网络化制造系统配置环境及其实现途径

根据“扁平式”结构的系统配置建模特征及其在实施网络化制造系统中的作用,提出了基于Web的网络化制造系统配置环境的基本框架及其关键技术,以及实现远程制造模式的制造资源建模、虚拟现实技术和网络技术等的系统应用方法,并着重分析了网络化制造系统配置环境的关键环节,提出了有效的实现逻辑和解决途释。同时,通过平台实例分析和展现远程制造资源建模技术及系统配置与评价等来选择和组建网络化制造系统配置环境。     

基于物理制造单元的网络化制造资源建模及信息集成

针对分散的网络化制造资源,研究了基于物理制造单元的网络化制造资源建模,以及基于可扩展标记语言的制造资源信息模型和信息集成方法。建立了包括物理制造单元层、工作中心层和物理设备层的制造资源组织模型,定义了包括基本信息、制造能力、物理构成、状态信息、工装信息的物理制造单元信息模型。提出了制造资源信息的可扩展标记语言建模方法,研究了制造资源信息的XMLSchema描述规范,实现对异制造资源的描述;提出了基于可扩展标记语言的异地制造资源信息集成框架,应用于面向物理制造单元资源信息动态集成的网络化可重构制造资源优化配置平台开发。     

基于VRML构建远程制造资源模型

提出了一种基于VRML构建远程制造资源模型的方法，讲述了如何用VRML构造远程制造资源的几何模型以及如何将构建好的模型与功能模块对接。这种构建制造资源模型的方法将VRML的虚拟现实建模优势与高级语言在人机界面、网络和数据库等方面的集成功能相结合。可应用在基于VRML和其它编程语言共同开发的远程制造系统。以虚拟车间中设备模型的引入和调整为例对上述构造模型的方法加以说明。     

基于物理制造单元的网络化制造资源建模研究

面向未来数字化制造模式，提出对企业制造资源分三层进行管理，即物理制造单元层、工作中心层和物理设备层；针对生产制造过程中各个应用环节对制造资源的需求，利用面向对象方法对物理制造单元从基本信息、制造能力信息、物理构成、状态信息和工装信息等五方面进行了建模研究；对于物理制造单元的制造能力信息分别面向逻辑制造单元和物理制造单元可加工零件类别进行建模；最后将该模型应用在网络化协同工艺系统和可重构制造资源优化配置平台中，给出了具体的应用方案。     

面向产品网络化制造系统研究

阐述了网络化制造新概念，提出了网络化制造的新方案，关键技术是实现网络化制造的支撑平台——QX_RIMS网络化远程信息协同管理系统，提出了企业网络化集成模型与实施策略及其相关问题，如CCG三维体元构造切削法建模，数控加工互联网数据传送（COM映射），可重构软件资源发布。在此基础上，提出了面向企业制造资源整合与制造设计互联网联控协同工作平台RIC模型。     

基于Web的可重构制造资源优化配置平台研究

针对网络化制造中的资源动态快速重组问题,提出了基于物理制造单元的制造资源信息建模,以该模型建立了网络化、分布式制造资源库;研究了面向CAPP的制造资源预配置及其实现方法;研究了以时间、质量、成本为约束的制造资源优化配置及其实现方法.     

基于Web的可重构制造资源优化配置平台研究

针对网络化制造中的资源动态快速重组问题，提出了基于物理制造单元的制造资源信息建模，以该模型建立了网络化、分布式制造资源库；研究了面向CAPP的制造资源预配置及其实现方法；研究了以时间、质量、成本为约束的制造资源优化配置及其实现方法。     

基于物理制造单元的网络化制造资源建模研究

面向未来数字化制造模式 ,提出对企业制造资源分三层进行管理 ,即物理制造单元层、工作中心层和物理设备层 ;针对生产制造过程中各个应用环节对制造资源的需求 ,利用面向对象方法对物理制造单元从基本信息、制造能力信息、物理构成、状态信息和工装信息等五方面进行了建模研究 ;对于物理制造单元的制造能力信息分别面向逻辑制造单元和物理制造单元可加工零件类别进行建模 ;最后将该模型应用在网络化协同工艺系统和可重构制造资源优化配置平台中 ,给出了具体的应用方案。     

网络化制造中XML文档结构模型与应用研究

针对网络化制造系统中分布式异构环境下产品协同设计制造数据结构化和非结构化的特点，提出了网络化制造中产品设计制造信息资源的XML统一描述，以及XML文档树结构的定义与模型，并将该模型应用于Web结构的产品异地协同设计制造系统，给出了XML．样式化接口和映射接口的实现机制。以机加件类零件为例，给出产品文档树型结构模型的模板与映射接口的实例化，不仅实现了Web环境下的产品异地协同设计中信息资源的浏览与交互处理，而且通过数据映射接口，为远程机加件的在线加工后处理提供了有效的数据。     

基于网络化制造模式的制造资源管理系统研究

着眼于网络化制造资源利用充分化的特点，提出现代企业制造资源全生命周期的管理系统。从设备管理和工装管理两大方面对制造资源管理系统进行分析和设计，同时根据系统功能设计的结果阐述了制造资源为适应网络化制造的全新的工作管理流程，最后给出了制造资源管理系统的接口设计以及信息模型。     

基于网络面向快速重组制造系统的CAPP技术研究

在研究网络环境下快速重组制造系统特点和对 CAPP系统功能需求的基础上 ,对实现基于网络面向快速重组制造系统的 CAPP体系结构进行了研究。在此基础上 ,研究了该 CAPP系统的实现方法 ,包括基于 Inter-net面向工艺设计的制造资源快速定制、基于 Internet的 CAD/ CAPP信息集成和基于 Web的通用化工艺设计推理决策机制等。开发了相应的原型系统 RR-CAPP系统 ,并通过实例对原型系统进行了实用性测试 ,证明系统运行可靠方便。     

基于Web的快速模具远程制造服务系统

数字化和网络化已成为当前制造业最为显著的生产特征。为了改变快速模具的传统制造模式为基于Internet的异地协同开发制造模式,解决逆向工程(RE)、快速成形(RP)、快速模具(RT)设备低利用率与企业得不到快速成形与制造(RP&M)技术服务的矛盾,缩短模具的生产制造周期,迎合新产品快速开发的需求。研究和开发了基于Web的快速模具远程制造服务系统。首先介绍了基于RE/计算机辅助设计(CAD)/RP快速模具开发制造系统的工作流程及其组成;然后阐述了远程制造服务系统的功能设计和关键技术的实现;最后构建了服务系统运行的Web平台。该系统旨在集成已有的RE、CAD、计算机辅助分析(CAE)、RP技术及以此为基础的快速模具制造技术,并以万维网(WWW)为支撑,以RP&M服务中心和各生产力促进中心为服务载体,以为远程用户、服务中心、协同制造企业提供方便快捷的技术信息平台、电子商务平台、制造服务平台为服务宗旨。     

数字化制造中的建模和仿真技术

论述了面向数字化制造的三类建模和仿真技术,即产品建模和仿真技术、工艺过程建模和仿真技术以及制造系统建模和仿真技术,并结合具体研究项目,重点介绍了面向制造的产品数字化建模、导管数控弯曲过程建模与仿真、虚拟装配与装配过程仿真、生产线建模与仿真技术的应用和发展。指出为提高制造系统的快速响应特性、运行效率及可靠性,应在产品数字化建模研究的基础上,重视对工艺过程,即产品加工过程、装配过程及生产系统规划、重组和仿真等技术的研究,以实现生产资源和加工过程的优化以及从传统制造向可预测制造模式的转变。最后指出了推动数字化建模和仿真技术朝实用化方向发展的几项关键技术。     

基于ASP的动态联盟制造资源管理框架研究

研究了基于应用服务提供商(ASP)的动态联盟制造资源管理系统的基本框架；提出了基于应用服务提供商的动态联盟制造资源管理系统的体系结构，该系统体系结构包括基础数据层、系统层、系统管理层、制造资源管理应用服务层、Web门户层、用户层6个层次；并对基于应用服务提供商的动态联盟制造资源管理应用进行了业务建模。在调研的基础上，对系统主要工作业务流程框架进行了设计，提出了基于时间、质量、成本、服务、敏捷性、领先性、历史记录等指标的面向评价指标体系的资源建模方法。设计了基于应用服务提供商的动态联盟制造资源管理系统原型，并实现了该系统的部分应用。     

Manufacturing Resource Planning Technology Based on Genetic Programming Simulation

Network-based manufacturing is a kind of distributed system, which enables manufacturers to finish production tasks as well as to grasp the opportunities in the market, even if manufacturing resources are insufficient. One of the main problems in network-based manufacturing is the allocation of resources and the assignment of tasks rationally, according to flexible resource distribution. The mapping rules and relations between production techniques and resources are proposed, followed by the definition of the resource unit. Ultimately, the genetic programming method for the optimization of the manufacturing system is put forward. A set of software for the optimization system of simulation process using genetic programming techniques has been developed, and the problems of manufacturing resource planning in network-based manufacturing are solved with the simulation of optimizing methods by genetic programming. The optimum proposal of hardware planning, selection of company and scheduling will be obtained in theory to help company managers in scientific decision-making.     

Web-based distributed manufacturing control systems

With the evolution of the application of web technology, agent-based manufacturing systems can be both easily implemented and become a potential approach for modern manufacturing enterprises. In this paper, we present problems and models required for the development of web-based distributed manufacturing control systems. The specific objectives are: (1) to propose an appropriate architecture for a web-based distributed manufacturing control system, (2) to define the specification of a web-based cell controller, (3) to design the co-operative mechanisms, contract net protocol, for better system performance, (4) to upgrade the communication capability of existing CNC machines from RS232C to TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) based on Ethernet .To demonstrate the proposed development, prototype software based on ASP and VB programming was designed and implemented. As a result, not only is a great amount of time saved in the development of web-based manufacturing control software, but this development can also enhance the competitive capability of companies trying to operate on a flexible basis.     

A web-based virtual system for turn-milling center

This paper presents a three-dimensional, web-based, interactive simulation system for turn-milling center. To overcome the disadvantages of transferring files over the Internet and depending on expensive computer-aided design (CAD)/computer-aided manufacturing (CAM) softwares, the system is developed by virtual reality modeling language (VRML)/JavaScript interaction. The system files produced by machining simulation have small size, and could be transmitted on the web easily. Firstly, a dynamic interactive technology based on VRML and JavaScript, which is essential to a web-based simulation system, has been presented in this paper. Secondly, the geometric and kinematic model is created for representing the turn-milling center motion. Then, the key technologies for machining simulation including material removal, NC codes compiling and collision detection are studied. Finally, to validate feasibility of the proposed system, the virtual machining process for a stepped shaft in the machine tool is carried out. Since the system realizes multiple dynamic demonstrations of virtual machine tool, users can comprehensively understand the product performance. The research for the web-based virtual system of turn-milling center has important research value and application prospect.     

Motion/posture modeling and simulation verification of physically handicapped in manufacturing system design

Non-obstacle design is critical to tailor physically handicapped workers in manufacturing system. Simultaneous consideration of variability in physically disabled users, machines and environment of the manufacturing system is extremely complex and generally requires modeling of physically handicapped interaction with the system. Most current modeling either concentrates on the task results or functional disability. The integration of physical constraints with task constraints is far more complex because of functional disability and its extended influence on adjacent body parts. A framework is proposed to integrate the two constraints and thus model the specific behavior of the physical handicapped in virtual environment generated by product specifications. Within the framework a simplified model of physical disabled body is constructed, and body motion is generated based on 3 levels of constraints(effecter constraints, kinematics constraints and physical constraints). The kinematics and dynamic calculations are made and optimized based on the weighting manipulated by the kinematics constraints and dynamic constraints. With object transferring task as example, the model is validated in Jack 6.0. Modelled task motion elements except for squatting and overreaching well matched with captured motion elements. The proposed modeling method can model the complex behavior of the physically handicapped by integrating both task and physical disability constraints.     

基于图像识别技术的电子沙盘在制造车间布局中的应用

针对单纯利用虚拟现实软件,进行车间布局建模和仿真优化所存在的缺陷,将沙盘思想引入车间布局模型反求领域,提出了一种平面车间布局模型反求方法。综合运用阈值分割、边缘识别和像素标记法等图像识别技术,通过图像得到每个模型的相关定位信息。最后通过实例证明了该方法的可行性和准确性。     

网络化制造资源集成研究

对网络化制造资源集成的内涵以及其与传统资源集成进行了比较研究。对网络化制造资源集成进行了系统研究；从层次分析的角度建立了网络化制造资源集成框架；对制造资源进行描述，提出了制造资源信息建模方法；给出了制造资源集成宏观数学模型并对其进行分析，提出提升制造资源集成系统的核心能力应采取的宏观措施。