分布式虚拟设计/制造集成平台

摘要：分布式虚拟设计和分布式虚拟制造是先进制造技术领域的研究热点，但是，目前关于它们的研究多是分别进行，开发的系统低耦合，甚至是无关联的，这种状况阻碍了研究的实际应用．针对这一问题，武汉理工大学智能制造与控制研究所提出并研制了一个分布式环境下集成的工作平台，该平台实现了虚拟产品建模、虚拟产品分析和虚拟数控加工等多个子系统的集成．本文重点介绍了该集成平台的框架结构及各子系统的关键实现技术．在实际应用中，武钢机械制造公司和武汉重型机床厂利用该平台开发复杂新产品时，缩短了开发周期．取得了显著的经济效益．同时，该平台也为虚拟设计、虚拟制造一体化的进一步深入研究提供了有益的探索．     

基于知识的汽车后桥CAx集成技术与应用研究

针对制造企业在应用CAx系统过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以汽车后桥产品设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的协同CAx集成系统平台框架.采用基于本体论的知识建模方法,提出一种特征参数度量的相似实例检索方法,实现了知识的重用,着重叙述了基于实例推理技术、面向设计流程的知识驱动设计计算、基于特征参数的CAD建模方法、基于模型共享的CAE分析以及产品虚拟装配等关键技术,并开发了此系统平台,实现了基于知识的CAD/CAE集成,有效地支持了汽车后桥产品设计.     

大型珠宝产品的虚拟制造研究

大型珠宝产品正式生产加工前都有一个试制过程,传统制造技术是通过多次实样模型试制来演示产品的结构和外观,该方法存在试制费用高、研制时间长、制造成本缺乏可预测性、经验是产品成功的关键因素等不足.针对上述问题,本文将虚拟设计虚拟制造方法引入大型珠宝制造中,运用UG软件构建大型珠宝产品的三维立体模型,通过计算贵金属体积和宝石镶嵌层表面积预测产品制造成本,解决了大型珠宝产品成本估算的难题.设计了实样模型与虚拟制造相结合的试制方案,实现预测产品的结构、外观效果、制造成本和可制造性,优化了试制过程,降低了制造成本,极大地提高了产前准备的效率.     

装备制造项目联盟企业计算机管理系统建模

随着重型设施项目的增加。装备制造联盟企业应运而生。装备制造联盟企业的成功运作与管理需要支持其信息系统的、动态的、集成的、项目拉动的联盟企业模型。基于一般企业建模方法论与体系结构。运用面向对象、基于组件的建模方法及面向过程的分析技术。建立了装备制造项目联盟企业多视图集成的管理系统模型框架。     

在虚拟企业中的产品设计与制造

为了有效地支持虚拟企业的经营生产,需要新的途径来集成产品设计、工艺过程设计和制造。在考虑潜在制造合作伙伴能力的情况下,提供产品设计、工艺过程设计和生产计划的基础模型;开发优化的处理程序来解决决策问题;利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术实现虚拟企业的信息集成和通讯。     

可重组制造系统及其关键技术

可重组制造系统是一种能够在新的生产环境下重新组态的新型制造系统，在响应市场变化和个性化生产方面具有重要的意义，可重组制造系统具有组织、业务、产品、加工系统和信息平台的可重组性，并具有模块化、集成化、可转换性、可诊断性、客户化生产等显著特点；阐述了可重组制造系统的科学基础、集成化的可重组设计原理、开放式智能化的控制系统、标准化的硬软件模块接口设计和可重组设备设计，指出了可重组制造系统应用研究的发展方向。     

面向复杂系统虚拟样机协同建模的方法研究

基于系统工程建模语言(SysML)与高层体系架构(HLA),提出了一种面向复杂系统虚拟样机(VPCS)的开放式协同仿真建模新方法。该方法可以实现VPCS中各类学科异构模型的集成和协同仿真。将VPCS划分为顶层模型、联邦模型和领域组件模型,并分析了VPCS的模型调度机制;利用该方法,对某型无人机的飞控系统虚拟样机进行协同仿真建模,结果充分表明,该方法可以有效地进行多层次、多粒度、多领域的VPCS仿真建模。     

支持多型号产品制造过程管理的数据库系统设计

目前大型的MRPⅡ或ERP系统软件在客户化时对用户的要求过高,需要准备的数据量大,管理流程要求严格,这就导致实际应用的困难,尤其不适合多型号交叉、制造与研制并行的生产管理,给出了一个支持航空航天产品制造过程管理的数据库系统的设计过程,介绍了项目管理的特点和数据库在项目管理中的作用,利用面向过程和面向数据相结合的方法分析生产管理中的数据,给出了数据库系统设计的需求模型、概念模型以及数据库结构模型,并分别用数据流图（Data Flow Diagram,DFD)、IDEF1X图和表格来表达设计结果,利用SQL Server实现数据库系统的功能模块组成和运行过程,能较好地解决多型号产品研制过程中的资源平衡,冲突检测、计划与控制等问题。     

可重组制造系统及其关键技术

可重组制造系统是一种能够在新的生产环境下重新组态的新型制造系统 ,在响应市场变化和个性化生产方面具有重要的意义 .可重组制造系统具有组织、业务、产品、加工系统和信息平台的可重组性 ,并具有模块化、集成化、可转换性、可诊断性、客户化生产等显著特点 ;阐述了可重组制造系统的科学基础、集成化的可重组设计原理、开放式智能化的控制系统、标准化的硬软件模块接口设计和可重组设备设计 ,指出了可重组制造系统应用研究的发展方向     

基于虚拟现实的坐标测量机动态图形建模方法

近几年发展起来的虚拟制造技术成为设计制造领域研究的热点,它对制造过程中的设计、加工、测量、装配和检验等提出了新的要求。由于坐标测量机是制造系统的重要组成部分,为了满足虚拟制造系统的要求,说明了虚拟现实环境中坐标测量机动态图形建模与仿真的必要性,并介绍了利用三维图形开发语言ＯｐｅｎＧＬ进行几何建模与现有其它几何建模方法的统一性和差别,以及用Ｏｐｅｎ在虚拟环境中进行坐标测量机动态图形建模的方法和过程,     

云制造环境下车间制造资源网格管理设计

针对传统车间资源管理方法不能够满足云制造环境下制造资源动态调度与配置的要求,首先提出车间制造资源网格分层结构模型,并设计出云制造环境下车间制造资源网格管理流程,在此基础上定义了由物理资源、制造能力单元和制造能力约束组成的网格基单元,研究制造资源网格管理的3个关键子过程—制造资源网格目录的设计、资源存储代理中间件的设计和资源信息查询子过程.该方法为云制造环境下的制造资源调度与配置提供了统一的资源管理机制,同时丰富了网格技术的研究内容.     

A method of manufacturing process modeling based on activity network for large-sized and complex products

Simulation technique is an efficient approach to realize the planning and scheduling of manufacturing process of products. An appropriate and efficient manufacturing process model is the basis and key of manufacturing process simulation. By analyzing the features of large-sized and complex products, a method of manufacturing process modeling based on activity network is presented and a mapping algorithm of translating BOM/ BOP into the manufacturing process model is designed in detail.     

云环境下众包产品造型设计方案多目标群体决策

针对云环境中众包产品造型设计方案在制造过程中的决策问题,从工业设计角度出发提出多目标群体决策方法. 将已有众包产品造型设计方案作为研究对象,分析云环境中众包产品造型设计与制造过程的特点. 根据方案特点分析群体决策过程中须考虑的评价目标,采用层次分析法对评价目标与目标权重进行计算,建立众包设计方案的多目标评价体系. 将多目标群体决策问题转化为多目标优化问题,以评价体系为依据构建众包产品造型设计方案多目标群体决策模型,采用优化方法对模型进行求解,得到与理想方案最接近的众包设计方案. 以医疗镇痛泵的众包造型设计方案决策问题为例进行验证,结果表明所提方法可以有效解决众包产品造型设计方案在制造过程中的群体选择决策问题.     

Investigations and practices on green manufacturing in machining systems

A machining system is a typical manufacturing system. A green manufacturing function framework of machining systems is structured to describe the traits of input, output and control elements in the system. Based on the function framework, the green manufacturing problem framework of machining systems is presented. The green manufacturing problems in machining systems are classified into three classes and related series of subclass problems. The three classes of problems in the green manufacturing problem framework are the problems of the minimization of resource consumption, the minimization of environmental discharge, and the synthesized minimization of both of them. A series of investigations and practices on green manufacturing in machining system, performed by the authors for quite a long period, are introduced in brief, such as the optimizing system for raw material cutting,the matching system for energy-saving in machining, the design of highly efficient dry hobbing machine tools, the multi-objective decision-making model for green manufacturing in machining systems, and the decision-making supporting system for green manufacturing in machining processes.     

自动测试系统的对象框架

通过分析自动测试系统的特征和需求,建立了测试系统的对象模型和动态模型,并使用统一建模语言对这些模型进行了描述,从而形成一个面向自动测试系统领域的对象框架.与传统的功能模型相比,这个框架不仅比较完整地描述了自动测试系统的对象结构和行为,而且具有更好的可重用性、可维护性及可扩展性.它既可以作为系统建模的基础,也可以作为计算机辅助建模工具用于自动测试系统的描述、分析和设计等.基于这个可重用、可扩展的框架,可以极大地提高自动测试系统的软件开发效率.     

Investigations and practices on green manufacturing in machining systems

A machining system is a typical manufacturing system. A green manufacturing function framework of machining systems is structured to describe the traits of input, output and control elements in the system. Based on the function framework, the green manufacturing problem framework of machining systems is presented. The green manufacturing problems in machining systems are classified into three classes and related series of subclass problems. The three classes of problems in the green manufacturing problem framework are the problems of the minimization of resource consumption, the minimization of environmental discharge, and the synthesized minimization of both of them. A series of investigations and practices on green manufacturing in machining system, performed by the authors for quite a long period, are introduced in brief, such as the optimizing system for raw material cutting, the matching system for energy-saving in machining, the design of highly efficient dry hobbing machine tools, the multi-objective decision-making model for green manufacturing in machining systems, and the decision-making supporting system for green manufacturing in machining processes. Foundation item: Project (50475062) supported by the National Natural Science Foundation of China; project (47-19) supported by the Natural Science Foundation of Chongqing, China     

面向数字化工厂的车间布局与生产线仿真研究

为降低产品设计、生产规划与制造之间的不确定性,提高生产系统的可靠性,构建了面向数字化车间的布局与生产仿真框架;针对传统设计与制造过程中产品数据零散,不能保证各子系统数据一致性的缺陷,提出了基于单一产品数据源的制造资源库模型,对制造过程中的所有资源进行有效管理。引用面向对象技术,对车间进行三维布局设计,构建了基于产品、工艺、规划、资源组成的复杂离散生产系统的仿真模型。最后,以某军工制造企业的数控加工车间为例,对车间的生产线布局进行了重新设计和仿真验证,证明了模型的有效性。     

网络化资源配置中的制造资源模型研究

分析了制造资源在区域网络化配置中的特点,研究了区域网络化资源优化配置对其资源模型的要求。采用面向对象的统一建模语言方法建立了面向区域网络化资源优化配置的装备资源两级模型,为区域网络化资源优化配置提供了支撑,并为其他资源模型的建立提供了重要参考。     

及时生产(JIT)中完全检验的最优设计

研究了及时生产（ＪＩＴ）管理系统中采用完全检验的最优设计问题．在Ｄｅｌ Ｃａｓｔｉｌｌｏ和Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ模型的基础上,根据完全检验的特点,提出了一种新的最优模型．所研究的最优化设计方法对采用及时生产管理系统的企业的实际生产有积极的指导作用．