云制造环境下面向多目标优化的虚拟资源调度研究

为解决云制造环境下虚拟资源调度存在的算法求解效率不高、模型建立缺乏考虑任务间关系约束和任务间及子任务间的物流时间及成本因素等不足,构建了兼顾交货期时间最小化、服务成本最低化、服务质量最优化为目标的多目标虚拟资源调度模型;采用一种基于项目阶段的双链编码方式进行编码,并提出自适应交叉与变异概率公式,以避免交叉、变异概率始终不变导致算法效率下降与过早收敛的问题;在此基础上利用基于项目阶段的多种交叉变异策略相结合的改进遗传算法进行求解,保证了算法的全局与局部搜索性能。实例结果表明,相比于传统的模型与算法,该模型适用性更强,改进的遗传算法在求解效率、准确度与稳定性方面均有较大提高。     

基于新型制造资源组织模型的生产调度系统研究

为了适应航天制造企业对生产调度系统的要求,提出了新型的制造资源组织模型—–基于虚拟制造单元的制造资源组织模型,探讨了此模式的理论思想以及基于此模型构建的生产调度系统.首先构建了基于虚拟制造单元的资源组织模型结构,并给出虚拟制造单元构建的详细过程;然后,建立了基于此制造资源组织模型的生产调度系统模型;最后,通过应用实例表明了该系统能够有效地简化生产调度过程,提高生产效率.     

三层虚拟工作流模型的非线性制造工艺多目标优化算法研究EI北大核心CSCD

时间、生产质量和成本是加工制造中相互制约的重要参数,平衡此参数使制造工艺最优是一个NP(Non-deterministic polynomial)难题,对此出现了许多优秀的调度方法.然而这些方法的优化对象均为线性工艺,对于普遍存在的非线性工艺却无法调度优化.针对此不足,本文以非线性工艺为优化对象提出了三层虚拟工作流模型Three-VMG(Three-virtual model graph)及其优化算法Three-OVMG(Three-optimal virtual model graph).该模型和算法首先建立非线性工作流,采用虚拟技术寻找虚拟结点进行重构,将其改造为虚拟线性工作流;其次结合工艺特点对模型进行分段,采用逆向分层串归约来实现段内最优解,采用累积最优解来衔接各段间的值;最后根据优化结果自顶向下完成各层资源的优化调度.实验表明,该过程较传统时间最小化优化调度算法具有显著的优化效果,其性能及可操作性也能满足工程要求.     

单元重构问题探讨

在 CIMS 环境下,采用虚拟单元技术可以解决使用成组单元的结构中出现的过量跨单元加工和加工负荷不平衡问题.本文对实现虚拟单元的关键技术——单元重构的可行性进行了分析,对单元重构的两个主要过程,即任务的时间分解过程和任务的空间分解过程进行了详细的讨论,并对所涉及到的时间划分、计划调度、工件、机器成组等问题给出了相应的策略和算法.从而证明了在 CIMS 环境下实现虚拟单元的可行性.     

基于边缘PUnet网络的虚拟视图空洞修复

基于深度图的绘制(DIBR)是虚拟视点合成的关键技术, 但其生成的虚拟视图存在大面积连续的空洞. 传统的图像修复算法修复后的空洞缺乏语义感, 现有的部分卷积神经网络修复后的空洞边缘失真, 因此本文提出基于边缘信息的部分卷积神经网络修复算法. 首先本文利用视差移位来生成虚拟视图, 并对虚拟视图进行赋值和膨胀预处理操作, 以消除裂缝和伪影对后期空洞修复的影响, 然后在部分卷积神经网络中加入设计的边缘检测器, 使部分卷积神经网络重点学习图片的边缘部分, 最后利用学习好的网络模型修复虚拟视图中的大面积空洞. 实验结果表明本文方法可以对大面积连续的空洞进行修复, 修复后的空洞区域不仅具有语义感, 且边缘细节也更精细.     

关于跨域虚拟网络的优化狼群映射研究仿真

虚拟网络映射的目的是将网络底层物理资源,以高可用低开销的方式配置到虚拟网络中,进而提高物理网络的业务扩展性能.针对分布式跨域带来的网络资源异构特性,现有映射算法往往存在节点或链路负载不均衡,资源开销过大,以及报文抖动等问题,提出了优化狼群的跨域虚拟网络映射算法.由于跨域虚拟网络映射过程中,额外的资源开销主要来源于域间,因此算法将映射处理分为域内与域间两部分进行独立分析.对于域内映射只引入元胞结构,增强单目标优化处理性能,将节点采用二进制表示,并设定每一位作为一个元胞,建立节点元胞模型,通过更新元胞与近邻得到域内节点与链路资源的最优配置;对于域间映射,则在元胞基础上,引入优化狼群算法,元胞结构提高搜索的分布能力,优化狼群提高全局寻优性能,利用探狼四处游走,在元胞向量中搜索解,同时得到头狼信息,头狼产生召唤行为通知猛狼目标解的信息,从而利用分工协作实现节点与链路最优解的搜索.仿真结果表明,提出的优化狼群网络映射算法能够有效应对跨域异构资源问题,均衡节点和链路的负载,显著降低网络映射开销和网络映射执行时间.     

网络化制造环境下虚拟遥现驱动的制造资源建模研究

远程制造资源的虚拟遥现和仿真是实现化制造的核心技术之一。探讨了虚拟制造系统的组织过程，着重分析了任务驱动的网络化制造模式下分布式制造场所和设备的远程虚拟遥现和组建方法，采用B／S结构实现了远程制造资源的VRML建模及EAI控制，并建立了相应的实验模型。同时提出了远程制造资源能力评估的一些基本方法。     

基于Cell-DEVS的森林灭火资源调度狼群优化算法

针对森林消防调度兵力组织难、精细化程度不高的问题,提出了一种基于Cell-DEVS的森林灭火资源调度狼群优化算法。首先,利用Rothermel林火蔓延模型,对林火蔓延速度进行等级划分;其次,根据森林消防"控制要害"的原则,对森林灭火资源调度进行耦合驱动模块化建模,建立了基于Cell-DEVS模型的狼群强者生存更新机制（WSSUM）;最后,针对森林灭火资源在单位时间步长局部调度搜索中不够精细的问题,提出了一种改进局部搜索策略狼群优化算法（WOA）,对资源在局部游走阶段实现调度交互。与WSSUM算法相比,WOA在减少任务执行时间的同时,改善了局部搜索性能,实验结果表明：收敛速度较改进前提高了10.1%。该研究适应于配备了定位设备的单兵消防作战指挥系统,实现差异化精细调兵。     

一种数据手套交互控制模块的设计与应用

在三维虚拟环境下进行虚拟制造(VM),是当今制造业发展的趋势.数据手套是实现虚拟现实技术的交互设备之一,数据手套的应用对于虚拟制造非常重要.研究数据手套的功能和原理,设计了一种面向虚拟制造的数据手套交互控制模块.通过虚拟手的建模以及数据手套实时采集数据,来实现虚拟手与人手的手势映射,并结合层次包围盒算法实现虚拟手与虚拟场景的碰撞检测.研究结果显示,在模块下人手到虚拟手的动作映射和虚拟手对虚拟物体的碰撞检测能基本满足虚拟制造系统的理论要求,具有一定的实用性.     

Web服务平台下基于遗传算法的制造资源服务选择*

针对基于Web的制造资源服务平台中的制造资源服务选择优化问题,建立了制造资源的质量属性模型,提出了一种基于质量的遗传算法。该算法设计了一种资源—任务关系矩阵编码方式;选择、交叉、变异等遗传操作只对矩阵主对角线上的任务位进行;适应度函数的设计采用制造资源服务组合的质量属性来描述。应用MATLAB遗传算法工具箱编程验证了该算法的合理性和实用性。