复杂构件装配数字孪生建模及系统实现

针对复杂构件装配生产过程中虚实交互困难、装配效率低等问题,提出一种面向复杂构件装配的数字孪生模型建模方法。首先设计了复杂构件装配数字孪生系统架构,然后从几何模型、工艺模型、行为逻辑模型和约束规则模型4个维度构建了复杂构件装配数字孪生虚拟模型,实现了对复杂构件装配物理实体全面真实地刻画与描述。设计并开发了复杂构件装配数字孪生系统,以鲁班锁装配为实例验证了建模方法的有效性,为复杂构件的装配提供了解决方案。     

复杂产品装配规划系统

为有效支持复杂产品的数字化装配设计,在深入研究装配建模、序列规划、装配评价及工艺图生成等技术的基础上,设计并开发了具有工程应用价值的复杂产品装配规划与仿真系统AeroAssem.介绍了系统的总体结构、采用的关键技术及其应用情况.以蜗轮蜗杆减速器为例.验证了系统的各项功能和应用效果.通过与国内外装配规划系统的对比,分析了系统在矩阵提取、序列规划、工艺图和仿真等方面的优势.     

面向复杂产品装配的多维度工艺数据管理系统

针对完整准确的复杂产品装配工艺数据包的形成问题,结合复杂产品的装配工艺的粒度、周期和版本的三维度动态演变特性,提出一种多维度装配工艺数据管理方法,并开发了面向复杂产品装配的多维度工艺数据管理系统。该系统以流程化工艺信息组织模型为基础,通过分别建立不同粒度、周期阶段、版本间工艺数据的关联关系,生成了装配工艺数据包,实现了工艺数据和演变过程的集成管理。将目前开发的软件系统应用到北京卫星制造厂,取得了良好效果。     

基于特征的产品装配建模系统

分析了特征概念在装配领域的意义和作用。描述了表达产品自顶向下设计过程的装配模型的内容,建立了一个基于特征的产品装配模型,并在此基础上给出了系统的具体实现和应用实例。     

复杂结构产品虚拟布局与装配设计系统研究

为了在设计阶段发现并解决复杂结构产品的布局和装配问题,针对复杂结构产品的特点,分析了复杂结构产品虚拟布局与装配设计系统的需求。以算法设计为基础进行布局方案设计,以虚拟装配设计为检验手段对布局结果的可装配性进行检验和评价。建立了系统设计过程的功能模型,阐述了复杂布局问题的求解算法、面向虚拟装配的产品建模技术和虚拟装配仿真技术等主要关键技术。在这些原理方法研究的基础上,以飞行器仪器舱为应用背景,进行了原型系统的开发,给出了部分运行实例。运行结果验证了系统原理及其实现技术的可行性和实用性。     

复杂产品装配的分层有向图建模方法

由于复杂产品零部件数量大,后续装配顺序规划难度较大.用传统的方法建模,容易造成割集数量随着零件数量的增长而呈爆炸式地增长.针对这种问题,提出利用装配单元划分的方法进行分层;在每层中,用嵌套式的有向图表示装配定位关系信息的分层有向图模型.研究了分层有向图模型的建立和表示方法,并以某型机翼翼盒为实例予以应用验证.     

面向复杂产品离散装配过程的电子看板系统实现与应用

为了解决复杂产品装配过程可视化程度低、信息传递效率低下等问题,提出并建立了面向复杂产品离散装配过程的电子看板系统。对复杂产品装配业务流程和组织人员的数据需求进行了分析,在此基础上提出基于流程的多级装配电子看板方法,并重点阐述了该方法中的装配现场日常事务信息综合展示、装配现场实时数据采集和装配过程实时可视化监控三个关键技术的实现方法。基于流程的多级装配电子看板方法的提出,实现了复杂产品离散装配现场的无纸化生产与装配过程的多级可视化监控。设计开发了软件系统,通过实例验证了该系统的应用效果。     

面向机器人装配的产品装配特征

基于机器人装配的特点 ,从 3个方面描述了产品的装配特征 ,将产品的装配特征表达为零件级特征、关联功能级特征和工艺级特征 ,据此特征可便利地进行产品的装配规划和可装配性评价。介绍了产品装配分析系统的结构框架 ,它可为后续生产活动提供信息。     

复杂产品离散装配过程监控技术研究与应用

为了解决复杂产品装配过程监控复杂、装配数据与管理层脱节等问题,对面向复杂产品装配的监控技术进行了研究。对复杂产品装配业务流程和组织人员的监控数据需求进行了分析,提出了基于信息流模型的复杂产品离散装配过程分级监控方法,阐述了该方法中的装配现场实时数据采集、装配过程实时监控、装配进度偏差分级调整、基于组织权限的工时控制等关键技术。开发了系统软件,并验证了该软件,应用效果良好。     

基于装配的产品改良设计方法的研究及实现

在分析机械产品设计方法和过程的基础上,讨论了基于装配的产品改良设计方法。在文章的最后,介绍了该方法的实现,并给出了设计实例。     

阀门产品的装配规划系统研究与应用

为满足制造企业对装配建模、装配序列规划及装配工艺方案设计等技术的需求,设计和开发了具有工程应用价值的复杂产品装配规划与仿真系统AeroAssem。介绍了系统的总体结构并结合在阀门装配的经验,以典型产品为例分别阐述了各主要功能模块所采用的关键技术及其应用情况。通过与国外装配规划系统相比,分析了系统在矩阵提取、序列规划及工艺图等方面的优势。AeroAssem系统为复杂产品的数字化装配规划提供了较为全面的、具有实际工程应用价值的解决方案。     

制造执行系统的Petri网建模及性能分析

针对当前制造执行系统在汽车制造行业通用性差、重构性弱和性能分析难的特点,按照制造执行语言的功能要求,设计了功能分解图,建立了一种行业通用的Petri网模型。基于Petri网分析了制造执行系统模型的复杂度和节点特性,将模型转换成无向网络图,分析得出影响制造执行系统可靠性的核心元素和网络核心层,在基于网络核心层的基础上给出了适合不同情况的制造执行系统可靠性选择方案。     

基于I-DEAS平台的产品装配仿真系统的开发

对于尚处在设计阶段的产品来说,可装配性好坏最直观的效果是在计算机上仿真产品的实际装配过程。为此提出并实现了一种基于I-DEAS平台的装配仿真系统,该系统可有效地对产品的可装配性进行评价,并验证装配工艺规划结果,并在此基础上生动直观地进行产品的预装配,以检测与装配有关的问题而无需实物模型。     

基于数字孪生的复杂产品离散装配车间动态调度

面向多品种变批量生产的复杂产品离散装配车间是典型的复杂制造系统,其运行过程呈现高复杂性、强动态性和不确定性因素多等特征,为实现复杂产品离散装配车间的动态调度,提出一种基于数字孪生的复杂产品离散装配车间动态调度方法,通过物理空间和虚拟空间之间的数据交互进行更精确的动态调度.构建了基于数字孪生的复杂产品离散装配车间调度框架...     

B/S架构下制造执行系统实时性研究与实现

制造执行系统正逐步从以往的C/S架构向B/S架构迁移.而传统的B/S架构由上而下的请求-响应式模式制约了系统的实时性.综合Oracle的DCN技术和HTML5中的WebSocket技术,提出一种自下而上的数据推送方案来实现B/S架构下MES中实时数据处理和显示.方案中Oracle数据库的DCN技术负责监控数据库变化,并主动向服务器发送数据变化的通知消息,服务器收到通知消息后,立即根据实际业务需求,执行数据分析与处理,将处理结果通过WebSocket技术推送给应用层客户端,从而实现数据库中数据一旦发生改变,应用端将在第一时间执行响应实时呈现数据变化后的结果.最后结合MES在制品跟踪模块的设计与开发,验证了此方案的可行性.     

Efficient method of assembly sequence planning based on GAAA and optimizing by assembly path feedback for complex product

In the process of complex product assembly, assembly resources (fixtures, tools, operations, and so on) must enter assembly environment with parts together to rapidly finish product assembly. Assembly planning must take assembly resources into account fully. But, designer cannot plan every assembly procedure because of the lack of assembly resources during assembly design. Then, it will cause assembly failures and redesign for assembly easily. This paper investigates an efficient method of assembly sequence planning based on genetic algorithm and ants algorithm (GAAA) and optimizing by assembly path feedback to assembly process planning including assembly resources for complex products. Firstly, a new GAAA is investigated to rapidly plan assembly sequence in order to solve the nondeterministic polynomial-bounded problem in high searching and solving efficiency. Secondly, on the basis of the assembly sequence, a B-Rep filling algorithm which can form a swept volume between the part and its kinetic orientation is developed to plan assembly path interactively. Thirdly, the performance of the assembly path according to the assembly sequence is analyzed and sent back to avoid the most of assembly collisions and interventions during product assembly design. Lastly, we develop a simulating system to simulate assembly sequence and path based on component application architecture for CATIA V5. The simulating result proved that the proposed method of assembly sequence planning based on GAAA and optimizing by assembly path feedback for complex products is efficient. Assembly optimal design including assembly resources can work well.     

复杂产品计算机辅助装配过程控制与管理系统

针对复杂产品的装配数据管理分散、生产现场的装配数据可视化和实时化程度不高的问题,引入工作流管理技术,构建了一个面向复杂产品的计算机辅助装配过程控制与管理系统,建立了该系统的体系结构、功能结构和运行流程.研究了基于装配物料清单的静态装配数据管理、基于流程的动态装配数据管理、装配工艺报表格式化输出和装配现场实时可视化监控等关键技术.该系统以装配工艺流程为核心,有效地实现了流程化的装配工艺设计、装配车间的计划调度和实时监控、装配数据的实时采集与统计分析,为离散型装配企业提供了一个统一的精细化装配管理解决方案.所开发的系统在航天某工厂得到试运行,初步应用效果良好.     

航空发动机装配工艺执行系统关键技术研究

针对航空发动机在现有装配方案和工艺执行条件下,装配工艺设计与工艺执行过程严重脱节,导致错装、漏装现象时有发生,生产现场装配工艺执行力度和过程控制缺乏有效监管等问题,提出了一套面向航空发动机制造过程的装配工艺执行系统解决方案。通过对计算机辅助智鲁皂优化配料和基于条码技术的三维可视化装配过程控制等关键技术的深入研究,实现了零部件智能优化选配,强化了装配工艺的执行力度和过程控制,从而提高了航空发动机的装配质量和精度,避免了错装和漏装事故的发生。     

基于大装配的产品装配建模研究

从虚拟样机的角出发,结合流行ＣＡＤ软件的特点,提出在大装配的环境中快速有效地进行产品配建模的４种方法：引用集方法、部件过滤方法、小平面模型方法,以及特征简化方法。在实际产品开发中应用些这方法取得了较好的效果。