面向多视图的数字孪生制造单元数据集成与服务方法

传统车间在数据集成与服务方面存在智能化程度低、存储介质和生产介质单一的问题，为了解决这些问题，以数字孪生制造单元为研究对象，提出了面向多视图的数据集成与服务方法。首先，基于开放性生产控制和统一架构信息模型，构建了模型与数据实体之间的映射关系，并通过自组织的数据存储方法实现了制造单元的数据集成。其次，设计了面向多视图应用的表述性状态转移数据服务方法。最后，以数字孪生制造单元中具体的生产应用为案例，验证了所提方法具有更少的数据服务耗时和网络请求次数，可以有效提升数据集成的实时性。     

虚拟环境下面向并行工程的产品信息建模与研究

目前传统的产品开发模式已不能满足激烈的市场竞争要求。虚拟设计和并行工程是现代产品设计新型技术,而产品信息模型是虚拟环境下并行设计的基础,在对产品模型信息需求进行分析的基础上,提出了集成产品信息模型并行设计结构框架,阐述了基于STEP标准集成产品信息模型构建过程和具体的实现过程,解决了集成产品模型的多视图表达和产品结构树等关键技术,给出了产品结构树的具体实现算法,最后建立了面向并行设计的集成产品信息模型,并对该信息模型进行了分析评价。     

面向并行集成环境的CAPP技术

在液压缸并行设计系统中,提出了ＣＡＤ ＣＡＰＰ并行集成的思想,认为零件设计与工艺设计是一个宏观上并行,微观上串行的过程。应用特征技术建立了面向并行集成环境的零件模型;建立了基于知识的工艺决策;给出了面向并行集成环境的ＣＡＰＰ系统的总体结构和信息需求;实现了面向并行工程的液压缸ＣＡＰＰ系统。     

基于批次的流程行业物料清单集成技术

针对流程行业的特点及其在物料清单集成管理方面的需求,在分析流程行业物料清单多视图形态及映射逻辑关系的基础上,提出了基于批次的物料清单多视图转换映射方法。通过将物料批次与产品类型、应用域和生命周期相关联,定义了继承单元、替代单元、衍生单元和聚合单元及其转换映射函数。通过辨识物料清单多视图的批次属性特征,提出了物料清单多视图间的结构转换和数据映射算法,实现了物料清单多视图的转换映射,并通过企业的实际应用进行了可行性和有效性验证,进而建立起面向流程行业的物料清单多视图集成应用模型。     

面向CAPP／PPS集成的多工艺方案创成方法的研究

基于并行工程的理论,建立了ＣＡＰＰ与ＰＰＳ（ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｌａｎｎｉｎｇ＆Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）并行设计过程模型并讨论了工艺规划决策方法,为实现ＣＡＰＰ与ＰＰＳ的集成奠定了基础。ＣＡＰＰ生成多个可行工艺方案是ＣＡＰＰ与ＰＰＳ集成的需要,本文讨论了多工艺方案的表示方法,基于多工艺路线与／或图表示,提出了一种行之有效的生成多工艺路线的启发式方法并给出了应用实例。     

产品并行开发过程建模研究

并行工程的关键是对产品实行集成的并行开发,而产品并行开发过程模型是实现产品并行开发过程管理的 基础。本文从产品视图、功能视图、工作流程视图、组织视图、约束视图和资源视图多个侧面建立产品并行开发过程 集成模型,并详细研究了反映产品并行开发过程本质的组织视图、工作流程视图和约束视图模型的建立,建立了矩 阵式IPT组织模型以及产品并行开发工作流模型和多层约束网络模型。     

面向工艺链的零件制造模型框架研究

为解决设计信息向制造延拓的矛盾,在分析零件工艺链组成的基础上,提出了零件制造模型的概念,并结合实例建立了零件制造模型框架.提出了零件制造模型的组成,把零件在工艺过程中的状态作为制造模型组成单元,并细分为工件模型和工艺模型.建立了制造模型的信息层次结构,面向集成制造给出了制造模型信息的表达方式和基于控形节点的数据组织结构.基于Petri网,描述了制造模型定义过程.在该模型框架基础上,可进一步发展零件制造模型的数字化定义、管理和集成应用方法,以实现零件精密、快速和节约制造.     

集成平台运控系统代理模型研究

运行管理与控制系统是ＣＩＭＳ应用集成平台的重要组成部分。研究了运控代理的体系结构模型和单元结构模型,介绍了采用面向对象技术的运控代理设计开发的方法和过程,并通过基于代理的平台消息传递服务的具体实现,有效地说明了在运控代理的支持下,集成平台成为一个协调运作的统一的整体。最后,基于上述的研究与实践,提出了更具柔性的ＣＩＭＳ应用集成平台系统体系结构的初步构想。     

面向设备e-维护的嵌入式网络化智能单元的实现

鉴于敏捷制造对制造过程管理与维护的需求，研究并建立了制造系统智能维护单元的原型。提出了基于Internet的嵌入式智能维护单元的基本构架，介绍了其实现方案，在此基础上构建了远程维护系统模型，并针对系统的可靠性、网络化和智能化要求，提出了基于多参数集成智能维护单元的网络维护解决方案和系统关键技术。分析了基于嵌入式智能单元的维护技术的应用特征和发展前景。     

基于自适应粒子群算法的制造单元集成构建方法

为避免制造单元构建过程中各个环节分开孤立研究导致的问题解空间损失和工件选择单一工艺路径而引起的制造单元忙闲不均现象,利用并行工程的思想对三个环节进行了集成优化方法的研究,建立了多目标集成优化模型,并设计了基于结构化编码的自适应粒子群算法.通过仿真实验,验证了模型和算法的可行性和有效性.     

CoopCAD(Pro/E)实时协同设计系统中的并发操作控制策略研究

实时协同设计系统中的并发操作控制部分是影响系统协同性能的主要因素,县有高效率并发控制模块的协同设计系统也具有更好的实时性。本文就实时协同设计中的并发操作控制方法进行了讨论,并针对协同控制负担在协同设计期间上的均匀化问题,提出了面向协同设计系统协同状态的并发操作控制策略。该控制策略被应用于自行开发的 CoopCAD (Pro/E)实时协同设计系统之中,系统运行结果表明其可行性较好,效率较高。     

同步分布式协同设计并发操作控制策略研究

对实时协同设计中的并发操作控制方法进行了讨论,并针对协同控制负担在协同设计期间上的均匀化问题,提出了面向协同设计系统协同状态的并发操作控制策略。该控制策略被应用于基于Pro／E的实时协同设计系统之中,系统运行结果表明其可行性较好,效率较高。     

基于三维CAD平台的实时协同设计方法

首先结合三维CAD系统协同设计平台CoopCAD（Pro／E）的开发,探讨了三维协同CAD系统研究中的并发控制、协同感知、网络管理、冲突检测与消解、事务管理和实时性保障等关键技术。然后提出了基于特征的实时协同设计方法,并重点对作为网络间协同信息的三维造型特征的数据结构和基于它的协同设计方式进行了研究。     

Web服务在合作设计中的应用研究

通过分析知识服务中合作设计的实现问题,基于Web服务技术,建立了Internet中资源单元(服务提供)和设计实体(服务请求)协同工作来完成合作设计任务的模型,比较了Web服务技术与传统Web应用技术在知识资源发布和发现以及应用集成方面的优劣。以电磁轴承转子系统结构设计为实例,给出了知识服务中基于Web服务技术实现产品设计的过程,验证了所建立的合作设计模型的可行性。     

基于交货期约束的集成工艺/计划系统

为解决单件小批订货生产方式下交货期满足问题，研究CAPP／PPS集成并行模式下加工过程决策的调度方法，提出把交货期和资源负荷作为工艺设计过程的约束，基于动态分析并行协同设计模式，在一定交货期和动态的资源负荷约束下，基于约束传播和智能回溯算法的约束推理，对构成零件每个加工表面的加工方案一次调度成功，在此基础上，通过作业计划优化调度仿真，实现工艺设计与作业计划并行协同设计，达到快速准时生产的目的。     

设计知识在下一代互联网的描述和发现研究

研究以概念设计的知识获取理论为基础 ,采用下一代互联网技术 ,研究设计知识的描述、发现及集成的基础理论。提出了由设计实体、资源单元和产品设计注册中心组成的基于下一代互联网技术的设计知识的发布、发现及集成的模型 ,重点研究了面向产品性能特征的建模和XML架构描述 ,以及设计实体、资源单元和产品设计注册中心的信息和交换的模型。解决了目前网上合作设计的信息交互性差、兼容性差等突出问题 ,为网上合作设计在下一代互联网上进行信息交换 ,提供了理论基础和技术平台。     

基于企业协同协议的协同设计系统研究

为满足异地产品协同设计的需求,开发了一个基于企业协同协议，采用并行工程思想的产品异地协同设计系统，介绍了系统的功能、体系结构与主要特色。系统开发的目的是为企业提供全面的异地产品协同设计的支持。     

基于过程控制网的协同设计建模与分析

为解决协同设计中多任务实例并发执行,以及设计过程动态控制的可视化与形式化问题,提出了协同设计全过程的概念及其形式化方法——过程控制网。协同设计全过程由设计对象、设计阶段和过程转移机制组成。过程控制网是在面向对象Petri网的基础上,通过扩展其变迁的语义得到。设计对象建模为托肯,过程转移建模为过程网,各设计阶段建模为单元网,过程网和单元网通过特定的变迁进行交互。最后,给出了协同设计全过程的过程控制网模型的运行实例。多实例并行执行所产生的变迁序列表明,该模型不仅胜任动态设计过程的控制,而且允许多个任务按照不同的过程定义同时执行。     

基于系统论的并行协同设计方法研究

针对复杂产品开发的特点,提出了并行协同设计方法。首先,基于系统论给出了并行协同设计的总体框架,提出产品的设计包括时间维的并行设计和空间维的协同设计;然后,研究了基于约束网络的并行协同模型的表示方法,提出了一致性检验算法以确定参数的区间,给出了多学科设计优化方法;最后,通过设计实例验证了本文方法的有效性。     

基于B／S模式的空间凸轮远程协同设计系统

以单参数包面理论为基础,建立了空间凸轮廓面的数学模型,为空间凸轮的精确设计奠定了理论基础。分析了远程协国设计的现状,讨论了浏览/服务器模式的特点和服务器端应用程序开发的CGI、ASP、ISAPI技术,提出了远程协同设计的原型系统的体系结构,并利用空间凸轮的数学模型和以Web技术为基础的远程协同设计方法,建立了空间凸轮的远程协同设计系统,探索出了一条利用当前的Internet/Intranet技术,以复杂机械产品为设计对象,实现网络远程应用服务的道路,提出了还需要进行的工作。