装备制造企业数字化转型应用支撑平台框架研究

随着企业信息化的深入应用,基于数字与模型驱动技术构建数字化、一体化的企业运作模式成为企业数字化转型的方向。结合装备制造企业数字化转型需求,分析了企业数字化转型的基本机理,给出了基于产品、过程、企业和产业链的模型化能力体系,以及基于业务连续性、数据连续性和技术连续性构成的数字连续性能力体系。设计了企业数字化转型应用支撑平台框架,并结合装备制造企业的产品研制要求,提出了支持数字产品管理、跨专业及跨单位业务协同等功能的产品数字化解决方案,最后分析了典型的产品数字化研制模式和特点。可对装备制造企业的数字化转型推进和实施提供一定的参考和借鉴。     

虚拟产品开发管理技术在直升机数字样机开发中的应用研究

针对虚拟数字化产品开发中数据量大,数据管理复杂的问题,提出VPDM系统的数据保护及其系统的结构;并从工程应用的角度出发,应用PDM技术结合直升机型号研制中数字样机技术的实施过程,解决了直升机产品虚拟数字样机开发中数据管理的问题,包括物流管理、数据管理、版本和版次管理、校验更改和审核、人员组织及权限管理、人员角色和数据访问。     

基于数字孪生的卷烟厂仓储研究与应用

针对目前仓储存在运作效率低、数据实时性差、设备健康管理缺乏等问题，设计了基于数字孪生的仓储优化方案。通过三维模型和虚拟场景的搭建，构建了仓储的数字孪生模型，提出了数字孪生仓储的体系架构，选用了OPC UA通讯框架进行数据采集和通信，利用数据驱动数字孪生模型，实现了数字空间与物理空间的交互融合。最后通过某卷烟厂仓储的落地应用，验证了系统的可行性和有效性，为数字孪生技术在仓储管理领域的应用提供了技术支撑。     

数字孪生技术在产品生命周期中的应用与展望

数字孪生的出现为产品全生命周期管理理念的实现提供了新的思路和途径。为探索数字孪生在产品生命周期各阶段的应用模式,从"面向对象"与"面向过程"两个角度阐述了数字孪生的含义,给出了基于数字孪生的产品生命周期的内涵,在此基础上分析了数字孪生在产品研发、制造、维护、报废等产品生命周期各阶段典型场景中的应用方式,总结了数字孪生体的全生命周期,并指出了基于数据的制造这一可能的未来制造模式和数字孪生体的发展方向。     

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。     

复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测

针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生装配模型表达划分为装配对象模型和装配工艺模型,并明确了产品数字孪生装配模型的精准建模机制;在此基础上,采用基于实测数据的装配偏差传递更新迭代机制实现融合多维度误差源的产品装配误差分析计算与装配精度预测;最后,以某型卫星结构部装为例搭建了复杂产品数字孪生装配软硬件系统平台,并通过实例验证了所提方法的可行性,为复杂产品装配精度预测与保障提供了一种切实可行的新思路和新途径。     

数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究

简要介绍了数字样机技术的特点和意义,给出了数字样机技术的应用现状,结合复杂产品工程设计的特点,分析了复杂产品工程设计阶段的对数字样机平台的需求,确定了数字样机平台功能分析。基此分析了数字样机平台的总体框架和逻辑架构,重点分析了设计验证与优化、设计协同、维护支持的实现方法,给出了数字样机技术的部分应用示例。结合已开展的研究工作和存在的问题,探讨了下一步急需开展的研究工作。     

产品结构的多视图动态管理框架的设计和实现

根据制造业对产品物料清单(Bill of Material,BOM)的管理和使用要求,设计了基于产品结构的多视图动态管理框架。所提出的多视图动态管理框架支持产品结构视图的动态定义和转化,实现了以产品结构为中心的产品数据的管理、动态跟踪与追溯,以及跨BOM的工程变更管理。动态管理框架已经在航天型号协同研制平台(Aerospace Vehicles Integrated Design and Manufacturing,AVIDM)中得以应用,可为PLM/PDM系统提供参考。     

AVIDM产品发展思路

经过多年来的坚持不懈的努力和深入推广应用，AVIDM系统已经成为航天型号研制的基础工作平台，在长征、神舟系列等重点型号研制过程中发挥了重要作用，并逐渐树立起在国防军工行业发展国家民族自主软件的一面旗帜。AVIDM软件于1990年推出基于UNIX平台的1.0版本，为型号研制过程中大量重复复杂的应用计算提供基础框架功能；     

基于数字孪生的铣刀状态实时监控EI北大核心

针对机械加工过程中面临的制造过程不稳定、数据时效性差、实时监控可视化效果弱等问题,本着“虚实结合、以虚控实”的总体思想,提出基于数字孪生的铣刀状态实时监控方法,构建了物理空间和虚拟空间共生互控的数字孪生体。首先,搭建了基于数字孪生五维模型的铣刀状态监控系统结构模型,明确了五层系统架构的组成部分;其次,分别阐述了实现孪生系统框架的3个关键技术,即数控机床的数字空间搭建、多源异构数据的传输及管理、数字孪生驱动的铣刀状态监测;最后,以某薄壁件铣削加工过程为应用案例,验证了该监控方法的可行性与有效性,并为全面管控高档数控机床加工过程提供了一种新途径和新思路。     

数码工厂——资讯年代的制造业

制造业的核心活动正透过创新的资讯科技及管理工具 ,由实物生产转移到系统性的知识处理。制造业的上游、中游及下游活动 ,利用计算机所提供的虚拟环境及互联网技术 ,优化及协调生产的各个环节 ,缩短产品的开发周期 ,改善企业对外的应变能力 ,并迅速回应顾客及市场的需求。数码工厂的运行 ,不仅涉及技术方面 ,而且涉及到企业经营运作模式的转变。未来制造业的竞争能力 ,有赖于无形的数码工厂与实际生产活动的紧密结合。数码工厂是新世纪的智慧型企业     

工艺规划为核心的产品协同研发生产平台

为实现具有市场竞争力产品的高端研发,并具备较高的质量及成本控制能力,文中提出构建以工艺规划为核心的产品数字化研发生产平台的解决思路.平台框架包含计算机辅助设计、产品数据管理、计算机辅助工艺规划和协同制造模块;通过工艺与设计、生产两端的数据共享,实现设计、工艺数据和生产的高效协同;通过工艺规划方案的功能描述,展现了一个为...     

面向装备制造企业集群业务协同的信息化服务支持平台

面向装备制造企业集群业务协同的信息化服务支持平台采用分工协作的运营模式、互利共赢的合同价格商业模式,为装备制造产业关键产品的创新设计、数字制造、技术服务提供有力支持,同时为关联企业提供产品展示服务、包含网上技术咨询和远程人才培训等业务的公共平台服务,能够实现企业信息、设备资源和科技资源共享,降低集聚企业关键产品的成本和生产周期,提高企业对市场需求的快速响应能力和市场竞争能力。     

铁路机车车辆虚拟样机数据协调关键技术研究

铁路机车车辆虚拟机机系统为产品设计和生产过程的优化提供了集成的建模和仿真环境。该系统的关键环节在于实现分析数据的协调与集成。为支持开发环境中不同领域、分布、异构的仿真系统间的数据共享，提高仿真平台的可扩展性和灵活性，按数据产生的先后，提出了产品模型数据的分层框架，并研究了每一数据层中关键问题的解决方法。初步实践表明，基于上述研究的虚拟样机系统能有效地支持铁路机车车辆产品的开发。     

虚拟样机多学科协同设计与仿真平台实现技术

在分析产品协同开发平台的功能框架以及主要协同模式的基础上，深入研究了虚拟样机多学科协同设计与仿真平台的分布式计算模型，及其协同运行管理、协同产品开发资源库管理、分布数据的协同交互管理与系统实现技术。基于COM／DCOM的建模与仿真工具协同、支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，开发了原型系统。该系统支持Internet网络环境下各种建模与仿真工具跨平台、分布交互与异构集成，可有效支持复杂产品虚拟样机的协同开发。     

产品设计项目过程管理的研究与实现

为有效地整合企业的技术和管理,研究了产品数据管理和项目管理技术.提出一个企业级的产品设计项目过程管理框架,并应用面向对象方法建立了相应的业务模型、对象模型和体系结构模型.该框架充分考虑了项目管理和产品数据管理的关系,将产品设计项目过程管理系统划分为项目、设计数据和设计过程三个子系统.最后,通过一个应用案例验证了该框架的有效性.     

支持协同产品商务的企业集成平台设计

协同产品商务需要一个基础信息框架为企业和其合作伙伴提供协作支持。面向全面集成和协作,提出了支持协同产品商务活动中合作关系管理、数据和应用集成,以及协同商务过程管理与优化的集成平台框架和实现方法,并给出了集成平台在飞机协同产品商务中的应用实例。     

基于层次模型的协同产品开发影响因素研究

针对协同产品开发的协同深度和协同层次问题,首先建立一个网络化产品开发的协同层次模型。基于层次模型,从技术、组织和经营三个方面建立协同层次的影响因素集,分解出具体的影响因子。最后应用差距分析法对影响协同的关键因素进行分析,并给出具体的应用实例。基于层次模型的影响因素分析能较好地解决网络化产品开发协同层次的多样性和动态性问题,可通过量化分析识别影响协同的关键因素,从而提高网络化产品开发的综合效益。     

航空产品研制生产现场无纸化技术研究与应用

针对航空领域产品新的研制模式及技术标准要求,结合产品制造生产过程中的业务实际,分析了生产现场无纸化的技术思想,对开展无纸化应用的几个关键点进行了深入剖析,对无纸化技术支撑平台的构建原理及方式方法进行了重点阐述,具有较强的实用价值,亦对其他行业领域开展生产现场无纸化应用具有一定的借鉴作用。     

面向敏捷制造的集成产品开发要素研究

敏捷制造被认为是２１世纪制造企业的主要发展模式。分析了敏捷制造模式下企业实施产品集成开发的若干要素,包括企业动态联盟、过程重构、ＩＰＴ组织与管理、企业信息合理化工程、信息分类编码与标准化技术等;探讨了面向敏捷制造的并行产品开发模式;提出了支持企业动态联盟集成产品开发的信息框架概念,阐述了其集成体系结构和工作原理。