基于信息物理系统的可重构装配型架智能装调技术

针对可重构装配型架因安装过程繁琐、装调难度大而被限制应用的问题,在分析其装调流程及技术需求的基础上,提出人与智能眼镜相结合的增强工人模型,构建了基于信息物理系统的智能装调技术框架,并设计了面向可重构装配型架的信息物理装调系统。针对所提出的信息物理系统技术框架,制定了面向可重构装配型架的自定义应用层通信协议,实现了装配现场设备的互联互通。建立了基于工作流的可重构装配型架装调过程可视化指导流程和方法,实现了装调过程中决策信息的快速获取和无纸化展示。提出采用惯性测量单元辅助的精确装调引导方法,解决了定位器精调时反复操作的难题。以某无人机垂尾可重构装配型架为例,验证了应用该装调技术能够改变工人的传统作业模式,显著提高装调效率。     

复杂产品装配现场动态实时可视化监控系统

为了解决复杂产品装配现场动态数据实时采集和组织复杂、实时监控困难等问题,引入工作流管理和电子看板技术,构建了一个面向复杂产品装配车间现场的动态实时可视化监控系统,建立了系统的运行流程和功能结构,阐述了基于流程和日常事务的动态数据采集模型构建、动态数据实时采集、动态数据组织模型构建、基于工位布局的车间现场可视化监控等关键实现技术。该系统以装配流程和日常事务为核心,实现了复杂产品装配车间现场的动态、实时、可视化监控和精细化管理。目前所开发的系统已在航天某所正式上线运行,应用效果良好。     

基于数字孪生的综采工作面工业虚拟服务系统

针对传统虚拟综采工作面数字化程度低、工艺规划周期长、装备运行状态监测困难等问题,设计了基于数字孪生的综采工作面生产系统。围绕综采工作面运行规律及特点,构建了物理综采工作面、虚拟综采工作面、综采虚拟软件服务系统和综采孪生数据系统,研究了系统间的数据交互流程和驱动优化方法。提出虚拟综采工作面元素模型的系统性构建方法,完成了多种类煤层及综采装备建模;基于综采虚拟软件服务系统对综采生产过程进行虚拟仿真,实现了采煤机截割路径规划和不同综采工艺的预演评价;利用相关传感器及软件技术实现了综采装备运行姿态在虚拟环境中的实时映射,在此基础上,建立了分布式局域网协同模型,借助一致性哈希算法实现了多装备监测任务的动态优化分配。经应用测试,该综采虚拟软件服务系统能有效为数字孪生和综采工作面的深度融合及终端装备的生产、规划、监测等问题提供服务。     

飞行器框架模型结构振动形态感知与重构方法

基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)曲率检测技术探索智能结构振动状态主动监测,面向飞行器框架模型实现结构振动形态实时感知与三维重构的方法验证.阐述实验系统组成架构与FBG曲率检测单元阵列设计思想,以及实验框架模型结构振动形态三维重构方法的过程.在此基础上叙述FBG曲率检测单元阵列封装、结构形态重构算法的基本原理、实验环境与平台构建方案以及系统软件组成与开发技术.通过将模块化FBG检测单元阵列嵌入至实验模型结构中,结合结构变化形态感知与重构方法分析,进行了模型结构形态实时感知与三维重构方法的实验验证.实验结果表明了所研究的技术方法与实验验证系统的有效性,该方法为高性能飞行器关键结构振动形态的主动监测提供了探索思路.     

基于AutomationML的信息物理生产线系统模型驱动开发方法

当前制造业企业面临着生产模式由大规模生产转为大规模定制的挑战,开发信息物理生产线系统是迈向大规模定制的第一步.针对信息物理生产线系统混合异构的开发工具间多领域信息交互及自动化信息集成,提出一种基于Au-tomationML(AML)的模型驱动开发方法,基于该系统的信息集成架构实现模型集成及模型转换;提出实现模型开发验证流程一体化的工具链作为该方法的实现,并以木雕产品的加工包装为例进行实验验证.实验结果表明,该方法支持面向个性化定制产品需求的信息物理生产线系统模型构建、规划调度及形式化验证等开发流程,实现了系统的开发统一化及信息集成的自动化.     

基于RAMI4.0的交钥匙工程的信息参考体系架构

针对可重构生产系统不足以支持面向产品的交钥匙生产系统的快速构建,特别是尚未形成公认的标准及认证应用范例的现状,基于工业4.0参考架构模型(RAMI 4.0)设计能实现系统快速构建的交钥匙工程的信息参考体系架构。结合数字孪生、第五代移动通信技术(5G)、OPC统一架构(OPC UA)等信息技术,从信息视图的角度建立以可重构生产系统为核心的交钥匙工程的信息参考体系架构,以及系统配置与重构平台、数字孪生平台等关键使能工具,为设计与生产的信息交互、不同层级之间的通信、系统的快速构建与验证等提供参考解决方案,并以某阀体类零件的交钥匙工程为例进行了实例验证。     

飞机舱门机构耐久性试验数字化仿真平台研究

介绍了基于工业机器人的舱门机构耐久性试验装置系统组成和工作原理,基于Visual Components软件构建数字化仿真平台,完成机器人路径仿真与离线编程,并实现真实试验过程中实时数据驱动下的仿真平台动态展示。结果表明：该仿真平台可以实现试验流程预演分析与在线监控,可显著提升试验效率与过程安全性。     

基于增强现实的数字孪生加工系统建模与多视图交互

针对数字孪生加工系统上下文数据异构多样、缺乏高效可视化人机接口的问题,提出一种基于增强现实的数字孪生加工系统多视图交互方法.基于数字孪生技术构建了面向增强现实的加工体系,并建立了面向数字孪生加工过程的信息集成模型;研究了数字孪生加工系统的多视图生成过程,可动态实现虚实注册和动态跟踪,增强操作者与加工系统之间的高效协作能...     

面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统

针对可重构制造系统的特征和研究内容,结合企业实际,建立了基于可重构制造单元的系统级可重构制造系统的生产资源信息模型,并将其应用于面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统中,进而实现对生产资源的有效管理。     

基于云制造的产品设计知识流协同方法

针对分布式产品开发中涉及知识活动协同的管理问题,提出一种结合云服务、产品设计信息流驱动和面向服务架构相结合的、基于云服务的产品设计知识流管理方法。通过分析分布式产品设计的特点,建立基于产品生命周期(PLM)驱动的产品设计知识节点模型,以此为基础构建面向云服务的产品设计知识流模型。使用云服务完成产品设计知识流的虚拟化和服务化,实现复杂产品开发任务中的产品知识协同。建立了系统层模型,提出产品知识服务维护与协同的方法,探讨模型各模块互操作流程,设计并开发基于云服务的产品知识流管理平台雏形,验证了该方法的可行性。     

面向油田注采设备的手持式状态监测与故障诊断系统

针对目前油田注采设备的维修存在着故障类型多、设备分散、连续工作要求高,传统的基于PC机模式故障诊断技术灵活性差等问题,对油田注采设备的使用现状、运行特点进行了详细分析,确定了以振动为主要检测指标的技术路线;提出了一种基于嵌入式技术的手持式状态监测与故障诊断系统的研究方案。通过采用多通道数据采集技术,实现了手持巡检式实时数据采集,并结合多种信号分析方法,搭建了可配置、占用空间小的信号处理构件库与图形用户界面构件库,完成了对信号特征的提取、在线分析与诊断;设计、实现了具备低功耗设计的上下位机双CPU结构的监测系统。研究结果表明,该系统能够实现对油田注采设备的准确监测,且运行稳定,具有良好的应用前景。     

便携式农田信息采集与管理系统的设计

为提高农田信息采集与存储的自动化水平,满足实时准确获取农田环境信息的需要,文章针对早期便携式农田信息采集仪记录与提取实时数据自动化程度低的问题,研制了一套便携式农田信息采集与管理系统。系统分为四个部分:(1)以嵌入式微控制器为核心部件;(2)以闪存控制器为数据存储单元;(3)以USB接口与计算机进行通信;(4)以数据库形式,对采集数据进行分类处理。该系统具有高性能、操作简单、扩展灵活等特点,对农业低成本自动化设备的更新改造具有重要的实用价值。     

面向柔性焊装线的计划管理系统研究

为了有效地制定适合柔性焊装线的车间生产计划以及掌握计划执行的实时数据信息,提出了一种面向柔性焊装线的计划管理系统。该系统利用产品结构、工艺数据以及车间生产能力数据,通过多数据耦合机制,制定柔性焊装线的生产计划,并通过OPC、N-Ring环网总线等技术,构建实时数据采集与信息交互平台,实现车间计划信息的集成化管理,为现场操作工提供实时的工作状况信息,同时也为上层ERP生产任务的制定提供数据基础。     

基于LabVIEW的天然气水合物监测系统设计

利用LabVIEW虚拟仪器技术和测控硬件模块,构建了天然气水合物监测系统。结合传感器和数据采集卡,完成了实验数据的实时采集与分析记录,在LabVIEW虚拟仪器技术的平台上开发了上位机计算机软件,通过串行通信实现信息交互控制,为水合物的实验提供了可靠的数据技术服务。     

数字化制造方案应用

通过对数字化制造系统的深入应用,解决了车间各类数控设备的程序传输、程序管理、信息采集、数据统计等问题。缩短了生产准备时间,使现场设备状态透明,获得了准确的生产数据,为管理层提供决策依据,提高生产计划的实时性和准确性。     

制陶窑炉的温度数据采集系统

通过对陶瓷行业生产过程的全面分析,结合生产现场数据采集的自动化的趋势发展要求,以温度数据采集子系统为例,介绍了陶瓷行业生产设备的数据采集系统。     

基于PLC和PROFIBUS-DP的高压电源控制系统

本文介绍了基于PLC与现场总线的低混杂波高压电源逻辑控制保护监控系统，该系统利用Profibus-DP实现现场设备与S7-300PLC的逻辑控制和信息交换，利用工业以太网实现专业控制系统与中央逻辑控制系统和低杂波负载控制系统的信息交换，利用监控软件EINCC编制的监控界面实现对电源工作过程的实时监视，数据分析和故障诊断。     

Filling rate assessment of recycling containers using ultrasonic transducers

Costs associated with the collection process of recyclable materials can be optimised if the correct prediction of when containers are ready for collection is made. To achieve this, data about the filling rate of containers must be collected. This data gathering is normally done by operators who estimate the filling rate and write it down on a form. An automated sensing system which evaluates the filling rate of containers and transmits it to a database for future analysis can help to improve the efficiency of collection systems. An autonomous wireless sensor used to gather data about the filling rate of containers for recyclable materials, is introduced in this paper. It is based on ultrasonic transducers to assess the filling rate and it uses IEEE 802.15.4 for wireless communications. The sensor sends its data to the collection truck as it approaches the container. This system has been successfully tested in the city of Mirandela in Portugal.     

基于运营商大数据的内容产品运营系统设计

为了充分利用通信运营商的大数据资源,给运营商的内容型产品提供运营支撑,设计了一种基于运营商大数据的内容产品运营系统。不仅利用了内容型产品本身的用户行为数据,而且利用了通信用户侧的基础信息、上网行为、位置信息等大数据。实现了产品运营指标监控、产品推荐、内容个性化推荐功能,提高了内容型产品运营工作的效率,提升了产品推荐和个性化推荐的效果。     

网络化制造环境下车间层信息交互模型及实现

网络化制造中，车间层的信息化水平在一定程度上可通过信息交互方式进行衡量。针对现有网络化制造环境下车间层信息交互和资源共享过程中存在的问题，提出了基于对等网络和移动Agent的车间层信息交互模型，重点阐述了该模型的体系结构、通信过程及系统安全性等；设计了用于实现以上模式的信息终端和系统，并结合某汽车焊装自动化生产线网络化监控与管理系统，分析了它在实际应用中所表现出来的特点。