基于异构Agent系统的虚拟制造单元

虚拟制造单元是虚拟制造系统的一个重要组成部分。本文分析了Agent系统特点 ,提出了一种基于异构A gent系统的虚拟制造单元 ,并建立了审慎式Agent和反应式Agent并存的系统体系结构。根据系统分层和异构的特点 ,定义了Agent的结构模型及其运行模式。采用过程调用模式与消息模式相结合的方式解决了各Agent之间的通信问题。根据所提出的观点并利用相关的开发工具 ,初步实现了一个虚拟制造单元     

基于多Agent机制的制造单元调度系统的研究

利用多Agent技术,采用经济行为中的招投标机制,设计了一种基于多Agent的分布式调度控制系统模型来实现制造单元的调度过程.     

基于多Agent的敏捷制造单元控制系统

针对敏捷制造的需求,本文提出了一种基于多Agent制造单元控制系统的总体结构,并对各Agent的功能与单元控制系统的实现过程进行了详细描述,简单介绍了Agent之间的通信机制.     

虚拟制造单元设计与评估

虚拟制造系统可通过多种制造资源的合理配置和布置形成虚拟单元制造系统,在这种系统中可以迅速建立各种虚拟制造单元进行多种产品生产,以适应市场需求的快速变化。对虚拟制造进行的研究主要分为三部分,即为虚拟制造单元的设计、运作和经验研究。虚拟制造未来研究的一个重要方向是:测试用于设计一段时间内虚拟制造单元结构的单元设计方法。引用一种虚拟单元设计方法,设计一定时间内的虚拟单元,并将设计方法用于实际生产运作中。对设计出的虚拟单元,使用GI/G/m排队论进行评估,与原生产系统进行对比,从而比较优劣。     

云制造环境中的虚拟制造单元

为实现云制造环境下制造资源的灵活配置和制造能力的按需匹配,提出云制造环境中的虚拟制造单元（VMU-CM）和云制造环境中的虚拟制造中心（VMC-CM）,基于VMC-CM给出了产品的制造过程。对云制造环境下制造资源、制造能力的特点进行分析,对制造资源和制造能力进行具体分类,给出了VMU-CM的结构和构造流程,根据制造任务设定VMU-CM的信息,构造从事各类制造活动的VMU-CM。通过生产过程、组织结构和对外服务信息,将各类VMU-CM整合起来构建VMC-CM。将VMC-CM的制造能力信息封装为制造服务接入制造服务中心,实现了＂制造资源—制造能力—制造服务＂的制造资源虚拟化过程。通过VMU-CM和VMC-CM的部分理论在面向集团企业的云制造平台的制造能力标准制定和制造服务中心构建中的应用,证明了所提理论的可行性。     

基于虚拟制造单元的制造资源组织模型

为了使航天制造企业能够根据市场订单需求快速调整组织制造资源,简化生产调度过程,提高生产调度质量,提出了基于虚拟制造单元的制造资源组织模型,探讨了该模型的理论思想,给出了虚拟制造单元的两步构建方法,并提出了利用合作型多目标优化协同进化算法解决资源选择问题,构建了以多条加工路线相似系数之和最大(倒数最小)、运输成本最小和设备生产负荷均衡的多目标优化问题.将这一多目标优化问题分解为多个子问题,分别用多个子种群进行进化,并采用一种新型的子种群间合作方式,最终产生一个Pareto最优解集.该方法提高了候选解的多样性,为生产调度提供了多样性选择.     

基于多Agent和动态逻辑制造单元的车间控制系统研究

根据敏捷化生产的要求，分析车间控制系统的多Agent层次结构，提出动态逻辑制造单元的概念，用于组织车间制造系统资源，实现在动态多变的环境中车间制造系统快速重组，动态重构的能力，研究在动态逻辑制造单元的组织形式下，面向订单的生产调度的实现方法，并给出了车间多Agent系统的软件体系结构。     

虚拟制造的实施研究

本文在分析虚拟制造产生背景、概念和特点基础上,从３个层次上论述了虚拟制造的实施。提出了建立虚拟制造系统的框架结构,虚拟制造系统的３级结构,虚拟制造的实施对产品开发、企业组织、技术、管理和人员等方面的影响,以及建立虚拟制造系统的４级规模,本文最后讨论了影响虚拟制造实施的一些关键因素。     

虚拟制造单元重构中资源选择问题研究

为了在保证交货期的前提下,尽可能有效地对制造资源进行优化组合,降低制造费用,提出了根据产品开发的需要进行单元重构。在产品多工艺路径的制造方式下,建立了以满足工件交货期为前提,制造费用最小化,利润最大化的资源选择与分配问题的数学模型,并给出了与传统资源选择方法完全不同的一种蚁群优化与遗传变异操作相结合的算法。该资源选择首先产生若干个多工艺路径中可能的资源配置,再以此为初始解空间,采用基于动态信息索更新策略的蚁群优化算法,进行寻优搜索,并应用遗传算法中的交叉和变异策略,拓展可行解空间,直至得到满意解。通过实例表明,蚁群遗传算法收敛速度快,并能得到最优解。     

虚拟制造组织中的任务分配问题

为解决虚拟制造组织中的任务分配问题，分析了盟主多目标决策模型和招投标模型，提出了基于多目标评估和合同网协议的招投标模型，并对模型中的招投标协议进行了深入研究，定义了谈判语言，制定了招投标策略。模型在综合考核候选企业生产能力的基础上保证了任务分配过程中双方利益的最大化。最后基于该模型，应用Multi—Agent及CORBA技术设计并实现了虚拟制造组织中的任务分配原型系统。     

可重构制造系统中基于相似性理论的虚拟制造单元生成方法

为实现可重构制造系统的逻辑重构,应用相似性理论对多种工件的多工艺路线进行相似性分析,提出了基于工艺相似性理论的设备集合模式的概念。建立了基于设备集合模式、图论和集合论的虚拟制造单元生成的框架模型,以及生成的有关定义、规则及算法。生成的有关定义包括伪设备、例外设备、设备集合模式识别和工艺路线更新等;生成规则包括候选首末设备生成和侯选制造单元处理两类规则;生成算法包括初始输入数据处理、候选制造单元生成、工艺路线更新和例外设备处理4个子算法。用Visual C 实现了所给出的算法,并通过示例测试验证了算法的正确性。     

Production planning in virtual cell of reconfiguration manufacturing system using genetic algorithm

This paper focuses on the scheduling problem of the reconfiguration manufacturing system (RMS) for execution level, where the final objective is to output a production plan. The practical situation in Chinese factory is analyzed, and the characteristics are summarized into the contradiction between flow and job shop production. In order to handle this problem, a new production planning algorithm in virtual cells is proposed for RMS using an improved genetic algorithm. The advantages of this algorithm have three parts: (1) the virtual cell reconfiguration is formed to assist making production plans through providing relationship among task families and machines from cell formation; (2) The operation buffer algorithm is developed for flow style production in cells, which can realize the nonstop processing for flow style jobs; and (3) The multicell sharing method is proposed to schedule job shop jobs in order to fully utilize manufacturing capability among machines in multicells. Based on the above advantages, an improved genetic algorithm is developed to output scheduling plan. At last, the algorithm is tested in different instances with LINGO and the other genetic algorithm, and then the scheduling solution comparison shows the proposed algorithm can get a better optimum result with the same time using the comparison algorithm.     

服务约束下的制造网格任务规划研究

为了实现制造资源的共享和协同,需要对制造网格任务进行规划.由于制造网格平台服务数量所限,或服务的QoS指标不同等因素会造成任务规划过程中活动的服务约束问题,从而导致其他相关联的活动无法正常开始执行.针对制造网格及其任务特点,分析了制造网格任务规划时的服务约束情况,提出了根据服务约束情况调整和修改规划的任务规划方法,并提出了服务约束下的工期-成本优化算法,实现了对制造网格任务的有效管理和控制.     

信息可视化技术在电气设备虚拟制造中的研究

针对三维信息系统并未在产品协同设计上得到广泛应用的现状,通过结合Extensible-3D（X3D）和JAVA程序语言,构建出一个具有人机交互效果的三维信息可视化管理系统。系统的特点是可以在三维场景上直接进行信息管理操作,同时系统会将修改信息自动存人数据库中,再次运行系统时会自动重建三维场景。以电气设备为例表明,所提出的系统架构具有交互性、可视化的管理特性,改变了过去单纯通过文字或二维文件进行信息管理的模式,对企业的虚拟制造有着很好的借鉴作用。     

基于子链的云制造资源计划与协调机制研究

针对目前制造行业资源或能力过剩与不足并存的问题,为方便企业对制造资源的整合和对可用资源进行合理有效的计划与管理,对云制造、云子链的概念及结构模型、云子链的评价与构造过程、云子链产能计算方法进行了研究,提出了从子链角度对云制造服务平台上的制造资源或服务能力进行计划的方法;并从子链多向协作角度,对子链之间的计划协商、进度反馈、冲突化解的机制进行了研究,提出了各层次子链落实与协调云制造资源计划的方法。研究结果表明,云子链的应用能够实现更精确合理地核算和计划制造资源,各层次子链之间的协调机制为后续计划的实施提供了理论方向性指导,对云子链整体制造资源进行计划和协调具有可行性和先进性。     

基于虚拟样机技术的机器人机构研究

分析了目前仿人机器人研究中存在的问题,提出一种新颖的5自由度手臂机器人方案。该机器人仿人手臂采用模块化设计、电气部分完全内部安装、尽可能减轻机器人负载的设计原则,已经成功应用于自主研制的娱乐机器人中。     

基于虚拟流水线的船舶曲面分段建造调度研究

结合船舶曲面分段建造的特点,对曲面分段生产中采用虚拟流水线进行生产组织的问题进行探讨,重点研究曲面分段虚拟流水线生产的定量描述以及作业小组的调度。建立了基于虚拟流水线曲面分段生产的多功能机混合流水线调度数学模型;分析解决生产组织中可能遇到的问题,尤其是作业小组的构建与资源冲突的消解;用一种高效的调度算法即混合粒子群算法对问题加以调度。以某船厂的实际生产数据进行验证,结果表明,采用虚拟流水线的生产组织模式能有效提高船舶生产效率。     

面向服务的网络化制造服务封装机制的研究

围绕面向移动通信终端的网络化制造平台集成框架的关键技术,提出了面向服务的基于网络化制造服务点播的服务封装机制.该技术扩展了网络化制造的内涵,丰富了网络化制造的支撑技术,实现人们可以在任何时间和任何地点,及时准确地获得任何所需要的制造资源信息和服务,在时空上进一步提高了制造资源的共享水平和规模.     

基于加工基元的制造过程规划研究

针对现有CAM系统的自动工艺规划功能弱,难以进行有效工艺决策的缺陷,根据数控工艺的特点,提出了加工基元的概念,并在此基础上建立了产品制造信息模型,进行了制造过程规划优化研究,完善了CAM系统中的工艺规划功能。并采用XML标准对制造过程规划文件CNCML文件进行了描述,为面向网蓐化制造的CAD／CAPP／CAM系统集成提供了有效的实现方珐。