不确定信息下制造系统性能评估的Petri网模型

为了提高制造系统生产性能评估的质量,结合灰色系统理论与Petri网建模理论,设计了一类基于灰数运算的Petri网及组成要素,以辅助生产管理者在不确定信息环境下评估制造系统的生产性能;研究灰色Petri网的求解算法,求解系统内部的不确定稳态概率;分析系统重要性能指标与稳态概率之间的联系,探寻其定量化表征,分析关键生产指标的白化解;以某自动化生产系统为例开展案例研究,验证了相关理论和方法的可行性与实用性,为制造系统建模及性能评估提供了一种新的分析工具和解决思路。     

企业性能建模与性能评价方法研究

针对企业生产系统提出了基于活动，面向过程的性能建模方法。其基本思路是将企业级的性能指标按过程分解，最终实现与企业活动的映射，从根本上解决企业性能分析与评价问题，为企业系统的设计，运用，重组等建立理论基础。     

一种扩展了条件和概率信息的Petri网

为了使Petri网具有根据Token中记录的信息和当前处理情况,进行处理路线选择和分析各个变迁及所有可能变迁集执行概率的功能,提出了一种扩展了条件和概率信息的Petri网.该网为经典Petri网的库所和变迁扩展了输入条件集、概率输出条件集及选择函数.通过条件概率Petri网的表示定义了其建模图的表达方法,通过运行过程分析描述了该网的运行原理,通过可达、死锁路线发现及概率计算的方法分析了各个变迁、所有可能变迁集及死锁路线的执行概率,并给出了死锁的解决策略.最后利用条件概率Petri网对叶片的制造过程进行建模分析,显示了其对复杂业务流程建模和指导优化资源配置的能力.     

基于支持向量机工具的性能劣化建模方法

针对基于故障数据的数控装备可靠性研究中的小样本问题,提出了建立基于支持向量机的性能劣化模型.在研究支持向量机的建模理论和参数优化方法的基础上,将最小二乘法支持向量机工具LSSVM.M应用于性能退化数据处理,提出一种改进的参数选择方法,以提高拟合和预测准确性.通过实例,验证了该方法的可行性,并建立了数控机床加工精度的性能劣化模型,为可靠性评估奠定了基础.     

基于性能衰退的多态制造系统可靠性分析

针对可修制造系统在维修过程中呈现出的性能多态性,采用从机床到系统的分析方法,提出了机床在一个维修周期内基于性能衰退过程的多状态可靠性建模方法,建立了机床状态衰退过程的Markov模型,分析了机床从高性能状态到低性能状态衰退的不同途径,得出机床处于各状态的概率与衰退途径之间的函数关系。采用状态概率与通用发生函数相结合的方法,对机床性能衰退过程进行了状态分析,根据影响系统性能衰退的不同因素对制造系统进行层级划分,结合模糊层次分析法分析了子系统与系统性能状态之间的关系,得到子系统及系统的发生函数,探讨了系统因老化导致性能衰退过程的可靠度分析方法。结合实例分析,验证了所建模型的合理性和分析方法的有效性。     

基于路径搜索的产品设计过程建模

为了有效地提高设计效率、降低设计成本,分析了产品设计过程模型的特点,同时引入有向图描述设计任务之间的关系；提出了基于路径搜索的设计过程建模方法,把设计任务之间的依赖关系转化为关系矩阵,通过在矩阵中搜索元素路径来重组优化设计任务,进而得出设计任务之间的层次关系,并应用C++语言对该算法进行编码实现；以QTZ80H型塔式起重机吊臂为例,说明了基于路径搜索的产品设计过程建模的整个流程,计算结果表明,该方法可以有效确定设计任务之间的耦合层次关系,解决设计任务的迭代问题,优化设计过程.     

基于贝叶斯网的制造工艺质量建模方法

针对多品种小批量制造模式下,工艺质量建模面临的模型维度高、数据稀疏的问题,提出了基于贝叶斯网的工艺质量建模方法.该方法以工艺机理知识为基础构建贝叶斯网结构,在构建时采用删除法保证结构的完备性与简洁性.设计实验获得均衡分布的实验数据,并通过实验数据的学习获得条件概率表.在应用中,模型利用生产线的数据更新条件概率表,来体现生产过程中不确定性因素的影响.以印刷线路板微小孔钻孔工艺为例进行了建模方法的应用与对比,结果验证了该方法对多品种小批量制造工艺的质量建模具有适用性,并且能够获得更高的模型精度.     

基于广义随机Petri网的维护系统仿真与应用

针对企业设备维护工作的经济性优化问题提出了基于流程建模与仿真的维护系统优化方法。该方法以维护系统的广义随机Petri网工作流建模为基础,强调基于维护记录的模型变迁时延的假设与验证,并针对解析法的局限性将流程仿真技术引入维护系统的性能求解中,在选定的Artifex工具平台上实现了维护系统的长周期真实模拟。通过对不同资源条件下仿真结果的分析,明确维护资源配置与维护系统性能间的对应关系,为维护系统的改进提供指导。方法的正确性和可行性在企业的实际应用中得到了验证。     

基于广义随机Petri网的可重组制造单元建模与分析方法

为揭示可重组制造单元的重组过程并计算重组方式对系统性能的影响,根据可重组制造单元的特征,提出了基于广义随机Petri网的模块化建模及分析方法。该方法将制造单元的不同资源及重组生产过程对应于相应的广义随机Petri网基本模块,并通过过渡变迁合成广义随机Petri网模型。在此基础上,采用马尔可夫理论及相关数学方法,分析可重组制造系统的性能指标,并通过实际应用,验证了该建模与分析方法的有效性。     

面向服务的工作流性能评价及指标相关度分析

为说明服务的性能与工作流性能的关系,提出服务及面向服务的工作流的定义,并以一个示例说明面向服务环境下工作流的特点及运行机制.在此基础上,提出了面向服务的工作流性能评价模型,并将战略层、业务层、服务层与IT层的性能很好地加以结合.定义了各层的关键性能指标及形式化表达方式,提出相关度的概念.最后,通过改进层次分析法,对关键性能指标的相关度进行分析,并将其用于服务的选择.     

基于过程神经网络的航空发动机性能参数预测

针对传统方法难以对性能参数进行有效预测的问题,提出一种基于过程神经网络的性能参数预测方法。为解决反向传播学习算法收敛速度慢、易陷于局部极小点等问题,开发了一种基于正交基函数展开的Leven-berg-Marquardt学习算法。为提高过程神经网络的泛化能力,从提高训练样本的质量和规模入手,研究了实际测量数据的预处理方法,并提出一种基于样条函数拟合和相空间重构理论的训练样本集构造方法。最后,将该方法用于某型航空发动机性能参数的预测,获得了满意的结果。     

供应链物流能力的研究现状及发展趋势

阐述了研究供应链上物流能力对提高供应链竞争力的意义和重要性,对国内外关于物流能力的研究现状进行了总结。定义了供应链物流能力,采用按要素性质分类的方法构建了企业物流能力要素体系,并将这一体系与现有的相关研究成果进行比较分析。在此基础上,进一步指出了目前物流能力研究中存在的问题,提出了相应的解决办法。最后,提出了供应链物流能力的未来研究方向,主要包括供应链层面物流能力绩效评价指标、供应链物流能力与供应链整体竞争力关系,以及提高供应链物流能力的物流组织方法等方面的研究内容。     

五自由度并联机械腿静力学性能评价与优化设计

为了对一种六足机器人的五自由度并联机械腿进行静力学性能评价和优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学分析方法,并基于此方法对机械腿进行了优化设计.首先,通过分析腿部机构的驱动、约束映射关系,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;应用虚功原理建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,在定义驱动静力学评价指标的基础上绘制了评价指标分布图,得出了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系曲线.然后,采用同样的方法建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,得出了结构参数与约束静力评价指标之间的关系曲线.最后,基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计.计算表明,固定平台结构参数a为200mm、运动平台结构参数b为80 mm,UPU支链长度l1min,l3max分别为500mm、900mm时,腿部机构的静力学综合性能最好.     

基于多智能体的设备性能退化评估系统建模

为解决设备性能退化评估与预测系统的建模问题,提出了一种基于多智能体的分层次模型。在该模型中,给出了系统的整体构架;根据设备的功能结构,划分了多个层次的性能退化评估与预测智能体,定义了各层次智能体的具体功能。该模型为系统的实施提供了指导模板。     

面向信息集成的覆盖件冲压工艺设计与表达

为更好地获取以往的设计实例信息,实现设计数据和知识的共享,基于覆盖件冲压工艺设计的信息集成,研究了工艺设计的实例信息建模方法。在建立实例信息面向对象组成关系模型的基础上,提出"产品-特征-几何"的分层结构细化实例表达,并应用多类型属性信息描述具体实例信息,采用分级的实例索引策略;收集工艺设计的大量数据和实际经验,建立产品可能发生的缺陷问题与相应工艺机理、解决对策之间的联系,能有效地指出并帮助解决潜在的工艺设计问题;采用数据库技术,开发面向信息集成的覆盖件冲压工艺设计实例库的基本结构,并建立其管理系统,该系统可应用于工艺设计信息和制造资源集成。     

公差与性能自适应匹配建模与分析方法

为建立性能与公差之间的映射关系,提出了一种公差与性能自适应匹配建模与分析方法。通过实验获取了公差与性能的统计数据,在此基础上采用最小二乘法拟合求解公差与性能之间的数学模型。通过参数化方法建立了公差与性能自适应匹配的数学模型,并对装配尺寸链公差与性能匹配进行了分析。以某型飞机组件为实例,验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于改进型拉开档次法的数控机床综合性能评价

针对现有数控机床性能评价研究存在的问题,提出了一种新的基于改进型拉开档次法的静态递阶综合评价方法。利用拉开档次法原理确定了数控机床综合性能评价指标的权重系数,进一步建立了基于改进型拉开档次法的数控机床综合性能评价模型。应用实例的计算结果表明,所建立的数控机床综合性能评价模型合理有效。     

Optimum selection of mechanism type for heavy manipulators based on particle swarm optimization method

The mechanism type plays a decisive role in the mechanical performance of robotic manipulators. Feasible mechanism types can be obtained by applying appropriate type synthesis theory, but there is still a lack of effective and efficient methods for the optimum selection among different types of mechanism candidates. This paper presents a new strategy for the purpose of optimum mechanism type selection based on the modified particle swarm optimization method. The concept of sub-swarm is introduced to represent the different mechanisms generated by the type synthesis, and a competitive mechanism is employed between the sub-swarms to reassign their population size according to the relative performances of the mechanism candidates to implement the optimization. Combining with a modular modeling approach for fast calculation of the performance index of the potential candidates, the proposed method is applied to determine the optimum mechanism type among the potential candidates for the desired manipulator. The effectiveness and efficiency of the proposed method is demonstrated through a case study on the optimum selection of mechanism type of a heavy manipulator where six feasible candidates are considered with force capability as the specific performance index. The optimization result shows that the fitness of the optimum mechanism type for the considered heavy manipulator can be up to 0.578 5. This research provides the instruction in optimum selection of mechanism types for robotic manipulators.