飞机制造工艺管理模式及关键技术

为实现飞机工艺过程的柔性化管理,增强复杂环境下工艺流程的可扩展性和适应性,提出一种基于过程驱动的飞机制造工艺管理模式,建立了以工艺业务为中心、以工作目的为驱动力的过程驱动模型,并针对每个工艺业务的不同特点设计了封装模型,给出了过程驱动的响应机制.针对工艺规划中制造资源冲突这一关键问题,利用熵值法和排队论方法,设计了并行优先访问算法,提出了权威优先、加工总时间最短两种冲突消解策略;针对工艺活动的不确定性,设计了一种工艺活动快速排序算法.结合某航空制造企业的工艺管理应用实例,验证了过程驱动的工艺管理模式以及冲突消解策略和排序算法的可行性与有效性.     

面向多任务的制造云服务组合

针对云制造系统中面向多任务的制造云服务组合问题,研究建立了问题模型并提出了求解算法.以面向单任务的制造服务组合方法为基础,融入多任务多联盟生成问题的相关假设和基本原则,建立了基于服务质量的多任务云服务组合模型.继而基于对该模型特征的分析与把握,提出基于矩阵实数编码的改进遗传算法.该算法设计了与矩阵实数编码相适应的行交叉/变异、列交叉/变异和点交叉/变异算子;同时基于对问题模型相关约束的考虑,设计了合法性修复策略.仿真实验表明,该算法能有效并以较高效率求解面向多任务的制造云服务组合问题.     

[云制造]基于可持续性的云制造多任务调度

为提高云制造调度过程的可持续性,研究基于可持续性的云制造多任务调度方法,基于面向服务架构理论分析了云制造多任务调度流程和可持续性框架。考虑经济、环境和社会因素,构建了基于可持续性的云制造多任务调度模型,设计了改进的遗传算法以有效解决调度模型的求解问题。通过将基于可持续性调度模型和基于满意度调度模型作对比模拟实验,观察可持续性对云制造多任务调度效果的影响。结果表明,从系统整体优化的角度,基于可持续性的调度模型,能够在不损失客户满意度的前提下,同时降低环境成本和设备闲置率,保障平台整体的可持续运行。     

网络化协同制造环境下的混合访问控制模型

在项目驱动的网络化协同制造环境中,针对信息资源的安全问题,设计了一种混合访问控制模型.该模型将基于任务的访问控制与基于角色的访问控制相结合,把协同制造环境中对共享资源的操作限制在具体的子项目/任务之中,以此保证协同环境的机密性和完整性.对于在协同环境下跨管理域的私有资源访问,给出了一种授权评价算法,以虚拟角色间的信任度,来判断是否赋予用户动态权限.最后,讨论了该模型的体系架构,并对评价算法进行了仿真实验.结果表明,该算法符合应用需求,验证了算法的正确性.     

基于模糊评价的协同设计冲突仲裁技术研究

针对协同设计中采用单一的冲突消解方法难以消解复杂多样的冲突的问题,采用多种冲突消解方法集成的方式消解冲突,提出了协同设计中冲突消解过程模型,对该集成冲突消解过程中的重要环节——冲突仲裁问题进行了描述。采用模糊评价法作为协同设计过程中冲突仲裁问题的求解方法,并给出该算法的具体实现过程和冲突仲裁流程。建立了基于模糊评价方法的冲突仲裁系统的体系结构,详细介绍了该结构的主要功能模块,并对原型系统进行了开发。最后,以某车床纵向进给部件的圆柱齿轮减速机构为例,说明了该算法在冲突仲裁中的应用。     

知识化制造单元协同工作模型的研究

为了满足知识化制造单元及时响应多任务工作的请求,提出了一种基于契约网络协议的协同工作模型.对知识化制造单元的协同环境进行了假设,分析了协同工作机理.设计了功能结构,并将其划分为逻辑功能块、创新功能块及协同功能块,以便于知识化制造单元之间顺利工作;构画了工作协同的实现步骤,给出了知识化制造单元知识匹配的过程;最后简单描述了Web实现问题.该方法已在实际中得到了验证.     

集团制造多主体外协订单任务制造资源配置

集团制造企业的外协订单任务制造资源配置过程具有多主体、多任务、多资源、多工序以及协同性的特点,增加了订单制造资源配置过程的复杂性和不确定性。针对这一问题,提出两阶段多主体外协订单任务制造资源配置方法;设计了基于成本—工期—收益的订单任务排序算法和基于PageRank的订单任务制造资源排序算法,并建立了多主体外协订单任务制造资源配置模型;运用遗传算法求解多目标下多主体外协订单任务制造资源配置模型的Pareto最优解。以某建材装备制造集团的外协订单任务制造资源配置为例,验证了所提理论方法的合理性和有效性。     

基于制造能力和角色的航天制造装备递阶配置方法

为解决航天企业制造装备保障管理中制造任务与制造装备的匹配问题,提出了基于制造能力和角色的制造装备递阶配置方法.在分析制造能力的基础上,定义了制造装备角色并建立了制造装备角色模型,接着研究了制造任务、制造装备和装备角色之间的关系,给出制造能力的“任务预期-需求部署”求解模式并建立了制造装备“能力-角色”关系模型,以此为基础,利用“质量屋”工具,提出了制造装备递阶配置模型.     

协同产品创新设计中基于层次知识匹配的冲突消解研究

为解决协同产品创新中的设计冲突,提出一种基于层次知识匹配的协同产品创新设计冲突消解方法。首先,建立协同产品创新设计冲突消解过程模型,分析基于层次知识匹配的冲突消解流程;其次,针对设计过程中冲突量大、难于决策的特点,运用粗糙集理论和方法对冲突进行约简并识别关键冲突;然后,针对层次知识匹配中产生的大量可行方案,将禁忌搜索与生物进化中的精英重组方法相结合,提出一种改进的禁忌搜索算法来优化求解;最后,通过某摩托车的协同设计实例验证了该方法的可行性与有效性。     

制造网格中制造资源的建模

为了规范网格体系下的制造资源的管理，实现资源的共享与优化配置，建立了基于制造网格的制造资源管理模型。提出了服务域的概念，并将服务域引进到UML类图中对制造网格资源进行了分析与建模，使用域来支持资源模型的层次化管理，从而解决了只用一幅UML类图来构建海量制造网格资源的弊端。为了进一步方便制造网格中的资源存储、发布、封装和搜索，结合STEP和XML／WSDL对制造资源进行了描述。在开发的制造网格原型系统中，基于制造资源管理模型，对制造资源封装过程进行了分析。     

分布式网络化制造系统中的工作流管理

在异质、分布、动态的环境中,如何高效地处理制造工作流程是分布式网络化制系统中的关键问题。本文从制造工作流的定义、任务的要素、任务平面结构的表示及层次结构的表示等方面作了探讨,为工作流程的自动化处理提供了有效的策略。     

制造网格体系结构的多视图模型研究

提出了一个典型的制造网格体系结构的层次模型,在此基础上,提出用资源视图和功能视图、信息视图分别描述制造网格体系结构的资源组成、功能结构和信息结构,并用过程视图将前3个视图有机地连接为一个整体.通过一个典型的工作流程,导出制造网格体系结构多视图的关系模型,清晰地呈现出制造网格体系结构的全貌.最后,基于该模型,开发实现了一个制造网格资源管理和任务管理的原型系统,初步应用验证表明,该系统可实现资源的便捷共享.     

飞机钣金零件制造模型管理方法

分析了飞机钣金零件制造模型的典型状态组成,以框肋零件为例描述了零件制造模型设计态、毛坯态、成形件态和成品件态的内容.在此基础上,针对人员、数据和流程数据管理三要素,建立了基于多态模型的飞机钣金零件制造模型管理方法.对于人员管理,定义了飞机钣金零件制造的人员角色及其主要职责,采用基于规则的权限控制方法;对于数据管理,采用多态模型组织制造模型,以成形件态为例描述了节点数据模型;对于流程管理,以成形件态成形模具所用几何模型的设计为例,建立了流程管理模型.最后,以产品数据管理系统为平台建立了集成应用框架,验证了制造模型管理方法工程化应用的可行性.     

基于事件驱动的制造资源冲突实时消解方法

目前调度规则和算法虽然可以避免常规的制造资源冲突,但是当系统运行过程中出现突发事件时(如设备故障、急件插入等),需要利用相关策略消解制造资源的冲突.采用事件驱动的方法,实时控制设备状态,避免制造资源冲突.同时建立消息队列,把资源冲突问题转化为队列排队问题,实现资源与资源的交互处理.引入基于规则、约束和实例的混合消解策略,以消解制造系统运行中出现的冲突问题.     

网络化制造平台动态工作流管理模型研究

工作流技术能否有效地管理业务过程是网络化制造平台成功实施的关键问题。在分析了网络化制造平台中存在既定业务过程经常变动,业务活动之间信息交互通信量与通信资源之间存在矛盾等问题的基础上,提出了一种基于对等网络和统一描述、发现和集成协议的网络化制造平台动态工作流管理模型。重点阐述了该模型基于统一描述、发现和集成协议的工作流端目录管理服务、工作流服务端和端通知机制。最后,通过网络化制造平台工作流管理系统的企业实际应用对该模型进行了验证。     

基于Agent和工作流的跨企业协同制造支持系统

通过分析跨企业协同制造业务过程,提出基于Agent的柔性工作流驱动的跨企业协同制造支持平台,其核心是一组自主交互的智能Agent,通过Agent之间的协作实现协同制造任务建模、制造任务动态调度与分配、制造资源管理及制造过程管理等功能。讨论了系统结构设计、关键技术及系统实现,并以航空发动机企业间协同制造为例进行验证。系统表现了较好的模块化特性、柔性和开放性,并可能在敏捷供应链及扩散制造方面获得进一步应用。     

运用中间件技术的制造网格数据资源集成系统的设计与实现

针对目前制造网格数据资源共享与集成技术方面的研究仍比较少且一些研究还有一定局限性的现状,在对中间件OGSA-DAI内部结构和工作流程研究的基础上,提出基于OGSA-DAI的制造网格数据资源集成系统模型,详细设计了该模型中3个主要功能模块:OGSA-DAI数据资源管理服务模块、数据库资源访问服务模块和文件传输服务模块.对原型系统进行实现,证明该模型的正确性,为制造网格数据资源的集成提供了一种有效的解决方案.     

协同制造中一种基于银行家算法的资源分配策略

分布环境下企业间协同制造的过程可以通过工作流技术来进行有效的管理,对于动态生产资源的分配是工作流管理系统中存在的主要问题之一.对协同制造中基于工作流管理系统的过程管理进行了描述,提出一种基于银行家算法的工作流管理系统资源分配策略,并建立了旨在提高资源利用率的算法模型.     

基于制造能力的工作流模型研究

工作流模型是工作流管理系统的核心和基础,许多方法可以应用于建模过程,但是这些方法缺少对制造过程,尤其是网络化制造过程的有力支持,不能满足制造领域工作流建模的要求。通过对现有面向制造工作流模型的改进,提出一种新的模型,包括四个子模型:基于多色集合理论构建过程模型,实现过程元素的分离,提高模型定义的动态性;基于Web服务的能力模型提供制造能力的服务;从用户角度出发,约束模型建立评价服务和流程的相对指标;通信模型以SOAP为基础保证模型的信息交互通畅。提出的基于制造能力的工作流模型适合于组织松散耦合、模型动态构建、信息分布定义的网络化制造环境。