基于云制造的产品设计知识流协同方法

针对分布式产品开发中涉及知识活动协同的管理问题,提出一种结合云服务、产品设计信息流驱动和面向服务架构相结合的、基于云服务的产品设计知识流管理方法。通过分析分布式产品设计的特点,建立基于产品生命周期(PLM)驱动的产品设计知识节点模型,以此为基础构建面向云服务的产品设计知识流模型。使用云服务完成产品设计知识流的虚拟化和服务化,实现复杂产品开发任务中的产品知识协同。建立了系统层模型,提出产品知识服务维护与协同的方法,探讨模型各模块互操作流程,设计并开发基于云服务的产品知识流管理平台雏形,验证了该方法的可行性。     

基于不确定规则推理的云制造知识服务方法

针对知识服务的模糊性和随机性,提出知识服务的多维多条件云映射不确定规则推理方法。基于知识服务过程分析,建立了知识服务云模型,通过对不同任务需求前件和知识规则后件的云模型进行多元组合,完成了云制造知识服务从定量输入到定性推理再到定量输出的映射变换,构造了知识服务云模型的多维多规则推理结构,并给出了推理算法。通过应用算例,分析总结了云制造中业务需求与知识资源之间不确定映射关系在值域空间和确定度空间的分布,为实现云制造知识服务精确配送提供了新思路。     

转轮叶片多轴铣削加工的集成知识云服务实现

为了解决云模式下转轮叶片铣削加工知识资源的按需共享和优化配置问题,在分析云模式下转轮叶片铣削加工特征、知识服务难点及需求的基础上,提出转轮叶片铣削加工的集成化知识云服务模式和实现方法。首先,构建了转轮叶片多轴铣削的本体库和知识库,完成了知识资源与加工任务的本体组织结构描述,在此基础上搭建集成信息输入、工艺规划、刀轨计算、仿真分析及参数优化等环节的转轮叶片多轴铣削过程模块化集成框架,建立了铣削过程的集成知识云服务模式;然后,针对集成框架的关键环节,采用基于业务需求—服务活动—协调规则的知识服务集成工作流来控制多个耦合服务任务的协同运行,并建立转轮叶片铣削过程的集成知识服务流模型;最后,搭建面向转轮叶片铣削加工过程的集成知识云服务平台,实现了知识资源与铣削加工业务流程的柔性集成,为云制造模式下转轮叶片的高效加工提供了思路和实现途径。     

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.     

复杂零件云制造知识服务研究

针对复杂零件产品研发迫切需要对产品研制过程中的知识进行有效管理以实现共享和重用。以叶轮云制造为例建立了复杂零件云制造知识服务流程,在此基础上对复杂零件云制造流程中工艺设计静态知识服务、切削参数优化动态知识服务、刀轨计算静态知识服务、刀轨计算动态知识服务的实现策略进行了研究。以多孔型腔零件云制造为例,实现了部分功能,初步验证表明所提出的知识服务策略可有效提升产品研发效率。     

基于云服务的复杂产品协同设计方法

围绕复杂产品设计过程中设计者之间的分布协同以及信息、资源共享和知识重用等问题,提出了一种基于云服务的复杂产品协同设计方法.该方法以云服务中间件技术为主体,通过云服务中构建的领域本体和知识库所包含的语义来描述复杂产品设计过程中的信息、资源和知识,进而提出一种结合事件驱动服务模型和语义服务逻辑图的服务组合方法.在事件驱动下完成任务分解、服务发布等操作,利用语义服务逻辑图表达服务之间的逻辑和时序关系,接着进行服务组合并执行组合服务以完成复杂产品设计任务.以某型航空器总体设计为例验证了该方法的有效件和正确性.     

基于本体和粗糙集的产品设计知识推送技术

针对产品设计过程中因产品设计知识数量过多、位置分散而导致的知识推送精度不高、利用效率低下的问题,提出基于本体和粗糙集的设计知识推送方法.分析了产品设计过程中的知识活动,建立了产品设计任务和设计知识的本体模型;在本体模型的基础上,利用粗糙集和信息技术从知识使用日志中抽取了知识推送规则;结合设计人员的知识需求,依据知识推送规则实现了产品设计知识的精确推送.以某汽车制造企业为背景,通过应用案例验证了该方法的可行性和有效性.     

基于本体的工作流管理技术的研究

分析了本体技术在工作流模型中应用的优势,针对当前工作流技术需要进一步探索和研究的工作流统一模型方面,讨论了工作流模型中组织、资源和过程等本体模型的描述和实现,开发了基于本体的产品数字化协同设计与制造系统。实际应用表明,基于本体的工作流模型解决了普通工作流模型中存在的问题,取得了较好的效果。     

云计算环境下基于语义Web的协同设计系统

针对当前产品实际设计过程中设计成果重用度低、设计方法难共享、设计人员交差工作时间长等问题等特点,结合Web服务本体描述语言的思想,构建了一种能够实现企业内外部服务资源集成共享以及面向汽车零部件新产品研发的协同设计云平台总体框架,给出了其体系结构和运行服务模式,并对设计需求和服务资源的语义匹配进行探索,建立了面向资源搜索的语义推理和描述框架模式的服务发现和服务虚拟化模型,有效解决了约束条件服务参数的匹配和设计资源的动态分配。采用AJAX和Java开发了云平台原型,结合汽车零部件产业的实际对该平台进行了初步应用实践。     

面向设计资源协同的服务规划关键技术研究

为了解决分布式设计资源在复杂产品协同工作中的组合重用问题,建立了设计资源的协同服务体系结构,以协同服务封装可被重用的设计资源。面向不同领域建立共享本体,面向领域内设计资源建立私有本体,实现异构资源间功能与数据的互操作。划分了协同服务规划的不同阶段,给出了服务规划方案的生成算法,以获得服务组合的可行规划方案集合。最后以航空发动机中压气机设计为例,给出了原子服务的本体描述实例,并验证了协同服务规划算法的有效性。     

基于SWRL的制造系统知识表达与按需服务过程推理框架

为实现协同制造环境下制造系统服务过程的智能性,提出“需求—资源—服务—过程”为主线的按需制造范式,结合本体、语义推理等技术,提出制造系统基于语义网规则语言的服务过程按需推理框架;建立制造需求、资源、服务、过程的本体概念和关系模型,构建该框架的本体知识库;基于服务按需组合生成动态服务过程思想,运用IOPE模型描述语义Web服务功能语义和动态前后件服务交互特征,提取服务过程触发推理的描述逻辑规则,并通过规则到本体知识属性的映射构建语义规则;运用Protégé和Jess推理引擎实现推理的应用模型,通过推理实验证明了该方法的有效性.     

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。     

面向集团企业云制造的知识服务建模

为解决集团企业云制造中知识资源的共享和重用问题,在对集团企业云制造知识服务需求分析的基础上,提出集团企业云制造的知识服务应用模式,用户可以方便地调用集团内的各类知识服务,也可以从外面获取知识服务或者向外提供知识服务。在云制造环境下构建了知识服务系统体系架构。提出静态和动态两种知识服务方式,研究了两种知识服务的建模方法。通过多领域本体、分布式索引、知识服务需求感知建立了静态知识服务模型;通过知识梳理、动态知识封装、服务封装的方式建立了动态知识服务模型。通过一个应用示例,说明了两种知识服务的服务过程。     

面向协同的产品设计知识推送研究

知识推送是提高产品协同设计中知识获取效率的重要方式。通过分析现有设计知识推送研究的不足,运用知识模块集来描述设计过程知识需求模型,提出设计过程知识需求模型的更新方法,设计了一种面向协同的产品设计知识推送模型,其推送思路是:当设计人员接受设计任务时,对设计过程知识需求模型中的知识模块集进行基于概念语义扩展的设计知识检索,然后根据设计人员的知识水平过滤预推送的知识,最终将知识推送给设计人员,从而达到在产品设计过程中主动地为设计人员提供个性化知识服务的目的。     

基于本体的高速列车设计知识推送技术研究

高速列车设计是多学科知识密集交互并实现创新的过程,针对高速列车研发过程中知识重用率低、知识价值贡献低、系统智能化程度不高等问题,文章研究了基于本体的高速列车设计知识推送技术,以有效支持高速列车的研发设计,实现设计知识的有效重用。首先,研究了包括用户本体、设计任务本体以及设计知识本体的高速列车设计本体的构建方法,然后,在设计本体的基础上,研究了高速列车设计知识推送的两种模式,即检索式和交互式设计知识推送。最后,以高速列车转向架牵引传动系统为例,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于实例库的机械产品协同设计知识推送研究

知识推送是提高机械产品协同设计中知识获取效率的重要方式。通过分析机械产品协同设计中的知识内容及知识特点,研究了面向知识推送的机械产品协同设计知识库的构建;提出了一种基于实例库的知识推送方法,其推送思路是以设计实例检索触发,通过产品实例与其他知识的映射进行知识的推送;提出了机械产品协同设计知识推送的体系结构,并分析了其层次结构;研究了知识推送的流程及实现过程。     

任务信息驱动的3D打印云服务平台知识管理模型

为了有效辅助用户在3D打印云服务平台上完成产品开发任务,针对3D打印云平台任务流程复杂、任务主体类型多样的特点,提出一种面向任务信息的3D打印云服务平台知识管理模型。梳理了3D打印云平台知识类型,分析了平台典型任务过程并建立了任务阶段间的信息交互映射模型。构建了3D打印云平台知识管理模式,基于本体对知识和任务进行了语义化表示,针对特定任务阶段,提出了综合任务过程属性和任务对象属性的知识双重过滤模型,通过任务对象属性语义扩展保证了知识方案的完整性,实现了个性化的知识服务。开发了3D打印云平台环境下的知识管理系统,通过案例验证了本文提出的管理模型的可行性和合理性。     

基于本体的协同制造知识建模

为解决企业间制造过程中涉及知识理解、知识共享和重用困难,而导致产品生产周期长、效率低等问题,提出一种基于本体的协同制造知识建模方法。通过对协同制造特点的分析,建立了分布式协同制造工作流程模型。以航空产品协同制造为研究背景,结合领域本体构建方法,构建了分布式协同制造知识本体框架,并对协同制造知识进行分类与概念抽取、属性定义及OWL描述。最后通过实例验证知识建模方法的可行性与有效性。     

几何演变驱动的机加工艺知识表示与推送

针对工艺设计过程中知识表示与推送困难的问题,认为加工特征的几何演变过程才是工艺知识的直接载体,提出了几何演变驱动下的机加工艺知识表示方法和以此为基础的工艺知识推送模型。对零件工艺实例的几何演变进行了表示,建立了描述其上加工特征形成过程的工艺知识模型;通过融入复杂网络理论建立了机加工艺知识网络模型,定义了工艺知识的推送过程,实现了根据特征工艺设计任务推送所需知识。通过应用实例验证了所提方法的可行性。     

集成电路装备集成化研发平台

针对集成电路装备研发中的数据集成、应用集成与知识集成问题,设计了集成电路装备集成化研发平台.该平台遵循一切皆为服务的设计原则,使用服务构建应用系统,对产品数据的访问也被封装为统一的数据访问服务供外界调用.给出了集成电路装备集成化产品组件数据视图,并融合数据空间技术完成了异构数据的形式化数据资源建模.给出了基于本体的知识项统一描述方式,在此基础上实现了基于知识推送的知识应用模式.介绍了自主开发的集成电路装备集成化研发平台,并结合PECVD设备中喷淋头的设计,验证了平台的有效性.