基于服务BOM的复杂产品MRO信息集成建模研究

当前针对复杂产品MRO(maintenance,repair and overhaul/operations)的相关研究已经成熟,但由于缺乏对服务BOM集成建模技术研究,使得MRO生命周期数据并没有得到有效管控。首先分析了基于SBOM的MRO业务集成模型,理清了服务BOM和MRO服务之间的关系;然后,提出SBOM结构模型和演化模型,并将SBOM与MRO业务集成;最后,基于清华大学MRO系统对SBOM进行了集成开发。完成了服务阶段的产品数据建模,支持复杂产品制造BOM向服务阶段延伸。     

基于指标参数依赖关系动态响应的研发流程模型

针对复杂产品多层次、多冲突、多迭代的协同开发特点,提出一种基于指标参数依赖关系网络动态响应的复杂产品研发流程模型.探讨了指标参数之间依赖关系的分析方法,并将其分为兄弟组件之间的依赖关系和父子组件之间的依赖关系两种类型.针对两种类型分别提出基于设计结构矩阵的兄弟组件之间的指标参数依赖关系分析方法和基于关联矩阵的自顶向下的父子组件之间的指标参数依赖关系分析方法,并建立指标参数依赖关系网络;面向多学科协同设计提出基于数据和消息驱动的研发流程执行机制,以T/R研发流程为例说明了动态响应的研发流程模型.     

客户协同产品创新系统鲁棒性分析与优化

针对客户等创新主体随机或蓄意中断与企业的协同关系等因素造成的客户协同产品创新系统结构崩溃、效率下降等问题,基于现有相关研究成果,提出基于复杂网络理论的客户协同产品创新系统鲁棒性分析和优化方法。分析了客户协同产品创新系统的复杂系统特性,并建立了其鲁棒性分析与优化过程模型;考虑客户协同产品创新系统鲁棒性的影响因素和方式,定义了其结构鲁棒性、性能鲁棒性及其度量指标,并提出随机失效和选择性攻击的客户协同产品创新系统鲁棒性分析方法;以逾渗理论和最优化方法为基础,建立了成本约束下的客户协同产品创新系统鲁棒性最优化模型和策略。以某手机制造企业为背景,通过应用案例验证了上述模型和方案的可行性和有效性。     

面向生产计划分析的协同制造过程建模语言及建模仿真系统

跨企业协同制造涉及要素种类多、联动关系复杂、内外部不确定性影响大，导致协同运行能力弱。针对其顶层统筹管理能力弱、缺乏有效的计划分析手段等问题，提出面向生产计划分析的协同制造过程建模语言，为决策层提供不依赖具体生产数据、兼顾不确定因素的领域专用抽象建模和模型仿真工具。总结并凝练协同制造的领域知识，定义其概念模型，基于概念模型制定协同制造过程建模语言CoM-PML;开发基于CoM-PML的建模和仿真系统POMES4CM,通过执行多过程仿真协助企业管理人员分析产品齐套周期、资源利用率等，辅助决策。选取3种复杂产品的协同制造流程进行案例验证，得到具有指导意义的过程模型和生产计划，验证方法和系统的有效性。     

基于信息熵的制造服务单元建模与定量评估方法研究

为评估制造服务协同中制造服务单元划分的合理性,提出了基于信息熵的制造服务单元建模与定量评估方法。阐述了制造服务协同过程,提出了制造服务单元模型。基于Shannon信息论,结合制造服务单元信息容量和制造特征标识码的相关性,建立了制造服务单元评估的定量方法。实例证明,该方法可有效地减少制造服务链的信息冗余,优化制造服务协同过程。     

基于网络协同设计的面向装配信息模型研究

提出一种为面向装配设计服务的网络协同设计体系结构和网络环境下面向装配设计的建模体系，该结构集产品协同设计、装配设计、装配规划、装配系统设计于一体。建立装配关系矩阵、装配信息矩阵、装配信息链表，给出了详细的协同机制和算法。该数据结构能方便地进行数据的插入、查询和编辑等工作，产品设计和装配规划能够在网络协同设计中和面向装配设计系统中同步地、智能地和完整地进行。     

基于产品结构的制造服务链构建研究

为提高面向服务架构下制造服务的查全率和查准率,提出了基于产品结构的制造服务链构建方法.首先分析了产品结构、制造任务和制造服务间的关系,给出了制造服务分类描述模型.该模型将制造服务分为产品型制造服务、部件型制造服务、零件型制造服务和工序型制造服务,同时描述了扩展后的制造服务链.简要叙述了基于产品结构分类描述模型下的制造任务与制造服务匹配与合成的过程.最后给出了制造服务平台原型和应用示例,并提出了进一步的研究工作.     

协同设计过程中产品模型协同批注的研究

面向分布式异构环境下的协同设计,分析协同设计过程中产品模型的协同批注流程,提出一套基于Web的产品模型异步协同批注解决方案,建立了异步协同批注系统的功能模型,并对该系统进行具体实现.通过共享模型技术,解决由不同三维设计建模系统所引起的批注过程中的异构问题,为分布式异构环境下协同设计的实现提供保障.     

面向协同装配规划的信息模型研究

为解决复杂产品的装配设计团队和装配规划团队间的协同工作,提出了装配结点概念,用以集成描述产品装配信息,利用装配结建立了产品的装配联系图模型,通过图模型中顶点和边的属性,分别独立描述零件和装配信息.给出了一个基于割顶点的装配联系图层次分解算法,构建了基于共享零件的产品结构层次树模型.基于结构层次树模型,描述了协同装配规划中的协同工作信息.利用实例说明了面向协同装配规划的信息建模过程及模型的有效性.     

面向协同产品开发链的集成产品信息建模研究

协同产品开发链是大批量定制环境下的分布式产品开发网络。当前许多产品建模方法没有考虑到当前大批量定制的生产环境以及协同产品开发过程对产品模型的要求,具有一定的局限性。为此介绍了协同产品开发链及其工作模式,并对当前的主要产品建模技术进行了回顾,分析了协同产品开发链的内涵及其对产品模型的要求。产品开发链成员之间进行协同开发的关键是产品配置模型,讨论了面向协同开发的集成产品信息模型及模型的主要内容,并分析了产品配置模型在开发链产品模型中的作用,此外还介绍了集成产品模型的功能结构和逻辑结构。     

面向协同产品开发链的集成产品信息建模研究

协同产品开发链是大批量定制环境下的分布式产品开发网络。当前许多产品建模方法没有考虑到当前大批量定制的生产环境以及协同产品开发过程对产品模型的要求，具有一定的局限性。为此介绍了协同产品开发链及其工作模式，并对当前的主要产品建模技术进行了回顾，分析了协同产品开发链的内涵及其对产品模型的要求。产品开发链成员之间进行协同开发的关键是产品配置模型，讨论了面向协同开发的集成产品信息模型及模型的主要内容，并分析了产品配置模型在开发链产品模型中的作用，此外还介绍了集成产品模型的功能结构和逻辑结构。     

面向多学科协同开发领域的集成建模方法

为实现复杂产品研发过程中不同学科的信息共享,消除系统集成、协同仿真和系统优化的障碍,提出了基于本体元模型的数字化样机构建方法.分析了基于本体元模型的多领域集成建模的可行性,利用统一建模语言的扩展模型构建了本体的元模型核心包;基于本体理论分析了复杂产品协同开发领域的概念及其关系,构建了多学科协同领域信息集成框架;基于本体元模型建立了涵盖产品定义信息、研发方法信息和研发流程信息的数字化样机模型,支持产品在研发过程中的多抽象层次演化、多粒度层次分解和多学科协调优化,控制复杂产品的整个研发过程.以有源相控雷达为例对所提方法进行了说明.     

面向MDO的复杂产品多学科视图建模技术

提出了面向MDO的复杂产品多学科视图建模技术,给出以主模型为导向的多学科并行建模技术路线。通过建立复杂产品设计过程的层次分解与映射模型,分析产品组成的多学科性;给出多学科并行的设计方法,以实现各学科子系统功能的独立性;通过多学科视图建模的一致性规则及多模型的协同运行策略,解决冲突的协调问题;采用面向对象方法,建立起多学科视图建模技术的层次实现结构;基于优化技术与CAD/CAE的技术集成,实现多模型协同仿真与优化。该技术应用于汽车车身的多学科建模与仿真优化,实现了设计信息的动态交互与多学科共享,有效改进了产品设计水平,提高了产品的设计效率。     

面向协同产品开发过程的多主体资源配置

协同产品开发过程具有分布性、冲突性和协作性等显著特点,这些特点增加了该过程中动态资源配置的复杂性和不确定性.针对这一问题,首先提出一种面向协同产品开发过程的两阶段多主体资源配置方法,该方法包括设计主体的本地选择与管理主体的仲裁两阶段;其次提出设计主体进行本地选择时所依据的任务优先级函数及其算法,并为管理主体建立了混合整数非线性规划仲裁模型;最后,运用通用代数建模系统完成对混合整数非线性规划仲裁模型的求解.应用算例的结果表明,两阶段多主体资源配置方法能够系统评价过程中的各项重要因素,为动态资源配置提供了更为全面的视角,并为今后实时优化的实现打下了坚实的基础.     

多Agent的产品协同商务建模技术的研究

大型的复杂系统的建模多采用多Agent技术,在分析多Agent产品协同商务系统的基础上,提出了基于流程的多Agent产品协同商务模型和改造的基于流程的协同商务多Agent模型.     

混合不确定性鲁棒协同优化设计方法

为了改善鲁棒协同优化设计中约束函数鲁棒性评估的精确度,提出一种混合不确定性鲁棒协同优化设计方法.针对区间分布不确定性优化问题,该方法通过灵敏度分析方法修正子学科中的鲁棒约束函数,使不确定性因素不仅包括各输入变量的不确定性,还包括鲁棒协同优化求解过程中共享设计变量不一致带来的模型不确定性.数值算例的优化结果表明,混合不确定性鲁棒协同优化方法显著改善了约束函数鲁棒性评估的精确性.将该方法应用到一个卫星结构优化设计问题中,并采用自适应模拟退火算法求解,验证了该方法对复杂工程系统鲁棒优化设计问题的适用性.     

面向锻造操作机系统的设计与仿真支撑平台

锻造操作机系统是机电液一体化复杂系统,计算机设计与仿真技术是此类复杂产品研发的核心技术。针对操作机的特点,提出一种面向操作机系统的设计与仿真平台,详细阐述该平台的体系结构、协同设计子系统和协同仿真子系统的功能结构。在协同设计中,采用分区分层的组织模式和对设计中的关系进行分类定义和管理的方法,解决耦合复杂性问题。在协同仿真中,针对异构仿真模型与高层体系架构(High level architecture,HLA)的不兼容问题,提出基于HLA代理模型的适配器封装和转换技术,提高模型的重用度;在操作机锻压过程仿真耗时问题方面,提出基于案例推理的智能模型,提高仿真效率;以操作机锻压过程为例开展协同仿真试验,展示了协同仿真的逼真度和仿真平台的有效性。该平台有助于锻造操作机系统虚拟样机的构建,为操作机的快速设计、降低成本以及特性分析等提供有力的支持。     

面向复杂产品的协同制造执行平台框架及运作流程研究

为了有效地提高面向复杂产品的车间协同制造执行能力,在分析当前研究应用现状的基础上,提出了一种面向复杂产品的协同制造执行平台框架。在此基础上对面向复杂产品的协同制造执行平台运作流程进行研究,并进行原型系统开发和应用。     

网络协同商务链的主体模型研究

围绕企业间商务活动的规则、竞争、约束和协调关系,将企业协同商务系统看成一组利益相关的商务主体,从智能主体模型的角度,结合面向主体的设计方法论,提出了一套适合协同商务链的建模方法。在建模过程中,首先,通过规划协同目标、寻求协同伙伴、选择最佳协同方案等步骤,构造了协同商务主体模型,通过彼此利益最大化产生协同商务愿望;其次,通过目标关系图、进程和有向环等元素,确定了协同商务的解决方案;最后,通过对汽车工业的协同采购、协同销售、协同生产和协同配置主体间交互过程的分析,体现了该模型的实用价值和企业整体效率的提高。     

多学科虚拟样机协同建模与仿真平台及其关键技术研究

针对面向多学科虚拟样机开发的协同建模与仿真平台,建立了其系统体系结构和技术体系结构。提出了该平台解决多学科虚拟样机协同建模与仿真问题中的4项关键技术,包括：①面向模型的多领域协同仿真技术;②基于系统工程理论和组件技术的建模技术;③网格技术和微软自动化技术;④采用可扩展标记语言和产品生命周期管理系统的集成技术。给出了一种符合并行工程思想的基于该平台的虚拟样机开发过程模型。最后,简要介绍了该平台在船舶领域的一个应用范例,以及在航天、船舶和卫星等领域的初步实践,表明该平台能有效支持虚拟样机工程。