螺线管装配生产线数字孪生建模技术

鉴于数字孪生模型的研究较少,数字孪生建模技术仍是当前智能制造领域的研究热点和难点,以离散制造系统的螺线管装配生产线为研究对象,从物理、行为、信息决策3方面探究生产线的数字孪生建模技术。通过物理模型可视化表达生产线的尺寸、形状、装配关系等属性和潜在的物理规律;通过标准化的描述方法构建数字孪生行为模型,简化行为语义,促进信息存储与流动;通过信息决策模型使硬件模块在反馈控制功能的驱动下,实现在环仿真和闭环优化。最后通过生产线智能运维系统展示数字孪生技术在智能监测、信息反馈、决策控制等方面的应用价值。     

数字孪生技术综述与展望

随着复杂系统诊断、预测和系统健康管理技术的不断发展,在新兴的工业信息系统和工业智能的推动下,数字孪生技术成为智能制造领域和复杂系统智能运行和维护领域的新兴研究热点。鉴于此,针对数字孪生技术在复杂工业系统和复杂装备领域的基本概念、应用前景、技术内涵以及发展趋势、已有初步研究规划和阶段性成果等进行梳理,归纳面向复杂工业系统和复杂装备的智能运行和维护领域的数字孪生技术体系、关键技术、发展趋势和技术挑战等,分析数字孪生与其支撑的工业大数据、云计算、人工智能、虚拟现实等的相互支撑和相互促进的关系,预期能够给复杂系统诊断、预测和系统健康管理领域对数字孪生技术感兴趣研究人员提供一定的参考和借鉴。     

基于数字孪生的航天器系统工程模型与实现

为践行智能制造、推进航天工业化与信息化深度融合,提出了基于数字孪生的航天器系统工程。分析了数字孪生技术的相关研究成果,从7个维度对航天器系统工程进行综合,建立了基于数字孪生的航天器系统工程整体模型和应用框架,并按照生命周期进展演化为设计、工艺、制造/装配、试验/测试与在轨运行5个典型阶段模型和应用框架。在技术实现层面,基于物联网、大数据、用于过程控制的对象连接与嵌入统一架构、系统建模语言、基于模型的定义、面向服务的架构等先进技术,构建了由物理空间、传输层、数据层、模型层、服务层和应用层构成的数字孪生系统架构。基于数字孪生的航天器系统工程能够有效实现航天器研制全生命周期信息世界与物理世界的双向动态实时交互共融与协同,从而推进航天工业智能制造的发展。     

微型机电系统的建模与仿真研究

概述了开展微型机电系统 (MEMS)建模与仿真研究的意义和必要性。提出了MEMS建模与仿真技术的特点 :( 1)多物理场耦合 ;( 2 )材料特性的变化 ;( 3 )依赖快速有效的算法 ;( 4 )原子尺度仿真。分别从器件级仿真、过程仿真和系统级仿真三个层次说明了MEMS仿真的方法。最后结合MEMS建模与仿真技术的发展现状 ,指出了该领域今后的发展趋势。     

基于数字孪生的多维多尺度智能制造空间及其建模方法

随着数字孪生、信息物理融合系统等新兴技术的发展,如何实现面向制造业应用的物理空间、信息空间与业务空间的多维融合已成为智能制造落地实施的关键。针对该问题,从逻辑关联的视角提出了多维多尺度智能制造空间的内涵与特征,并结合数字孪生技术的实现逻辑,研究了智能制造空间的虚实映射建模方法、复杂多维时空域下智能制造过程及数据建模方法。进一步,结合某叶轮的生产制造案例对所提出的建模方法进行了验证,证明了该建模方法的可行性和有效性,为实现智能制造空间多要素、多业务、多流程的实时同步仿真与虚实联动控制提供了支撑。     

供需链仿真技术的发展现状与趋势

介绍了供需链仿真技术的发展现状和趋势，给出了供需链仿真的概念和主要内容。根据构成系统仿真的三个基本活动，依次介绍了供需链仿真中的系统建模技术、仿真建模技术以及仿真系统的实现技术。总结了目前供需链仿真技术的应用现状．并分析了目前供需链仿真技术的特点和存在的问题，探讨了未来的发展趋势。     

数字孪生制造单元多维多尺度建模与边—云协同配置

为了解决离散型智能车间多维、多尺度、高保真建模及其软硬件配置与协同问题，以离散型智能车间的基本实现单元——数字孪生制造单元为对象，从数据—知识混合驱动的角度，探明新一代信息技术赋能下数字孪生制造单元的构成要素与关键特征，提出数字孪生制造单元的多维多尺度智能空间模型及其高保真建模方法。进一步从边—云协同的角度构建软硬件集成的数字孪生制造单元配置模型，建立了基于智能合约的数字孪生制造单元边—云协同运行与智能化管控机制。采用Java Web技术开发了数字孪生制造单元原型系统，并以航空发动机整体叶轮加工过程为案例，验证了所提模型与方法的正确性和有效性。     

基于数字孪生的高端装备智能运维研究现状与展望

大数据、工业物联网、人工智能等使能技术的发展促进了数字孪生与高端装备运维的深度融合,使得传统的“定期修”“故障修”运维模式向“预防修”“状态修”智能运维模式的升级,成为高端装备智能运维领域的研究热点。数字孪生充分利用机理模型、实时传感数据、历史数据以及专家知识等信息,集成多学科、多变量、多层次、多尺度、多粒度、多概率的建模仿真过程,准确表征数据特征并进行高效精准的计算分析,实现虚实空间的高精度、高可靠、高可信的映射及演化,为实际物理系统的状态评估、故障预警与运维决策提供支持。对数字孪生技术在高端装备智能运维领域的发展现状、关键技术及工程应用等进行了梳理,并对未来的挑战与难点进行了总结展望。     

基于数字孪生的生产系统仿真软件关键技术与发展趋势

随着设计和制造过程智能化程度的提升，基于数字孪生技术开展生产系统仿真的研究对国产自主化工业软件具有重要意义。在解析基于数字孪生生产系统仿真软件的特征和应用需求的基础上，阐述了生产系统仿真软件的关键技术，包括生产系统孪生模型构建、生产系统仿真优化和离散事件基础仿真引擎；通过整合国内外生产系统仿真软件，总结了生产系统仿真软件的应用；基于数字孪生的生产系统仿真软件的特征，以及软件与数字孪生模型高保真表示、高效构建、高效仿真和人机交互等的紧密结合，探讨了基于数字孪生的生产系统仿真软件开发的技术挑战与发展趋势，以期为我国基于数字孪生的生产系统仿真软件的自主研发提供参考。     

面向智能制造全价值链的精益数字孪生体

数字孪生作为一种关注实现物理世界和信息世界交互融合的新技术,成为国内外智能制造领域研究的热点.尽管随着研究的深入,数字孪生应用技术框架和理论体系逐渐成型,但是现有文献还缺乏对数字孪生应用全过程管理的相关研究.文中通过研究精益管理和数字孪生在智能制造领域中的关系,系统论证了精益管理和数字孪生结合的可行性,并提出了"精益数...     

供应链建模、仿真与优化问题的研究

研究了供应链建模技术，提出了一种供应链建模方法，并建立相应的供应链运作参考模型，研究了供应链仿真与优化方法，并设计和开发了供应链仿真优化软件。以企业为背景给出了供应链建模、仿真优化方法的应用，结果表明，该方法可用来优化供应链的运营管理过程。     

数字式开关电源控制技术建模研究

针对传统模拟式开关电源控制精度、响应速度等性能难以提升的问题,采用数字式开关电源控制技术.以DC/DC变换器为研究对象,分析数字式开关电源的优势所在;依托Buck型数字式开关电源,建立数学模型;在MATLAB上建立数字式开关电源系统模型,并分步调试选取PID控制参数,验证了系统控制技术的可行性.     

基于物联网的电力通信网络智能运维系统研究

为了解决传统电力通信网络运维系统存在效率低、可靠性差等问题,提出了一种基于物联网的电力通信网络智能运维系统。该系统采用物联网技术对电力通信数据进行采集、处理及管控,从而实现电力通信网络运维和物联网数据管控平台的互联,达到电力通信网络的智能化运维目标。实际测试结果表明,所设计的电力通信网络智能运维系统有效提升了通信数据处理能力和运维结果的可靠性,能够满足当前的实际工程应用需求。     

工业4.0下雷达产品研制数字化应用分析

大型相控阵雷达装备的研发是一个复杂的系统工程,随着电子装备性能要求的日益增加以及更新换代的不断加快,传统的研发模式已经无法满足市场需求,需结合先进的设计方法和信息化技术进行数字化研发模式变革。文中结合雷达电子装备的研制特点,研究了基于模型的企业(Model-based Enterprise, MBE)、基于模型的系统工程(Model-based System Engineering, MBSE)的数字化样机协同研发、产品数字化维护与健康管理、智能车间等关键技术,并基于工业 4.0 的体系框架提出了产品研发创新和产品生产技术优化两个维度的应用设想,对复杂电子装备的智能化和定制化研发具有重要参考意义。     

磁控溅射中频电源仿真研究

磁控溅射中频电源及其辉光放电负载是一个典型的强非线性时变系统，对该系统建模并求其解析解是相当困难的。使用Simulink对磁控溅射中频电源建模，对电源工作时各种工况下输出电流波形进行了研究，研究表明，这种仿真方法对电源系统设计有效，可以推广应用。     

基于DSP的直流磁控溅射电源设计

该文通过研究磁控靶工作时的负载特性,设计了以全桥逆变开关电源技术为基础的高效、大功率磁控溅射电源。利用Matlab搭建的模型对电路的参数、输出波形进行了仿真,在仿真的基础上完成了主回路、控制电路硬件及软件程序的设计及样机测试,并在JTP-1400型磁控溅射镀膜机上进行了实验。实验结果证实该电源具有恒流控制效果好,电流截止负反馈反应迅速,工作稳定等优点。     

智能独立光伏电源控制器的设计

本文针对偏远地区通讯或监控设备的独立光伏供电系统介绍了一种智能太阳能电源控制器的设计方案。按照该方案所设计的太阳能电源控制器具有控制简单、功能强大、运行可靠、价格低廉等优点,长期的运行实践证明了它的可行性。     

基于DSP的闪光焊机电源的数字化设计及电路仿真

介绍了基于数字信号处理器(DSP)的闪光焊机电源的数字控制系统的设计,具体讨论了控制焊机电源的硬件结构和仿真电路设计,重点介绍了闪光焊机电源的主回路、数字同步和触发电路、控制电路的键盘、显示电路和采样电路等。利用Pspice和Multisim对主电路和同步扑捉电路进行了仿真和分析。仿真结果表明,该焊机电源的电路结构性能高,能够满足闪光焊机电源的工艺要求。     

故障诊断技术在给排水设备状态维修中的应用

针对攀钢能源动力中心给排水设备原采用的事后维修和计划预修等传统维修模式存在的诸多问题,本着“技术合理、经济性好、实践可行”的原则,同时结合给排水设备的自身特点,制订相应机械故障诊断策略。选取适合的诊断技术,以此推进现代化的、具有高度预知性的设备状态维修,从而增强设备运行可靠性,提高设备综合效率,降低寿命周期费用,促进维修体制变革,实现企业设备管理现代化。