云制造理论、技术及相关应用研究综述

云制造是一种面向服务的新型网络化制造模式,它以客户为中心、以知识为支撑,构建了一个虚拟化、分布式、按需分配的制造资源共享平台,实现了产品全生命周期的协同制造、管理与创新。基于对国内外云制造相关研究的梳理与总结,较为全面地阐述了云制造的起源、概念、服务架构、模型、关键技术和相关的应用现状,并从自动化与控制、服务组合、信息管理和知识产权等层面提出了云制造未来的研究方向。     

面向网络化协同设计的合作对象管理研究

针对敏捷制造及其模式,提出一个以协同设计思想为指导的产品协同设计环境,用于支持分布式异地协同设计,协调设计过程中各设计人员之间交换、共享产品设计信息和知识的过程.在此基础上,从CSCW支撑平台的角度分析角色-权限管理功能,进而提出应用系统所需要的角色定义及其合作伙伴管理功能.通过对应用工具集成、协同过程控制、通信与信息共享、产品数据管理等功能的实现达到信息集成、过程集成和组织集成的目的,从而提高产品设计过程及其设计决策的效率和质量.     

基于知识的汽车后桥CAx集成技术与应用研究

针对制造企业在应用CAx系统过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以汽车后桥产品设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的协同CAx集成系统平台框架。采用基于本体论的知识建模方法,提出一种特征参数度量的相似实例检索方法,实现了知识的重用,着重叙述了基于实例推理技术、面向设计流程的知识驱动设计计算、基于特征参数的CAD建模方法、基于模型共享的CAE分析以及产品虚拟装配等关键技术,并开发了此系统平台,实现了基于知识的CAD／CAE集成,有效地支持了汽车后桥产品设计。     

一种基于虚拟研究所的网络化协同产品开发系统

结合广大中小企业在网络化协同产品开发方面的需求，提出了一种在长期存在的技术、管理和协调中心及网络化协同产品开发平台支持下的产学研合作模式——虚拟研究所以及一种基于虚拟研究所的网络化协同产品开发系统，建立了该系统支持群体协同工作的一种开放集成式体系结构和包括虚拟研究所建立、虚拟产品应用和设计过程协同等三个关键环节的系统运行模式，并研究了基于J2EE架构的系统实现技术。最后，通过实例证明了该系统的实用性和有效性。     

互联网背景下可拆装榫卯结构创新设计研究

目的随着互联网的飞速发展,传统家具制造业企业面临重大机遇和挑战,通过供给侧结构性改革对家具产品设计进行优化,寻找适合互联网平台的家具产品设计方法。方法运用系统分析的方法,对可拆装榫卯结构进行创新设计研究。从系统的着眼点去研究可拆装书桌的整个设计流程,通过将用户体验运用在可拆装书桌整个设计过程中,来提高产品的用户体验。结论通过将可拆装榫卯结构运用到家具产品设计中,可以提高产品与用户之间的交互性,带给用户良好的体验,同时也为家具产品创新设计提供了新的方向。     

基于ASP的网络化制造平台研究

为了解决中小企业群的信息化建设问题,研究了基于ASP(Application Service Provider,应用服务供应商)模式的网络化制造平台的关键技术及其实现方案。通过分析中小企业群的构成模式,提出了分别以专业、产品和业务组合为核心的三种基于ASP的网络化制造平台的体系结构,研究了以增值服务链为核心的资源共享,以及面向产品生命周期的业务协同。在综合分析J2EE和．NET技术架构的基础上,提出了基于Web Service网络化制造平台集成方案。     

面向中小企业的起重机云制造设计平台

为提高起重机行业的柔性制造能力,提高企业的快速响应能力与协同配合能力,以云制造理念为基础,利用网络、虚拟化、模块化、参数化等先进技术构建起重机云制造平台.研究了起重机云制造平台的构架及平台的设计流程.通过案例分析详细阐释了起重机云制造平台的运行模式及运作流程.起重机云制造平台的建立,实现了起重机行业的资源整合与资源最大化共享,推动了起重机行业的快速发展.云制造是一种面向中小企业服务的提高效率降低能耗和基于网络化个性化的制造新形式,可以通过网络为中小型企业的制造生产提供及时、全面、质量可靠的各种服务.     

基于分布式产品模型并行设计过程评估方法

基于分布式设计问题概率模型、并行工程和计算机辅助设计软件工程的思想,研究了一种基于分布式设计环境下的服务于产品整个生命周期的集成化、智能化产品设计过程协同评估方法;目的是快速构造集成化产品设计过程评估模型,促进并入并行工程理念的协同设计活动顺利进行、提高产品设计质量和缩短产品研制周期的能力。给出了产品设计过程问题评估模型和分布式产品设计过程协同评估平台框架,并给出了应用实例。     

“互联网+”背景下厨房系统的设计服务模式

目的构建"互联网+"背景下厨房系统的设计服务模式。方法在分析"互联网+"内涵的基础上,比较传统"微笑曲线"模式和"互联网+制造业"模式下工业设计切入模式的差异,构建"互联网+"背景下整体厨房云设计服务系统的功能目标、服务流程和生长模式。结论在"互联网+"背景下,厨房系统不仅实现了开放协同的定制设计,而且还实现了从产品形象一致性到用户体验一致性的设计转型,有助于快速创新和解决产能过剩问题。     

云制造中产品个性化定制研究综述

消费者对个性化产品购买需求的增加,对制造企业的定制生产能力提出了越来越高的要求。而现有制造企业存在的信息化水平不高、制造资源不足等问题,严重影响了制造企业向个性化生产转型的进程。针对上述情况,结合云制造概念及技术提出了云制造中产品个性化定制生产模式。为了更加深入地研究云制造中产品个性化定制的运行模式及阐述云制造平台在定制生产过程中的主要作用,从体系架构、服务流程、关键技术等方面对相关研究进行了回顾和介绍,然后列举了个性化定制生产模式在汽车、软件和服装行业的应用,最后对研究趋势进行了展望。分析表明,云制造平台汇聚全球的制造资源为个性化定制服务,能够有效解决单一制造企业实施个性化定制过程中面临的一系列困难,做到以较低的成本快速高效地满足消费者日益多样化、个性化的需求。     

面向大批量定制产品的协同设计平台研究

大批量定制逐渐成为当今制造业的主流生产模式.在深入分析大批量定制产品协同设计理论的基础上,将产品协同设计和网络技术充分结合.对大批量定制产品协同设计平台进行了深入研究,给出了基于J2EE为中间件服务器的大批量定制产品协同设计平台模型。     

服务型制造模式与运行框架研究

制造环境的复杂化和制造业竞争的激烈化,使融合制造与服务的服务型制造模式成为当前制造业发展的必然趋势.根据制造业引进生产性服务和产品服务系统的不同阶段,对这种趋势进行了阐述.通过与传统制造模式在价值增值、运作方式、组织模式和运作模式方面的对比,提出了一种服务型制造模式的概念模型,从制造过程上、中、下游三个阶段概括了该概念...     

互联网+智能化技术在制药工业的应用

传统制药业在"互联网+"技术下,发展智能制造技术和规模个性化定制,提升网络化协同制造水平,加速制造业智能化转型。应用于生产制造过程中的配(料)液系统、包装系统、仓储管理、实验管控、销售模式,减少对人工操作的依赖,提升产品生产流程优化,产品制造水平。     

一种基于制造大数据的产品工艺自适应设计方法

随着数字化与智能化生产方式在制造业中的广泛应用,引导企业重视并发挥制造大数据的价值对革新产品工艺设计具有重要意义。本文旨在面向企业数据与业务深度融合的应用需求,提出一种基于制造大数据挖掘的产品工艺自适应设计应用方法,用于解决企业中制造数据利用率不足等问题。以企业制造数据为起点,提出了"数据+知识+决策"的产品工艺自适应设计模式,总结了该模式的制造数据挖掘与利用流程,涵盖多源异构数据融合、数据清洗与预处理、数据变换与降维、数据挖掘、数据可视化和设计决策6个过程。最后以汽车产品焊接工艺为例,建立焊接工艺参数与焊接缺陷的预测模型,用于改善焊接工艺并提高焊接质量,实现制造大数据驱动的焊接工艺自适应设计。研究表明,制造大数据蕴含丰富的知识与模式,可以指导产品设计决策,支持实现不同制造环境下的产品工艺自适应设计;建议进一步推动大数据与第五代移动通信技术等新兴技术的结合,增加对大数据平台、算法设计平台研发的投入,激发制造大数据与产品工艺设计的更大交融。     

农机装备服务型网络协同制造模式价值创造分析

服务型网络协同制造模式是农机装备制造业未来转型趋向。结合农机装备产业集聚区内企业间协作特征，构建了农机装备协同制造模式价值流动图示评审技术（graphical evaluation and review technique,GERT）网络模型，依据主导逻辑的不同，设定了传统网络协同制造和服务型网络协同制造两种模式，通过GERT网络模型求解两种模式下的网络参数，并加以对比分析。研究表明：服务型网络协同制造模式更具优越性；在面向服务型网络协同制造模式的转型过程中，价值增值的关键节点与资源要素亦发生着改变；针对农机装备制造业薄利性特征，细化价值分配方案更易实现价值资源的乘数效应。研究结果有助于为以价值共创与共享为目标的农机装备服务型网络协同制造模式塑造提供理论支持。     

对等代理模式开放科学云联邦系统框架

开放科学旨在促进全球科技合作以解决诸如新冠肺炎、碳中和、自然灾害等全球性问题与挑战,然而不同机构建设的开放科学云平台之间相互独立,无法实现最大化的资源共享与科研协作,因此研究云平台互联系统结构与资源共享技术方法成为开放科学领域的一个重要课题。本文针对开放科学云平台资源管理特点,提出了一种对等代理模式的云联邦系统框架(PBMFCS),设计了云联邦系统的总体架构、逻辑架构及部署模型,讨论分析了框架的系统特性及关键技术问题。在此基础上,结合“全球开放科学云”项目需求设计实现了一个可提供基础设施服务(IaaS)层联邦云服务的原型系统,初步验证了对等代理模式云联邦系统框架的可行性与有效性,为“中国科技云”(CSTCloud)与“全球开放科学云”(GOSC)项目的未来建设与发展提供了技术参考。     

商产融合的云边协同智能制造系统

新一代信息通信技术、人工智能技术与先进制造技术的深度融合,催生了新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造表现出许多新的特征,云边集成和协同便是主要特征之一。本文分析了云边协同智能制造系统的特点及面临的挑战,综合商务云平台、制造云平台、边缘计算、物联网给出一个商产融合的云边协同智能制造系统框架,并对所涉及的关键技术进行了讨论。     

基于数字化设计制造协同的飞机计量保障体系架构探讨

在国家科技创新,数字化设计制造高速发展的背景下,先进的数字化制造与传统的"先制造后检测再校准"的计量保障模式的矛盾愈发突出。以几何参数的数字化计量保障能力为例,通过分析对比国内外航空数字化设计制造工程中的几何参数计量保障工作现状,提出在飞机全生命周期内要保证产品数字化制造的几何尺寸精度,应依据新的产品几何规范,从产品的数字模型定义出发,面向数字化设计制造协同的关键过程和关键参数的测量溯源性要求,研究架构新的数字化计量保障技术体系,并就体系架构展开探讨。     

智能产品设计的系统构建研究

通过对智能系统特点的研究,了解现有智能产品系统的运行过程,构建智能产品设计系统。首先从智能系统的概念出发,构建系统下的智能产品设计模型,通过文献研究,归纳出智能产品设计的系统架构和构成要素,从软硬件两个方面提出智能产品设计下系统架构的感知层、决策层、执行层及构成要素,形成理论基础。以图书馆管理机器人设计为例,结合设计需求搭建图书馆管理机器人系统架构,完成图书馆管理机器人整机设计。通过案例让产品设计师更全面了解智能产品设计的系统构建方式,从而为产品设计师应对智能化的产品设计问题提供可借鉴的理论依据和参考。     

计算机支持的工程设计和工业设计的协同工作

随着信息技术的快速发展，设计自动化越来越为工业界所接受。与此同时，产品设计正日益朝着更强功能和更加和谐的人机关系方向发展。如何对上述多元关系进行协调，使产品设计建立在完整的信息模型基础之上，并在计算机支持下进行协同设计，成为产品设计的一个新焦点。本文分析并讨论了工程设计和工业设计两种方法在产品设计中的作用及其协同的可能性，并进一步探讨信息技术环境下产品设计新体系，最后给出了计算机支持的产品协同设计过程。