基于多智能体的协同制造任务分解方法

在研究采用单元制造系统制造与传统企业内部生产本质区别的基础上,提出了基于多智能体的制造单元控制功能图,并描述了各功能块之间的数据流的输入与输出关系。在制造单元控制系统中,协同制造任务功能模块完成制造任务下达计划。由于资源的独立性及制造任务的分解、分配问题,合理解决制造任务冲突和资源分配问题是正确下达制造任务的关键。因此,文中提出了一种基于多智能体结构的制造任务分解、分配方法,实现了一个基于多智能体结构的制造任务分解原型系统。     

航空发动机数字化协同平台关键技术研究

针对中国航空发动机行业对多厂所联合协同研制的需求,提出航空发动机协同工作平台的建设目标,建立了异地多厂所发动机联合研制协同平台体系架构.在深入分析了协同平台所支持的协同设计、协同制造和协同设计制造3种协同模式及其工作范围之后,重点研究了构建数字化协同平台的3项关键技术--并行工作组织与实施、协同工作平台建设和型号工程数据中心,有效解决了实施航空发动机数字化协同平台过程中的技术难题.     

智能重构制造控制系统集成框架

为提高制造控制系统的智能重构能力,扩展了IEC 61499基本功能块模型,提出了知识功能块新概念,并将其作为功能单元构建了智能重构制造控制系统集成框架.在阐述了智能重构与智能控制并行执行过程的基础上,提出了基于Web Services面向服务的制造控制系统软件体系结构,并采用统一化建模语言建模语言进行了系统设计.通过一个原型系统运行实例,验证了IEC 61499功能块标准、Web服务中间件和面向服务哲理在实现智能重构制造控制系统方面的有效性.     

基于人机协同模型的生产单元组织配置仿真

为优化生产单元的组织资源配置方式,将多主体建模与制造过程仿真相结合,建立了生产单元的人机协同仿真模型,给出了模型的结构框架、主体模型结构和模型集成技术.基于人机协同仿真模型,以某摩托车发动机关键零部件的典型生产单元为例,对制造团队的技能类型、技能水平和人机分工方式进行了仿真研究.仿真结果表明,操作人员技能等级以及操作员之间的协同工作方式对订单完成时间均具有显著影响,人机协同仿真模型可实现对各种组织资源配置方案的动态和定量评价,从而帮助制造团队对组织资源的培训及分配进行优化决策.     

基于Web的铁道车辆冲压产品制造服务系统

针对铁道车辆厂在冲压模具生产过程中的一些弊端,对基于Web的支持协同产品开发的制造服务系统进行了研究.提出用动态产品数据管理(D-PDM)系统来实现群体协同工作中的产品数据管理;采用Java3D技术和ADO.NET标准构建了Web冲压模具库;采用Java Applet和XML Web服务技术实现了两种制造服务模式.在信息集成、协同平台的构建和制造服务模式上的研究,为制造资源的集成和制造企业间的协作奠定了一定的基础.     

航空发动机数字化协同平台关键技术研究

针对中国航空发动机行业对多厂所联合协同研制的需求,提出航空发动机协同工作平台的建设目标,建立了异地多厂所发动机联合研制协同平台体系架构。在深入分析了协同平台所支持的协同设计、协同制造和协同设计制造3种协同模式及其工作范围之后,重点研究了构建数字化协同平台的3项关键技术——并行工作组织与实施、协同工作平台建设和型号工程数据中心,有效解决了实施航空发动机数字化协同平台过程中的技术难题。     

复杂零件协同制造任务信息模型及建模方法

针对网络化环境下的复杂零件协同制造,研究了协同制造任务信息模型及建模方法.定义了协同制造任务和制造子任务,提出了基于逻辑制造单元和逻辑加工路线的协同制造任务和制造子任务表征;建立了逻辑制造单元的信息结构.定义了相关"元语",研究了逻辑加工路线的信息模型及其有向图表示;提出了协同制造任务的分解过程涵盖逻辑制造单元和逻辑加工路线的设计,并分别给出了设计方法.最后,以叶片零件为例,讨论了其协同制造任务分解的应用过程.     

基于组件技术的知识化制造系统自重构的实现

为了实现知识化制造系统的自重构,对自重构的使能工具进行了开发及应用。首先研究了知识化制造系统中知识的表示方法,讨论了知识网库的设计;然后分析了知识化制造系统自重构使能工具的功能;详细讨论了知识网自重构使能工具的实现以及自重构后软件系统的自动生成等难点技术;最后,在.NET平台上,基于组件技术,通过实例说明了知识化制造系统自重构技术的应用;自重构后新系统的有效运行,充分说明了知识化制造系统自重构的可行性及有效性。     

基于模糊DEA/AR的知识化制造模式评价和选择方法

考虑知识化制造模式的复杂度,以知识化制造模式为决策单元建立了数据包络分析模型,提出一种用于制造模式相对有效性评价的模糊数据包络-保证域方法。模型中的输入变量和输出变量以三角模糊数表征,采用权重保证域以避免传统非阿基米德无穷小量求解对评价结果的影响,引入α截集计算决策单元模糊有效性的上下界,实现决策单元的相对有效性评价。在此基础上,给出一种基于模糊有效边界值的制造模式相对有效性排序方法,为知识化制造模式选择提供依据。最后,通过试验算例验证了该方法的可行性。     

基于CARBA智能制造单元协同工作体系结构的研究

针对制造单元的管理与控制系统一制适执行系统,提出了一种层次化的基于CARBA的制造单元协同工作体系结构模型。通过多个不同单元Agent之间的协同工作来适应制造任务的变化,对市场作出敏捷反应。     

知识化制造单元的建模、控制与仿真

为了解决多Agent(智能体)多工件的知识化制造单元的任务控制问题,提出一种新的矩阵自动机模型对知识化制造单元进行建模。该模型具有结构化的特点,并能够分析制造单元运行的动态性能。用随机动态规划的方法求取自动机的控制策略,并给出知识化制造单元运行的仿真方法和程序。仿真结果表明,数学模型和任务控制策略是可行和有效的。     

面向协同设计效率评估的基础分析模型研究及应用

在协同设计工作过程的效率评估中,针对效率评估研究模型缺乏的现状,提出了一种面向协同设计工作效率评估的基础分析模型。首先,研究网络化协同系统设计等工作过程的特征,然后,构建用于效率评估分析的基础分析模型。该模型针对集中式协同设计工作过程建立,包括了分析框架、过程视图、功能视图和信息视图,最后,以实验的方式,阐述该基础分析模型在效率评估过程中的应用和实施步骤。     

Basic model study on efficiency evaluation in collaborative design work process

During the efficiency evaluation process of collaborative design work, because of the lack of efficiency evaluation models, a basic analytical model for collaborative design work efficiency evaluation is proposed in this paper. First, the characteristics of the networked collaborative design system work process were studied; then, in accordance with those characteristics, a basic analytical model is created. This model, which is built for centralized collaborative design work, includes an analytical frame, a process view model, a function view model and an information view model. Finally, the application process and steps of this basic analytical model are elaborated when used for efficiency evaluation through an experiment. __________ Translated from Modern Manufacturing Engineering, 2006, (9): 19–22 [译自: 现代制造工程]     

支持协同的3维轻量化模型与圈阅工具的研究

为提高3维模型的传输效率和协同设计中的数据保密性,定义了一种支持协同的3维轻量化数据结构,引入了轻量化装配模型和轻量化零件模型,其中轻量化装配模型记录了模型的产品结构关系和各零件的装配位置,轻量化零件模型记录了模型的非精确显示数据和支持模型测量的精确几何数据及其关联。因为过滤原始3维模型中的非几何信息,轻量化模型的数据量约为原始模型的1／20。在系统实现方面,给出了3维轻量化工具的体系结构,研究了3维模型轻量化组件、可视化浏览器组件和可视化协同组件的开发。最后,在某汽车制造企业的产品数据管理系统中进行了实施,提高了3维环境下的协同设计效率。     

PDM协同设计中本地数据管理的研究与实现

提出了产品数据管理本地化的思想和本地工作区的概念,从设计目标、功能模型、设计结构和工作方式四个方面阐述了本地工作区,并在此基础上建立了基于本地工作区的协同设计框架,最后给出了本地工作区的实现。     

动力学蒙特卡罗法体硅湿法刻蚀工艺仿真的研究与开发

对比分析了BKL、二叉树搜索以及树状结构搜索算法(KLS) 3种动力学蒙特卡罗法的实现过程,讨论了它们在MEMS各向异性湿法刻蚀工艺仿真计算中的应用,阐述了应用特点.使用树状结构搜索算法实现了加工仿真程序,以(111)晶面的原子移除过程为例,解释了蒙特卡罗法在刻蚀中的计算特点.开发的系统模拟了(311)晶面在KOH刻蚀中表面形貌的演化过程,刻蚀面能够很好地再现出表面的微观特征.基于KLS的方法能对湿法硅微结构工艺进行仿真计算,不同刻蚀阶段的微结构能与实验结果相一致,较为合理准确.     

扩展模糊时延Petri网下的协同虚拟环境要素建模

提出一种基于角色理论的协同虚拟环境要素模型——RACVE。该模型分为两个部分：着重描述协同要素之间的静态关系的RACVE基准要素模型，两个与时间相关的概念一智能主体运行态和Collaborative Federation；以基准要素模型为扩展基础，为了显式地将时间因素作为第四维度，并满足四维和实时的需求，采用模糊时延Petri网技术对CVE各要素的动态状态变迁进行了良好的描述。另外．基于RACVE要素模型，给出了在协同客体并发操作上的应用。     

面向产品自顶向下设计进程的集成协同决策

提出基于产品功能和物理拓扑结构的进程模型,将产品自顶向下设计进程分解为模块任务、零件任务、设计参数及其相互关联等基本组成元素.根据自顶向下的设计进程特点,提出产品集成协同设计软件系统架构,设计相应模块任务代理、零件任务代理以及基于敏度分析的代理设计方法,采用Java及Web技术实现了上述系统,以变速箱为设计实例说明系统的应用过程和效果.     

基于设计任务单元的协同设计环境研究

针对工程产品设计的协同性、集成性和网络化要求,提出了以设计任务单元作为工程设计流程中的基本组织单元的设计方法,详细阐释了设计任务单元的信息模型及运行机制,给出了以设计任务单元为核心,以设计结构矩阵为组织形式,以功能、行为和结构表示的产品模型为支撑的协同设计环境体系架构,并以卫星总体设计为验证实例建立原型系统。     

基于多移动代理的分布式协同控制研究

针对移动代理的特点和其在分布式协同中的要求,提出了一种基于多移动代理的分布式协同控制机制和算法。给出了支持分布式用户协同工作的多移动代理协同交互的体系结构和协同控制模型。在扩展移动代理固有属性的基础上,赋予了分布式事务的属性,提出了移动代理事务及其相关概念,并给出了基于移动代理事务的行为状态的转换和基于等待队列的多移动代理协同算法。给出了Web环境下多移动代理的协同控制应用验证模型。