基于动态资源能力服务的分布式协同调度技术

基于云制造技术中面向服务的思想,针对现有异地分布多车间协同生产计划的关联协调问题,提出并建立一种以云制造思想为指导的基于动态制造资源能力服务化的分布式协同生产调度技术。通过分析多车间协作生产下的制造资源动态服务共享和关联协调的问题,建立基于服务性制造资源的协同生产调度技术总体框架;提出服务性资源的地域和能力相结合的筛选规则,形成面向多车间协同生产的空闲占用和插入调整相结合的作业排产技术;提出资源指定占用下的作业排产处理技术,解决了协同生产环境下特定车间基于制造资源能力局部能力占用的调度排产;针对生产过程中频繁发生的突发事件,提出以降低生产扰动影响范围的时间容忍度技术及基于移动处理方式的动态调度方案调整技术,解决了制造资源服务动态变化下的快速响应处理问题。通过应用实例对以上关键技术进行了验证。     

基于代理的虚拟企业制造系统控制框架的研究

针对当今日趋激烈的,全球化的市场竞争环境,本文提出一种具有分布式,灵活组织结构特征的、基于代理的虚拟企业制造系统框架。在分析了虚拟企业制造系统运作框架的基础上,定义了系统的控制决策目标,并对系统的生产管理和信息技术进行了讨论。     

语义支持下的协同制造服务网构建研究

为解决协同制造环境下制造企业业务协同问题,提出一种基于语义的协同制造服务网构建方法,该方法可以解决协同制造企业间协同过程中语义不一致问题。定义了协同制造服务网的概念,分析了协同制造服务网的运作过程,建立了协同制造服务网的体系结构,并就协同制造服务网构建的几个关键问题进行了研究。     

一个基于协同框架的敏捷制造系统

为了适应市场的需求 ,取得竞争优势 ,敏捷制造成为企业追求的新的生产模式。本文分析了网络环境下敏捷制造在知识、资源、服务和组建过程方面的需求。结合笔者所参与的项目研究与开发 ,介绍了一个以协同框架为基础的敏捷制造系统。并以系统中网络应用服务的三层结构 (协同框架、管理系统层和工具服务层 )为中心 ,描述了系统的实现构架     

网络制造环境下面向复杂零件的协同制造链研究

为了实现网络制造环境下制造资源的共享与优化配置，提出了面向复杂零件的协同制造链的概念，分析了协同制造链的特点。通过对某航空发动机关键零件制造过程的分析，详细论述了协同制造链的生成与演化过程，提出了一种基于蚂蚁算法的组合优化求解策略，有效地解决了协同制造链优化配置问题。最后，基于网络协同制造平台实现了协同制造链的构建与运行。     

基于多智能体的协同制造任务分解方法

在研究采用单元制造系统制造与传统企业内部生产本质区别的基础上,提出了基于多智能体的制造单元控制功能图,并描述了各功能块之间的数据流的输入与输出关系。在制造单元控制系统中,协同制造任务功能模块完成制造任务下达计划。由于资源的独立性及制造任务的分解、分配问题,合理解决制造任务冲突和资源分配问题是正确下达制造任务的关键。因此,文中提出了一种基于多智能体结构的制造任务分解、分配方法,实现了一个基于多智能体结构的制造任务分解原型系统。     

大型离散制造企业成本计划与控制体系研究

大型离散制造企业成本计划与控制的难点有 :产品项目成本控制的特殊需求、成本标准参照体系的预构建、总额费用的合理分摊、目标成本的体系结构、成本信息的对称问题等。为解决上述问题 ,提出了一种适用于大型离散制造企业的全员全方位全过程的成本计划与控制体系框架 ,并进一步给出支持其实现的关键组成 :双基标准成本计划模式、基于差异分析的成本控制模式、成本责任流的管理模式及其整个体系的可重构的计算机支持系统结构。     

协同制造中一种基于银行家算法的资源分配策略

分布环境下企业间协同制造的过程可以通过工作流技术来进行有效的管理,对于动态生产资源的分配是工作流管理系统中存在的主要问题之一.对协同制造中基于工作流管理系统的过程管理进行了描述,提出一种基于银行家算法的工作流管理系统资源分配策略,并建立了旨在提高资源利用率的算法模型.     

基于本体的协同制造知识建模北大核心

为解决企业间制造过程中涉及知识理解、知识共享和重用困难,而导致产品生产周期长、效率低等问题,提出一种基于本体的协同制造知识建模方法。通过对协同制造特点的分析,建立了分布式协同制造工作流程模型。以航空产品协同制造为研究背景,结合领域本体构建方法,构建了分布式协同制造知识本体框架,并对协同制造知识进行分类与概念抽取、属性定义及OWL描述。最后通过实例验证知识建模方法的可行性与有效性。     

基于语义的协同制造执行平台集成框架研究

针对协同制造执行平台集成内容与集成对象的多样性和复杂性,分析了协同制造执行平台对动态快速集成、统一的集成模式、支持相关的集成标准、支持语义和松散耦合的集成方式等的需求,建立了一种基于语义的协同制造执行平台集成框架,以实现集成对象松散耦合的按需集成;在此基础上,建立了集成对象的语义描述模型,采用语义Web服务描述本体OWL-S对集成对象进行了语义建模,并对制造企业内部语义集成及跨企业制造过程语义集成的相关技术进行了研究.研究成果在某柴油机部套产品生产企业协同制造执行平台上得到了应用,取得了较好的应用效果.     

分布式虚拟环境下的产品协同设计与制造

虚拟技术和计算机支持的协同工作（CSCW）技术已经渗透在设计与制造的活动中,并推动制造信息集成和网络协同设计与制造技术的发展。文中分析和讨论了分布式虚拟环境中的协同设计与制造系统的特点及其本要求,以五层结构形式给出了一处系统实现的框架模型。     

面向网络化车间制造的工序质量智能控制系统

针对分布式企业复杂的车间制造环境,如何进行实时有效的质量波动监控、异常波动的诊断分析以及过程中适时的工序调整,是进行工序质量控制面临的问题。提出了集质量监控-异常诊断-工序调整为一体的工序质量控制模式,构建了系统功能体系结构。综合运用相似制造、统计学习、神经网络、统计过程控制等理论,开发了面向网络化车间制造的工序质量智能控制系统。采用针对多品种、小批量过程的基于相似工序的工序质量控制技术和针对多变量过程的基于混合自组织映射模型的控制方法,应用B/S五层架构,完成了工序质量控制系统的开发,验证了系统的可行性,为网络化车间制造提供有效工序质量控制。     

CORBA规范在分布式制造系统中的应用

将ＣＯＲＢＡ规范应用到制造系统中,以支持分布式对象之间的互操作。介绍了ＣＯＲＢＡ的工作原理。根据制造业自身的特点,对分布式制造系统进行了建模和设计。给出了原型系统的一个动作实例。     

Visual SourceSafe在协同结构设计中的应用

介绍了一种将配置管理工具应用到结构设计过程中的方法。此法可以实现设计文件的版本控制,在特定的小型工作组布署后,可以形成极高效的协同设计平台。这个协同设计平台也可扩大至企业级的应用,可以解决以前困扰制造企业的很多问题。图文档管理、项目管理和计划管理等多项日常事务在此平台基础上均可开发出相应的解决方案。本文围绕制造企业应用,从配置管理工具的选择、工作环境的快速搭建、典型系统的实例、应用过程应注意事项等方面进行了详细的阐述。     

分布式网络化制造系统中的工作流管理

在异质、分布、动态的环境中,如何高效地处理制造工作流程是分布式网络化制系统中的关键问题。本文从制造工作流的定义、任务的要素、任务平面结构的表示及层次结构的表示等方面作了探讨,为工作流程的自动化处理提供了有效的策略。     

基于Web工作流的质量控制系统模型的研究

针对传统工作流对动态联盟企业分布式异构环境支持不足和难以标准化的缺陷，采用Web Services技术建立了支持动态联盟企业协同的Web工作流模型，研究了模型的体系结构、基于WSFL的工作流元模型描述，以及任务分解策略与协调控制机制。在此基础上设计了面向制造过程的质量控制系统模型，对系统与平台的集成策略、质量信息的统一表示等技术加以研究，可以满足联盟企业的跨平台系统重组、协调、信息交互和质量控制等要求。最后，以卫星的合作生产实例验证了模型的有效性。     

Object-based knowledge bases in automatic manufacturing environments

A manufacturing system is a very complex network of physical activities, decision making and information flows. Hence the complexity of the design and the integration of such a system increases with increases in the degree of automation. In this paper the authors propose to use the framework of an object-oriented knowledge base as the basis to, organise the knowledge in an automatic manufacturing environment. Such systems can provide significant advantages in terms of knowledge management, integrity control, object abstraction, design abstraction, and very high level programming. The power of this framework is illustrated in detail in the context of process planning, which is one of the major components of an automatic manufacturing environment. This research is supported by the National Science Foundation under grant number CDR-85-00022.     

分布式自治制造系统协调机制的理论和实验研究

在中国国家自然科学基金重点项目《网络环境下的数字制造理论与关键技术》和中国国家自然科学基金项目《基于行为的敏捷化自治制造系统协调与控制理论与方法》资助下，基于分布式人工智能和习性学的研究成果，研究分布式自治制造系统中的协调问题，为分布式自治制造系统开发设计显式协调机制和隐式协调机制。对上述研究结果进行学术报告。 由于分布式自治制造系统采用分散控制体系结构，就必须配置适当的协调机制，以管理制造系统的依赖关系，使各项制造活动达到协调一致，满足制造系统的各种约束条件并优化制造系统性能。     

虚拟制造组织中协作关系建模的研究

由于虚拟制造环境下分布式制造过程间的相互协作缺少有效的理论支持，为此，提出了一个盟员企业相互协作的关系模型，基于赋时有色Petri网和工作流技术，对盟员企业内部制造过程以及相互之间协作关系进行了数学定义和图形建模，分析了面向对象技术在协作关系建模中的应用，并对模型的有效性并进行了验证，为虚拟制造组织的协作与控制提供了一个模型框架。     

Performance management of manufacturing system networks

Performance management of communication networks is critical for speed, reliability, and flexibility of information exchange between different components, subsystems, and sectors (e.g., factory, engineering design, and administration) of production process organizations in the environment of computer integrated manufacturing (CIM). Essential to this distributed total manufacturing system is the integrated communications network over which the information leading to process interactions and plant management and control is exchanged. Such a network must be capable of handling heterogeneous traffic resulting from intermachine communications at the factory floor, CAD drawings, design specifications, and administrative information. The objective is to improve the efficiency in handling various types of messages, e.g., control signals, sensor data, and production orders, by on-line adjustment of the parameters of the network protocol.This paper presents a conceptual design, development, and implementation of a network performance management scheme for CIM applications including flexible manufacturing. The performance management algorithm is formulated using the concepts of: (1) Perturbation analysis of discrete event dynamic systems; (2) stochastic approximation; and (3) learning automata. The proposed concept for performance management can also serve as a general framework to assist design, operation, and management of flexible manufacturing systems.The performance management procedure has been tested via emulation on a network test bed that is based on the manufacturing automation protocol (MAP) which has been widely used for CIM networking. The conceptual design presented in this paper offers a step forward to bridging the gap between management standards and users' demands for efficient network operations since most standards such as ISO and IEEE address only the architecture, services, and interfaces for network management.This work was supported in part by National Science Foundation under Research Grant No. DDM-90-15173.