支持复杂系统虚拟样机开发的体系结构研究

复杂系统的特点决定了开发过程的高风险性和有限逆转性，虚拟样机技术是解决这一问题的一个有效途径。同时，系统的复杂性、技术集成性和环境相关性决定了开发过程必然是一个协同工作的过程，因此，设计开发完善的体系结构对于为复杂系统的开发设计提供服务是至关重要的。该文在提出体系结构的开发标准和性能目标的基础上，研究了几种现有的支持复杂系统虚拟样机开发的体系结构的特点，讨论了实现的方法。     

复杂产品虚拟样机支撑平台的初步研究与开发

该文主要研究并介绍了复杂产品虚拟样机支撑平台研究项目取得的阶段研究成果，包括支撑平台体系结构及其关键技术等，尤其重点介绍了目前自行开发集成的，开放的，基于标准支持多领域复杂产品虚拟样机工程的支撑平台，并给了两个基于支撑平台的典型虚拟样机开发应用案例。初步实践表明复杂产品虚拟样机支撑平台可看作为下一代企业协同应用各领域CAx/DFx工具的有效手段。最后，对进一步研究工作进行了展望。     

复杂产品虚拟样机协同开发平台设计与实现

提出复杂产品虚拟样机协同开发平台的体系结构和功能框架,设计统一数据访问接口,自主开发了“复杂产品虚拟样机协同开发平台”软件。该软件包括个人工作空间管理、仿真建模、数据管理、过程管理、模型库管理和仿真评估等功能模块,能够支持复杂产品从设计、仿真、分析和优化的整个多学科协同开发过程,实现了对协同开发相关的项目、人员、模型、数据和工作流等资源的集成化管理,为复杂产品虚拟样机的实施提供了设计、仿真和资源管理的分布式支撑环境。     

虚拟样机协同开发管理技术研究

虚拟样机仿真技术在汽车制造、航空、航天等多个领域中拥有广泛的应用和发挥重要的作用,然而仿真数据量和仿真工具种类的的迅速增加在简化仿真应用的同时业也带来了不小的麻烦,如何能够有效的管理和利用这些数据成为一个新的研究热点。文中通过对工作组级的项目仿真作业的分析,建立了仿真数据和过程管理系统(SD & PMS),通过管理和技术两种手段对仿真中的数据,关系、流程进行了梳理和优化。应用SD&PMS能理顺和高效地管理工作组的仿真数据,提高仿真开发效率,提升仿真工作的质量,将工程师从不重要的重复性的操作中解放出来。     

协同虚拟样机的信息集成研究

协同虚拟样机的信息集成在整个协同虚拟样机系统工程中起着非常关键的作用,该文首先提出了协同虚拟样机信息集成的总体结构,并详细介绍了该总体结构中各服务层的具体内容及其它们之间的互操作／接口,另外,本文讨论了信息管理模块与协同仿真平台之间的互操作、与各领域工具／应用程序之间的接口。该文对构建协同虚拟样机的信息管理平台有着很好的指导作用。     

面向复杂产品协同开发的数据集成方法研究

目前通用数据集成方法无法满足复杂产品协同开发的需求.在分析复杂产品协同开发特点的基础上,提出了一种基于网格与RDF技术的数据集成方法.该方法采用网格技术解决数据源的分布性和异构性,利用RDF技术解决数据源间的语义异构,并通过基于服务质量的数据源选择方法得到符合条件的数据源.最后,用实例验证了该方法的实用性与有效性.     

基于BPELJ的分层工作流管理系统研究与实现

BPELJ(Business Process Execution Language for Java)允许同时使用BPEL与Java这两种编程语言来构建业务流程应用.通过实现BPEL和Java的协同工作,BPELJ最大限度地发挥了每种语言的长处.针对目前工作流产品在柔性、互操作性和跨平台能力的不足,提出了一个基于BPELJ的分层工作流管理系统,系统引入代理的机制和分层的思想,将过程定义推迟到运行时完成,具有较好的柔性.详细讨论了系统的体系结构和工作原理,最后给出了系统的设计和实现.     

基于虚拟样机的复杂产品协同设计与仿真关键技术研究*

主要研究并行工程环境下复杂产品虚拟样机协同设计与仿真的体系结构及其关键技术。提出虚拟样机协同设计与仿真系统的体系结构与整体解决方案,研究面向虚拟样机的数字化多领域集成建模理论与方法,建立面向虚拟样机开发全生命周期的集成过程管理与冲突协调模型,提出面向复杂产品虚拟样机开发的多学科协同设计、协同仿真和智能决策支持的理论与方法,建立复杂产品虚拟样机协同支持环境,有效提高企业创新能力和核心竞争力。     

支持导弹总体设计的虚拟样机模型初探

导弹武器系统是一个复杂的大系统，其总体设计过程是一项极为复杂的工作。虚拟样机技术在复杂产品全生命周期、全系统的管理、设计和分析中的应用，是现代集成制造系统领域的研究热点之一，也为导弹总体设计技术的发展注入了新的活力。该文在分析导弹总体设计过程的基础上，详细探讨了导弹虚拟样机模型的特点和关键技术，并提出了构成导弹虚拟样机模型的部件一体化模型的形式化描述。     

基于虚拟样机的复杂产品协同设计与仿真关键技术研究

主要研究并行工程环境下复杂产品虚拟样机协同设计与仿真的体系结构及其关键技术。提出虚拟样机协同设计与仿真系统的体系结构与整体解决方案,研究面向虚拟样机的数字化多领域集成建模理论与方法,建立面向虚拟样机开发全生命周期的集成过程管理与冲突协调模型,提出面向复杂产品虚拟样机开发的多学科协同设计、协同仿真和智能决策支持的理论与方法,建立复杂产品虚拟样机协同支持环境,有效提高企业创新能力和核心竞争力。     

Research on Concurrent Engineering Oriented Integrated Product Development Process Management System

In concurrent engineering, effective process management is the key to improve the efficiency and quality of product development. Although in project management system, workflow management system and PDM system, process management functions are provided, they can not meet the needs of product development. In this paper, we integrate the project management, workflow management and product management technique together and a concurrent engineering oriented integrated product development process management system is proposed. The system structure, integrated product development model and running method are introduced. The practice proves this system is powerful in supporting product development process.     

基于交互特征的虚拟维修样机建模

给出了虚拟维修样机的定义,分析了它的组成,建立了与产品CAD系统相关联的虚拟维修样机系统结构。讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。为了满足仿真实时性要求,提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法,进行样机的几何建模和人机交互建模。提出了基于交互特征的虚拟维修样机交互行为建模方法,并在Jack软件环境下开发了CAD几何数据处理与虚拟维修样机交互特征定义的功能模块。最后以一个变速齿轮箱为例,对系统进行了验证。     

基于虚拟样机的级间分离系统仿真

结合运载火箭、航天飞机及其它二级入轨运载器的分离方式,提出了串联、并联轴对称、并联面对称三种级间分离方式。分析了建立样机所需重要的数学模型和样机系统的层次结构,在此基础上,在虚拟样机平台上实现了级间分离系统虚拟样机的设计,并使用该虚拟样机对可重复使用运载器的级间分离进行了仿真计算,得到了合理的结果。仿真结果表明,串联方式相对距离变化快,达到安全距离耗时短,侧向碰撞几率小;而并联方式相应参数取决于两级间分离力和力矩。因此,完全有必要在物理样机制造、试验前,使用虚拟样机提供必要的理论验证,确保飞行器设计的合理性和飞行的安全性。     

虚拟原型多体动力学约束模型研究

并行工程角度出发的机械虚拟原型是集成了产品的设计、分析,不断迭代、优化的过程,模型的协调一致性是保证设计过程完整的关键,如产品模型在CAD模型与机械多体动力学模型中的一致性表达。在这种观点下,该文提出在建立基于组件的机械系统虚拟原型时,从CAD中抽取多体动力学模型构件的物理属性,研究了国产三维实体设计软件CAXA环境下,基于多刚体系统动力学笛卡尔方法,从CAD模型映射多刚体动力学分析模型语义的实现方案。分析了多刚体系统动力学模型语义下,多体动力学约束模型坐标基变换关系的抽取。实验结果表明,从CAD中抽取多体动力学模型的物理属性的方案是可行的。可以用于建立基于组件的多体系统虚拟原型的分析模型,实现自主开发设计、分析集成的机械虚拟原型。     

产品制造过程信息控制管理系统的设计与开发

以作者所在单位产品制造过程信息控制管理系统为例,详细描述了系统的方案与设计,阐述了基于C/S结构的产品条码管理系统的设计及其实现的关键技术,介绍了该系统的各个功能模块及数据库的实现方法。