产品全生命周期管理系统框架及关键技术研究

产品全生命周期管理系统目的是建立一个管理、跟踪和控制产品全生命周期信息的协同环境，通过网络创建和共享产品的规划、设计、制造、销售的信息。本文采用产品全生命周期管理系统的4层框架结构，研究了产品全生命周期管理建模、集成数据环境、协同设计制造、工作流管理等关键技术，论述了产品全生命周期管理系统的开发技术-CORBA技术及WEB技术。为开发PLM系统提供了方法。     

面向敏捷制造的产品可制造性评价

首先分析了敏捷制造模式对产品可制造性评价的要求，指出评价结果必须反馈给制造伙伴选择系统。提出了面前敏捷制造的产品可制造性评价系统的一个实现框架，讨论了其中的零件信息描述、知识表达、制造伙伴选择和制造资源建模等若干问题。之后着重讨论了材料与毛坯选择、零件结构工艺性、制造资源匹配和标准化检验等评价内容和评价方法。最后给出了简例。     

基于OPC技术和Windows DNA-M结构的制造信息监视技术研究

针对传统的制造信息监视系统中底层通信接口的不一致性，并基于Web应用的组件化需求，提出了基于OPC技术和Windows DNA—M结构的制造信息监视技术。首先论述了Windows DNA—M的体系结构和特性，探讨了OPC和XML在系统集成框架中的应用．枸建了基于OPc和xML技术的Windows DNA—M结构，详细描述了自行开发的基于OPC技术和Windows DNA—M体系的多层分布式制造信息监视系统实现的关键技术，最后通过该技术在某制造企业DNC系统设备状态信息监视中的成功应用，验证了基于OPC技术和Windows DNA—M结构的制造信息监视系统具有良好的柔性。     

基于本体的制造能力P-P-R建模及其映射

在网络化制造环境下.为了盟主企业更好管理复杂零件、工艺、设备资源信息,实现制造任务和制造资源合理匹配,提出了制造任务和制造资源的匹配框架.首先,建立了基于本体的复杂零件加工特征、加工工艺、设备资源P-P-R模型,在此基础上构建P-P-R映射关系;然后,通过可拓理论实现随时添加新的零件特征和零件的工艺特征来完成制造任务-资源的匹配.最后,开发了协同制造资源配置原型系统.通过实例表明,该方法能克服Web制造资源描述差异,实现异构平台的数据统一,对提高企业间的协同效率具有显著效果.     

并行工程中下游阶段启动时间的实时确定

在并行工程的实施过程中，上下游阶段交叠形式的不合理安排将会给产品的开发带来不可预见的风险。如何决定各并行阶段的启动时间一直是困扰实施并行工程企业的问题。对于这方面的研究工作目前大多只限于概念模型分析的层面，而没有具体的数学模型。中应用Shannon信息熵量化了上下游阶段的交互信息和系统的有序度，建立了基于多层次模糊综合评判和BP神经网络的动态模型来实时确定下游阶段的启动时间。最后给出了基于PDM的实施框架和该模型的应用实例。     

基于隐性势场法的制造单元构建技术

为了使制造企业能够根据市场需求快速调整组织制造资源,简化生产调度过程,提高生产调度质量,提出了一种基于隐性势场的制造单元构建算法。在满足约束的前提下,建立了以最小加工成本和最优单元负载均衡为目标的基于隐性势场的制造单元构建模型,给出了制造单元的构建方法,并构造了基于隐性势场的设备关联矩阵模型和任务关联矩阵模型。该算法具有模型简单、设计变量少等优点。通过具体实例,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于多Agent的分布式制造执行系统模型

提出了一种开放式、模块化、分布式、可配置、可集成和可维护的基于多Agent的制造执行系统(MES)模型。首先分析了制造系统中的制造执行系统域，然后提出了基于多Agent的MES模型，采用UML图表详细分析了该模型的MES功能实现，最后给出了实施的MES系统框架。该MES系统易与企业资源计划(ERP)、车间控制系统(FCS)及其他制造系统相集成。     

面向用户的现代集成制造模式的研究

在计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ）深化应用的阶段，制造模式的变革显得更为重要。文中针对中国的ＣＩＭＳ工程推广的实际，提出了面向用户的现代集成制造模式，并对基一框架及相关技术作了初步的探讨与研究。面向用户的现代集成制造模式是以信息集成为基础，以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ为支撑，双用户参与产品的设计，制造和维护为特征，以满足用户的个性化需要、提高用户满意度为目标的一种制造模式。面向用户的思想主要体现面向用户的设     

基于Web Services的并联机床制造服务系统

针对并联机床加工曲面零件的优势与目前并联机床未得到广泛应用之间的矛盾,开发了并联机床的制造服务系统。该系统将并联机床原有制造系统中的后置处理功能封装成Web services,包括编译、工作空间计算、干涉校验和运动学变换,应用面向服务的架构使并联机床的制造服务与异地制造企业协同工作,并给出了此架构下该系统的工作流程和功能模块。实例说明,应用Web services和面向服务架构的制造服务系统与传统的分布式系统相比,具有易集成性、松耦合性及易操作性,可以为企业减少成本、提高效率。     

云制造资源的工序级多目标调度方法研究

由于云制造资源的分散性、多样性、负载率不均衡性等特点对其调度与调度粒度有更高的要求,将云制造任务分解后的工序作为调度的最小粒度,构建一种以最短制造服务时间、最低制造服务成本以及均衡负载率为多目标的云制造资源工序级调度模型,采用以粒子群、遗传相结合的混合多目标调度算法,将遗传算法中通过双层编码的染色体作为粒子群算法的粒子,双层编码方式是指以工序加工顺序作为第一层、工序对应加工资源编号为第二层,随后通过对染色体交叉变异进行粒子更新,使整个调度过程快速收敛于全局最优解。最后电梯实例证明了该算法能在较短的时间内给出最优的调度方案,从而有效地解决云制造资源多目标调度问题。     

基于仿真优化的网络化制造资源规划技术

网络化制造中的核心问题是如何根据制造任务的特点合理优化地配置网络上的制造资源.本文提出了基于仿真优化方法的网络化制造资源规划技术,该技术通过构建基于工艺特征的制造资源模型,以及设计基于遗传算法的仿真优化等机制解决网络化制造资源的规划问题.最后给出了基于该技术的原型系统.验证实例表明,该方法具有求解效率高和解的质量好等优点.     

基于集成项目框架的商用航空发动机项目管理方法与实践（英文）

为实现项目和产品有关信息的收集和共享,使得项目信息关联、协调一致,从而保证项目计划、质量和成本得到有效管控,需要建立汇聚多种项目分解信息的集成项目框架。本文分析了国内外工作分解结构的研究现状,设计了集成产品分解结构、工作分解结构、组织分解结构、成本分解结构的商用航空发动机集成项目框架,完成了相应分解结构的构建与集成,并在信息化技术的支撑下进行了实施。从而以统一规范的方法保证了复杂产品全生命周期技术视图向管理视图高效且准确的转换,确保项目研制任务科学合理、研制经费总体可控。     

基于神经内分泌调控机制的类生物化制造系统研究

从制造系统、生物系统、控制系统学科交叉的角度出发,借鉴生物有机系统的神经-体液调控机制及规律,提出了一种新型的类生物化制造系统体系结构,研究如何将生物有机体的神经内分泌激素调控机制借用到制造系统调度规划与管理中。首先提出了有机制造单元的概念,然后建立了基于有机制造单元的具有多主体协调与递归控制特点的类生物化制造系统协调模型。基于神经内分泌激素调节规律,建立了类生物化制造系统的多重反馈控制模型,实现车间层在干扰环境下的快速自适应调度与控制。     

卫星三维电缆网设计与制造一体化集成研究与应用

针对卫星三维电缆网数字化设计、制造协同"信息孤岛"问题，提出了卫星三维电缆网设计与制造一体化流程和方法。通过基于模型的定义（Model based definition，MBD）三维电缆网协同设计方法，可以快速生成标准化、精细化的三维电缆网。基于MBD三维电缆网设计与工艺联动，开发了电缆网设计、加工、检测和装配联动软件模块，形成了一套电缆模型工艺信息快速提取方法。通过具体型号应用，验证了该方法在电缆网设计、加工、检测和总装的有效性和精确性。     

基于WEB的制造过程分析工具

产品和制造过程设计需要多方面的知识和经验.在今天面临全球市场激烈竞争的情况下,需要一系列的工具来管理、利用过去产品设计制造中所获得的重要的知识和经验.在过去的几年中,因特网技术发展迅速,web技术正在越来越多地应用于产品的开发过程中.Java是目前最流行的网络编程语言.本文提出了一种基于web的制造过程分析工具的解决方案,讨论了web基应用系统的框架和基于web的制造过程分析工具的实现方法.     

扩散制造组织中的耦合模型及其应用(英文)

针对复杂武器装备网络化制造的特点,提出了一种耦合度模型。该模型可以定量地描述扩散企业中各个制造单元间的关联程度,从而确定适当的控制策略。同时研究了网络化制造组织的升耦和降耦策略,并从中提出了扩散制造任务关联矩阵的概念,用于分析和计算子任务和网络化制造资源的耦合度。基于以上分析,给出了基于耦合度分析的网络化制造资源优化配置方法。最后,开发了一个用于分析网络化制造组织耦合度的软件,并通过实例研制了该方法的有效性。     

MBD技术在数字化协同制造中的应用与展望

随着信息技术、先进制造技术、新材料技术的迅猛发展,航空制造技术正面临着重大的变革,处于产业革命的前夜。数字化协同设计制造技术是航空产业革命的关键技术之一,本文探讨了在大型飞机研制中的基于模型的定义(Model based definition,MBD)技术在数字化协同设计制造中应用的一些方式方法以及存在的问题,提出了比较适合于目前国内航空企业实施MBD的一些思路。     

面向智能制造的数控机床联网技术研究

针对当前制造企业数控设备与企业信息系统直连薄弱、数控系统种类较多且互不兼容、远程预警式故障诊断缺乏等问题,本研究在分析数控系统主要通信接口的基础上,提出一种面向智能制造的数控机床联网方案,解决设备层级、车间层级与企业层级的联网问题。设计的基于ESP8266的物联网低成本数控机床通信网关为实现远程DNC加工和远程、预警式故障诊断提供了硬件平台。该技术方案适合FANUC、三菱、西门子的系列化数控系统,是面向智能制造的一种低成本组网方案。     

基于UML—OOPN的可重构制造单元建模

以可重构制造单元为研究对象，以实现其可重组性为研究目标。提出了一种集成标准建模语言UML和面向对象Petri网的建模方法－UML－OOPN，该方法同时具备了标准建模语言UML和Petri网的优点，不仅能够提供了支持需求分析，模型描述和设计，模型分析和仿真，直至模型实现的一块化框架，而且所建立的系统模型具有较好的可重用性和可扩展性。     

汽车密封条可重构生产线全生命周期评估

概述了LCA(L ife cycle assessm en t,全生命周期评价)基本内容,结合汽车车窗密封条可重构生产线的研究,给出了其系统边界、模型和设定。针对可重构生产线生命周期各个阶段,分析图表显示产生选定环境影响物质的数量,包括CO2、有害物质和能源消耗。LCA分析软件E co-IT计算结果显示,该密封条生产线的环境影响指数有11×103Pt来源于系统的使用阶段。超过5×103Pt的影响指数来源于加工或重建一个新系统,而通过重构系统只产生少于0.30×103Pt影响指数。本文旨在采用一个科学方法来评价可重构制造系统生命周期的能源消耗和环境影响因素,并给出可重构制造系统有益于可持续发展这一结论。