面向服务的离散车间可重构制造执行系统研究

为有效地集成生产装备和操作工人实现在线的数据采集与信息交互,提出了一种面向服务的离散车间可重构制造执行系统,该系统通过实时数据采集与信息交互平台的构建,实现了与装备的集成化运行,并为操作工人提供了一个实时的信息采集与信息交互的工作平台。在此基础上,提出了一个四维的系统模型,该模型包括基于模型驱动的系统构建方法、面向服务的系统体系结构、基于服务的可重构单元构建方法和面向服务的系统集成技术。其中,通过模型驱动的系统构建方法,实现了系统模型与系统实现的统一,以及系统的跨平台重构;通过基于服务的可重构单元构建方法,构建不同粒度的服务、基于动态服务组合的流程编排,实现了业务功能的重用和动态的流程重构。最后,基于上述系统架构和实现方法,进行了系统开发和应用试点。     

飞机零部件自适应装配系统研究

针对当前飞机零部件装配型架自动化程度低、装配过程可控性差等问题,研究了一种飞机零部件自适应装配系统。该系统集成了虚拟技术、激光跟踪仪检测技术与柔性定位技术,采用了基于力与位移的全闭环控制方法,借助虚拟装调系统实现关键部件的自适应定位与装夹。系统采用某型机机头锥作为自适应装配验证对象,完成了对该部件的自适应精确装调,保证了安装精度,实现了装配过程中力与位移的监控。     

智能可重构汽车变速器装配生产线制造系统研究

围绕汽车变速器产品族装配线制造系统的柔性与重构问题,应用面向生产线重构的产品族装配工艺规划与重构装配线设计集成方法,提出可重构装配线的“主干线”设计思想。在对产品族基于功能实体识别的工艺规划基础上设计出“主干线”的柔性结构及系统的可重构实现机理。最后应用多智能制造思想构建了重构装配线的智能体系结构。该方法为提高实际装配线制造系统的柔性提供了有效技术手段。     

基于流程控制的纺织生产管理系统可重构设计

针对目前中小纺织企业存在的生产管理问题,提出了一种可重构的纺织生产管理系统设计方案,该系统包括流程控制和生产物料计划等模块。针对纺织生产基于流程控制和面向订单的特点,提出了流程节点模块化和订单信息抽象化的设计模型,并建立了业务注册机制,实现了流程控制模块的重构;节点模块化将流程步骤封装为处理单一事务的模块单元,订单抽象化将订单生产相关信息整合为通用元素集合,实现了业务内容与系统框架的松耦合;结合企业开发框架Jboss Seam和工作流引擎jBPM加以实现。研究结果表明,该设计方案可以较好地实现系统的重构性,便于系统的改进和移植。     

可重构制齿生产线能效监控系统设计与实现技术研究

针对制齿生产线耗能设备众多、能耗环节及能量源组件多、能量流动复杂等特点,从面向低碳制造的能效集成监控与系统可重构的角度,在分析制齿生产线能量源构成和主要能效指标的基础上,提出了一种包含物理资源层、智能感知层、核心功能层、系统交互层和基础支撑层的可重构制齿生产线能效监控系统的设计和实现方案,对支持该系统实现的基于软插件的异构数控机床能效数据采集技术进行了研究,通过进一步的数据分析处理实现了制齿生产线的能效实时监控与管理,并提出了一种制齿生产线能效监控的动态可配置方法,以适应制齿生产线的物理配置变动和能效监控需求变化的可重构性。最后,基于上述系统架构及关键实现技术,结合某集团轿车齿轮制齿生产线实际情况进行了系统的开发和初步应用。     

面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统

针对可重构制造系统的特征和研究内容,结合企业实际,建立了基于可重构制造单元的系统级可重构制造系统的生产资源信息模型,并将其应用于面向可重构制造系统的生产资源信息管理系统中,进而实现对生产资源的有效管理。     

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。     

面向可装配性评价的零件插装方向自动提取方法

零件插装方向是影响产品可装配性的主要特征之一,其自动化提取对于提高可装配性评价的效率具有重要意义。本文提出了一种面向机器人装配的可装配性评价的零件插装方向自动化提取方法,根据给定的产品装配序列及计算机辅助设计信息,运用几何推理技术判断产品零件间的装配关系,建立产品装配关系模型,并基于自由度分析导出零件插装方向。     

基于面向Agent的赋时着色Petri网的可重构装配线建模

针对可重构装配线建模问题,提出了面向Agent的赋时着色Petri网的可重构装配线建模方法.在对装配资源进行分类的基础上,将装配资源Agent内部行为进行封装,建立了装配资源Agent的面向Agent的赋时着色Petri网模型,并通过过渡变迁合成可重构装配单元面向Agent的赋时着色Petri网模型.根据每个可重构装配单元之间的逻辑关系,确定整个系统的消息传递关系.在此基础上,实现了装配线快速重构.通过引入相应的多Agent交互协议模型来解决模型中存在的死锁和冲突.最后通过实例分析说明了该建模方法的有效性.     

航空发动机装配工艺执行系统关键技术研究

针对航空发动机在现有装配方案和工艺执行条件下,装配工艺设计与工艺执行过程严重脱节,导致错装、漏装现象时有发生,生产现场装配工艺执行力度和过程控制缺乏有效监管等问题,提出了一套面向航空发动机制造过程的装配工艺执行系统解决方案。通过对计算机辅助智鲁皂优化配料和基于条码技术的三维可视化装配过程控制等关键技术的深入研究,实现了零部件智能优化选配,强化了装配工艺的执行力度和过程控制,从而提高了航空发动机的装配质量和精度,避免了错装和漏装事故的发生。     

可重构装配系统中智能体的开发

为了实现可重构装配系统的快速重构能力,在分析了传统控制结构的基础上,结合分层递阶和分布式控制的优点,提出了基于多智能体系统的混合控制体系结构。这种结构具有低复杂性、强鲁棒性、易维护性、可扩展性以及可重用性等特点,能够适应重构系统的要求。在遵守智能物理代理基金会规范的前提下,以Java智能体开发平台进行了装配系统中各层智能体的实例开发。     

基于 CPS 的可重构制造系统在互联工厂的应用

为了解决个性化定制与大规模生产的矛盾,应用 CPS 技术和模块化制造单元,建立了完整的可重构制造系统,实现大规模个性化定制产品生产流程的高效协同。在研究了面向大规模个性化定制可重构系统特性的基础上,构建了基于 CPS 的可重构制造系统架构,研究了可重构系统的关键核心技术。建立的系统可以将生产制造的复杂行为转换为实际数据信息,通过重构分析、智能决策和动态优化调整模块化制造单元,使整个生产环节的制造资源处于有序可控状态。通过在互联工厂展开应用落地验证,结果表明了该系统的可行性和有效性。     

《计算机集成制造系统》2007年总目次

题目期号/页次题目期号/页次论文基于协同产品数据管理理念的零部件子系统的设计1/1可重构制造系统工艺路线与系统布局设计研究1/7双零件族随机环境下可重构制造系统的生产能力设计1/13配置模块关联系数计算方法及其应用研究1/18基于过程日志的业务过程自动化建模方法设计1/24面向互操作的集成化企业建模体系研究1/31制造网格体系结构的多视图模型研究1/38大规模定制中配置匹配度模型研究1/44基于智能物件的制造企业信息系统研究1/49联邦企业体系结构框架研究1/57面向生产现场的虚拟装配工艺规划技术1/67注塑产品并行开发工作流程规划方法研…     

基于XML的可重构装配模型

产品装配模型是实现网络化协同虚拟装配的核心内容。针对网络化协同虚拟装配环境对装配模型的重构与共享的需求,提出了应用XML技术表达与处理可重构装配模型的方法。论述了可重构装配模型的对象结构和XML语言描述,并说明了相应的数据重构和共享的处理方法。为网络化协同虚拟装配系统开发提供了模型方案。     

可重构虚拟仪器系统

针对可重构制造模式对测试系统提出的在线升级和功能调整要求,提出软件总线结构的装配式可重构虚拟仪器系统。主要技术观点包括采用COM技术实现的支持虚拟仪器软件芯片热插/拔的虚拟仪器软件总线模型、动态虚拟仪器脚本解释器模型和自解释型虚拟仪器软件芯片模型,以及基于XML的虚拟仪器装配语言。     

基于综合工装的盒式连接装配型架快速配置方法

为支持产品族中变型产品的可重构工装的快速开发,提出了综合工装的概念和定义,并借鉴产品配置原理,提出一种同时利用工装检索、综合工装配置和模块化设计的工装快速设计方法,构建了详细的配置流程。在详细分析盒式连接的装配型架及其可配置性和可重构性的基础上,建立了综合工装的知识模型,该模型是一个包含特征参数、经验公式和配置规则并具有连接约束的工装设计知识模型,能够有效、综合表达产品族的工装设计知识,为实现工装的快速配置和重构奠定基础。建立了基于综合工装的工装配置求解流程,开发了工装快速配置系统,并以某机型地板梁为实例对所提出的设计方法进行了验证。结果表明,所提方法可为产品族装配工装的快速设计提供一种有效的解决方案。     

基于智能可重构装配线制造系统的产品装配序列规划研究

研究了基于智能装配单元的可重构装配线制造系统环境中的产品装配建模方法与装配序列表达机制，提出由产品层次装配模型与生产线装配工艺齿状结构描述相结合的重构装配线装配序列规划与表达方法。     

可重组自动装配夹具编码及智能规划专家系统的研究

介绍面向自动装配系统的分类编码用于可重组自动装配夹具智能规划系统的零部件信息输入,对原有的ＶＢ编码系统进行改进,使之便于计算机进行数据处理和面向用户的开放性并提出装配夹具元件编码系统的表示方法,分析可重线与自动装配夹具规划专家系统结构,确定各个组成部分的结构和功能;开发基于面向对象方法地在Ｃ＾＋＋开发平台上建造的可重组自动装配夹具智能规划专家系统。     

网络化制造下的装配质量管理信息系统

制造模式的转变 ,对质量信息管理提出了更高的要求。为此针对网络化制造模式的特点 ,分析了其对质量管理信息系统的需求 ,提出了面向装配型企业的质量管理的系统模型 ,并在研究了实际装配生产的质量信息流程的基础上 ,构造了系统的功能模型 ,实现了质量管理的信息、功能和过程的集成。     

面向复杂产品离散装配过程的电子看板系统实现与应用

为了解决复杂产品装配过程可视化程度低、信息传递效率低下等问题,提出并建立了面向复杂产品离散装配过程的电子看板系统。对复杂产品装配业务流程和组织人员的数据需求进行了分析,在此基础上提出基于流程的多级装配电子看板方法,并重点阐述了该方法中的装配现场日常事务信息综合展示、装配现场实时数据采集和装配过程实时可视化监控三个关键技术的实现方法。基于流程的多级装配电子看板方法的提出,实现了复杂产品离散装配现场的无纸化生产与装配过程的多级可视化监控。设计开发了软件系统,通过实例验证了该系统的应用效果。