信息的相似度,确立备选资源簇;最后,再分别从资源的状态信息、功能信息和服务信息3个方面对备选资源簇中的备选资源进行筛选匹配。实例分析和研究结果表明:与已有的匹配方法相比,该方法在保持较高匹配精度的同时具有更高的匹配效率。