基于网格原理的跨企业协同制造平台

为了支持企业间的制造协同,参考网格的运行机制,提出了基于网格的跨企业协同制造平台。该平台包括制造资源管理系统、制造任务建模系统和制造任务管理系统等3个相关的系统和面向网格的协同工具。采用Agent及领域知识模型支持平台的资源管理、任务建模、资源调度、任务分配及制造过程管理等。分散的制造企业可以通过Internet,利用协同制造平台建立全球制造网络,实现对市场的快速和敏捷响应。     

支持协同制造的制造网格平台研究

为支持虚拟企业间的协同，借鉴网格技术和网络化制造运行机制，讨论了制造网格的定义，提出了制造网格体系结构及制造网格协同制造平台模型。通过采用Globus Tookit3提供的元计算目录服务和各种组件，设计了制造网格资源管理系统，实现了制造资源的封装、发布、搜索、信任评估、优选评估等管理。结合Agent技术开发了制造网格任务管理系统，实现了制造网格制造任务的分解、分配、调度等管理。建立了应用原型，说明了制造网格平台的应用过程。     

基于Agent的快速扩散制造系统研究

快速扩散制造是为了满足当前国防环境下武器装备快速变批量生产需求提出的一种新的制造模式.介绍了快速扩散制造的概念,提出了基于Agent的快速扩散制造系统模型,其核心是一组自主交互的Agent,通过Agent之间的协作实现了任务管理、工艺扩散管理、品质控制及数据管理等功能.     

面向时序约束任务的协同制造链构建过程研究

为实现制造任务的多企业协作,基于协同制造链的概念建立了时序约束任务有向图模型,系统研究了协同制造链构建过程的数学建模问题,分析了规范型与非规范型协同制造链的构建过程及其特点。通过对协同制造链的不同构建模式的分析,有助于实现多企业间制造任务的协作。     

基于Agent的数字车间及其调度技术的研究

在中国国家自然科学基金重点资助项目《网络环境下的数字制造理论与关键技术》，中国教育部博士学科点基金资助项目《网络制造产品电子交易平台设计与研究》，中国国家科技攻关计划项目《支持网络制造的协同交互与资源共享平台研究与产业化》共同资助下，开展基于Agent的数字车间及其调度技术的研究。 数字车间是实施数字制造的主体，是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是制造实时信息的集散地。数字车间生产的敏捷性在一定程度上决定着整个企业的敏捷性，所以从敏捷调度的视角，研究数字车间的相关理论与技术。 提出基于Agent的数字车间框架结构。框架包含车间管理与计划子系统、设计子系统、生产调度与管理子系统、物料运输子系统、库存与管理子系统、制造资源子系统、生产仿真子系统和制造执行子系统。框架结构支持虚拟企业生产模式——组成数字车间的设备或设备单元可以是处于不同地域，通过制造设备Agent之间的协调与合作，制造设备在物理位置上不变，而在生产组织和管理逻辑上随加工任务的变化而改变，实现资源的动态配置，对变化的任务做出及时响应，从而提高制造系统的敏捷性，因此也被称为虚拟数字车间。赋予数字车间更为重要的地位和作用——除承担对生产任务的调度与制造实施以外，还兼具运输服务和仓储管理等两项功能，并在制造过程中实时收集订单的生产进度信息。 研究数字车间中Agent对制造资源数据的管理技术，将与制造资源相关的数据信息直接集成到制造资源Agent结构，使得数据库系统就像是Agent框架整体的一部分。提出以分布式数据库系统为中间层的车间系统集成方案。在此基础上，研究基于Agent会话的车间运作方式，将数据库系统看作Agent系统与其他系统联系的中间层的结构，使得Agent系统易于实现与现有软件系统的集成。Agent使用数据库访问机制     

制造资源云集成元建模及云Agent服务调度研究

针对云制造过程中的制造资源虚拟化问题,分析了制造资源的存在形态、构成及其属性,提出基于RFID技术与对象名解析服务的制造资源感知与追溯逻辑架构,以实现物理制造资源虚拟化;通过建立虚拟制造资源静态-动态集成元模型,为异构、动态的虚拟制造资源的重组和融合提供统一描述机制;在此基础上,将移动Agent和云服务发现机制相融合,提出云Agent（cloud  Agent）的概念,并基于资源中介的改进合同网机制,实现云制造服务自适应管理和调度;给出了面向复杂产品协同的制造资源云服务平台原型系统,并结合汽轮机制造服务协同应用案例,初步实现了制造资源虚拟化和服务部署。     

基于ASP平台的供应链协同运作模式研究

激烈的市场竞争环境给供应链管理模式下的制造企业提出了新的发展要求,供应链协同是改进消费者服务,减少库存,减少供应链成本,提升竞争力,提高消费者忠诚度的一条途径.为了实现供应链协同运作的目的,需要在跨平台、跨应用方面达成协同并实现协同管理.通过研究开发网络化制造环境下供应链协同的企业动态联盟运作模式,建立基于应用服务供应商(ASP)的供应链协同运作平台,实现集成企业中采购、库存生产计划等业务过程的管理协同和信息协同,增强对市场需求不确定性的快速反应能力,提高供应链的整体竞争力.     

网络化协同设计制造中的柔性工作流管理研究

针对典型区域性网络化协同设计制造平台及其虚拟社区的管理机制进行了研究,提出了基于柔性工作流和数据库技术的网络化协同管理方案,结合实例分析,介绍了网络化协同设计制造过程中的柔性工作流定义、数据库操作.对于网络化协同虚拟社区中典型的链状合作型和排斥竞争型企业分别实现了不同的应用模式,建立了基于数据库的协同柔性工作流模板库,并对协同设计制造柔性工作流中的权限管理和冲突协调提出了初步的解决方法,能够有效地自动控制典型的区域性的网络化协同设计制造平台的工作流程和进行资源管理、状态监控,对于提高网络化协同设计制造的工作效率和自动化有一定的应用价值.     

支持网络化制造的车间资源集成与执行系统

提出一种对传统车间制造资源实施网络化改造与性能提升以支持网络化制造的系统集成框架及其实现方法。应用分布式人工智能中的多Agent技术和CORBA分布式对象技术与规范，对车间各种异构制造资源进行建模和封装设计，通过基于CORBA的开放式系统集成框架，将封装后的制造资源Agent以“即插即用”方式进行集成，制造资源Agent之间通过互操作方式进行协作，以实现制造过程管理与执行。最后，基于上述方法开发了一套支持网络化制造的车间制造资源集成与制造过程执行系统，该系统具有可集成性、开放性、智能性和可重构性等特点，不仅可实现车间内部制造资源的快速集成，同时还能支持网络化制造环境下车间资源的共享及制造过程管理与执行。     

基于云制造的智能总装融合集成架构与应用研究

基于云制造技术,面向航天产品智能总装生产的计划、生产、测试、外协管理等生产运营过程,解决跨系统及应用、跨企业、跨云域、IT与OT的数据集成及融合问题.研究新一代信息技术与专业技术深度融合下的企业数字化融合集成架构.研究多云协同技术,解决航天产品装配过程跨企业、跨业务域生态协同场景下统一数字模型的跨阶段传递及融合.提高航...     

面向制造网格的任务管理系统研究

为协调和共享制造网格中分布的资源，设计并实现了一个面向网格服务的任务管理系统。建立了该系统的功能模型和工作流程，定义了面向零件和组件加工任务的网格资源节点模型和任务模型；基于任务时间、成本和服务质量的约束，建立了任务分解规则和资源节点的匹配规则，设计了任务调度及状态监控方案；最后构建了系统实现的体系结构和信息交换过程。基于网格原理，系统各功能被封装为网格服务，通过任务管理中心实现对服务的调用。系统已被集成到某区域网络化制造服务平台，为企业提供了与制造过程相关的网格服务。     

网络化可重构制造资源优化配置技术研究

在中国国家863高技术发展计划重大专项《基于制造资源优化配置的制造过程管理系统》之子课题《可重构制造资源优化配置平台》，中国航空科学基金项目《以工艺流程为核心的异地协同制造资源优化配置及其实现技术研究》资助下，面向网络化、智能化、敏捷化的数字制造模式，综合运用面向对象技术、分布式数据库技术、集成技术，以及多目标优化理论，开展网络化可重构制造资源优化配置关键技术研究，重点是建构网络化协同制造任务信息模型，网络化制造资源信息模型，动态可重构的制造资源优化配置方案，开发网络化可重构制造资源优化配置平台。     

面向网络化制造的中小企业协同管理平台研究

针对网络化制造模式下中小型企业协同管理的需求,并基于企业协同工程和系统工程适用性,提出了一个基于协同管理中心的企业协同管理平台的系统解决方案.该系统覆盖网络化制造协同联盟的设计、制造、组织、资源和过程管理控制等环节中的关键业务,实现组织、产品、过程和资源的协同管理.从网络化制造的特点出发,给出了协同管理的模式、平台系统体系结构、特征和总体技术结构;重点解决了协同规划、协同联盟成员选择与匹配、信息交换、访问控制、协同过程管理控制、系统封装以及通信等方面的问题;最后讨论了所建立的原型系统及其应用实例.     

基于多智能体结构的车间调度方法

车间调度问题是一个复杂的 NP问题 ,车间调度系统需要具有相当的柔性机制。本文提出了一种基于多智能体结构的车间层动态调度方法。系统中有三种代理 ,车间代理、资源代理和任务代理协同并行工作。车间代理负责各个任务代理之间的协调 ,任务代理安排任务的调度路径 ,资源代理安排车间中的具体制造资源。车间代理能够动态调整调度规则 ,解决任务代理之间的资源分配冲突。任务代理采用招标投标机制选择最佳资源代理。资源代理能够提出并实时调整局部调度方案。本文实现了一个基于多智能体结构的车间调度原型系统。     

Integrated Modeling Framework for Manufacturing Systems: A Unified Representation of the Physical Process and Information System

The task of process modeling in a manufacturing environment centers around controlling and improving the flow of materials. This flow comprises a complicated web of control and physical systems. Despite a variety of manufacturing system modeling approaches, more rigorous process modeling is required. This paper presents an integrated modeling framework for manufacturing systems (IMF-M). Conceptual modeling of physical materials flow supported by a graphical representation facilitates improvement of operations in manufacturing environments. A declarative and executable representation of control information systems helps to improve information management by managing a variety of information models with improved readability and reusability. A unified representation of the physical process and information system provides a common modeling milieu in which efforts can be coordinated among several groups working in the different domains of scheduling, shop floor and logistics control, and information system. Since the framework helps adapt to the changes of the physical process and information system affecting each other in a consistent manner, the modeling output enhances integration of the manufacturing system.     

制造网格中服务质量管理系统的研究

为确保制造网格平台提供的各种制造资源及服务达到使用者的功能与质量要求,建立了制造网格服务质量管理系统。在该系统中,任务分解通过特征匹配和相似度搜索算法、服务质量约束分解、服务质量分解结果验证等过程实现;资源调度通过服务质量属性匹配,基于时间、质量、成本、服务和信誉度的多目标决策建模,以及容错处理等过程实现;资源预留采用基于预留策略和任务列表的方法实现;服务等级协议则通过服务等级协议协商、违约检测、违约赔偿以及服务等级协议中止等过程实现。制造网格服务质量的研究,贯穿产品开发、制造、管理和销售等整个生命周期,其成果直接影响制造网格的实用性,是制造网格从“研究”走向“应用”的一个重要环节。     

网络化制造平台集成及制造网格研究

为解决企业的孤岛问题,提出了一种网络化制造平台集成的网格模式,以实现大范围资源共享和协同工作。引入了网络化制造平台联邦的概念,提出了一种3维集成框架,并重点介绍了基于应用服务提供商的网络化制造平台联邦集成的体系结构和联邦执行支撑系统。解决的关键技术包括基于数据过滤机制的动态资源信息传输技术、跨平台共享资源分布式调度技术、分布自治结构的联邦管理技术、跨平台用户安全授信技术,以及分布式动态共享资源的数据同步技术等。最后,给出了应用实例。     

制造系统中任务分配的自适应Agent模型

为实现在保持高生产率的前提下对环境变化的快速响应,提出一个基于自适应Agent的模型,研究了制造系统中最常见的任务在加工资源上的分配问题。设计了在多智能体系中分别代表加工资源、任务和协调者的三类Agent,以及它们在各自利益驱下所应遵循的行为规则,并采用了局部与全局的双层强化学习机制,以保证整个系统的行为朝着预期的优化方向演化,适应环境的改变。最后,给出了一处以车间调度为背景的仿真示例,在环境变化（如产品需求改变或机器故障）的情况下,系统能够自动地产生满意的任务分配策略。