中国制造业信息化之路——记信息化专家肖田元教授

人物简介:肖田元清华大学教授博士生导师国家OIMS工程技术研究中心副主任清华大学自动化系集成自动化研究所所长1970年毕业于清华大学电机系1992年-1993年作为高级访问学者,赴德国汉诺威大学进修1993年被评聘为清华大学教授、1995年被评聘为清华大学博士生导师、1999年被评聘为清华大学责任教授。1995年获国务院颁发的政府特殊津贴。1994年至今,担任国家计算机集成制造系统(CIMS)工程技术研究中心常务副主任,清华大学自动化系系统集成研究所所长至今,2004年至今负责筹建清华国家信息科学与技术实验室自动化科学与技术部。研究方向系统仿真与虚拟制造计算机集成制造(CIM)与网络化制造     

从FMS走向RMS--可重配制造系统(下)

8　制造系统的发展与ＲＭＳ8.1　制造系统发展概况ＲＭＳ是计算机集成制造技术 (ＣＩＭＴ)和柔性制造技术 (ＦＭＴ)的最新发展 ,是本世纪先进制造系统发展的趋势 ,也是制造业所要求实现的、富有挑战性的若干关键技术领域之一〔2〕。为了更好理解和认识这种发展趋势 ,有必要对制造系统的发展历史作一简要回顾。制造系统的发展历史可用图 4表示 ,制造系统的发展可简要归纳成这样的过程 :手工制造→机器制造→固定自动化制造→柔性制造→柔性自动化制造→可重配自动化制造。从 19世纪中到 2 0世纪初 ,由于各种新机器的发明和现有机器的改进 ,适…     

西飞CIMS工程通过专家组验收

CIMS(计算机集成制造系统)工程是国家863高科技计划的主体工程之一.它通过计算机技术综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、系统工程技术等现代技术,使企业生产全过程中的有关要素集成运行.1995年初西飞公司申请建设CIMS典型应用工程.1998年9月,XAC-CIMS应用示范工程开始试运行.该工程以工程设计系统、生产管理系统、车间制造系统、质量控制系统等4个应用系统为中心,以支持其运行的网络和数据库辐射出去,网络覆盖科研、生产、经营、管理的全过程.经过三个月的测试,主体工程运行较好.实施CIMS工程以来,公司在产品设计、工艺设计、工装设计等方面有了一定的突破,尤其是在转包生产波音737-700垂直尾翼方面取得了突出的成绩.     

快速成形技术中材料技术的发展与应用前景

20世纪下半叶以来,随着科学技术的迅速发展,机械制造业正在经历一场深刻的变革.先进制造技术成为世界范围内的研究热点,涌现了计算机集成制造、敏捷制造、并行工程、智能制造等先进的生产管理模式和净成形、激光加工、快速成形等先进的成形概念和技术.快速成形技术(Rapid Prototyping,简称RP)是80年代在美国发展起来的一项新技术,它是计算机技术、数控技术、材料技术、信息技术和激光技术等多项现代科学技术的集成,是制造技术的一次革命性发展,也是当今先进制造技术的一个前沿领域.     

柔性制造技术及其发展

概述了柔性制造技术的基本概念、优缺点、其“柔性”以及发展的支撑条件,探讨了柔性制造技术发展的现状与趋势,并指出“柔性”、“敏捷”、“智能”和“集成”乃是现今制造设备和系统的主要发展方向。     

西安航空发动机公司中小钢件CIMS可行性方案通过评审

西航公司继402厂房盘环件柔性制造技术应用研究课题在国防科工委立项后,于3月27日又通过陕西省CIMS专家组对公司第二条柔性生产线——中小钢件的CIMS可行性方案评审。“九五”期间,国家科委把CIMS(计算机集成制造系统)应用示范工程列入重点项目。近几年来,我国在CIMS应用工程方面有了长足的进展。西航公司是航空发动机行业首家进入CIMS应用工程的单位。     

CIMS浅说

本文阐述了计算机集成制造系统(CIMS)的基本概念,并就集成技术难点及其解决途径作了简单介绍。     

飞机数字化柔性精准装配技术研究及应用

<正>飞机部件数字化装配系统非常复杂,它集成了飞机装配工艺学、飞机制造技术、数字化测量与控制技术、三维CAD系统仿真和机械结构力学等,涉及专业学科较多。本文通过对数字化柔性工装执行系统、大尺度光学数字化测量检验系统、控制系统和数字化自动柔性装配工艺的研究,构建了符合国内产品特点和生产组织管理方式的柔性数字化装配系统。在控制系统的统一协调下,对现场数据     

世界级制造技术——精益生产

精益生产(Lean Production)是90年代美国麻省理工学院在总结日本企业成功经验后提出的新概念,又称世界级制造技术。目前,它已被世界各国所接受并大力实施。1992年,德国宣布要以精益生产来统一制造技术发展方向,已有3/4的企业准备全面推行精益生产方式。欧洲其他一些国家研究精益生产已超越大批量生产和CIM环     

先进的制造系统和方法

本对近年来出现的先进的制造系统和技术，如计算机集成制造系统，并行工程，敏捷制造，全能制造，精良生产，虚拟制造，生物制造，分形制造等的原理和特点等做了简要介绍。     

ACT验证机FBW系统的率模可靠性分析

率模(Profust)可靠度是一种新的可靠性指标,能全面刻划系统的可靠性行为。将ACT验证机FBW系统的故障分为三个等级:影响安全的故障、影响任务的故障和需要维修的故障,从而对该系统进行率模可靠性分析。还基于率模不可靠度定义故障危害度,使得故障危害度不仅可以合理比较不同故障模式的影响大小,而且直接反映故障模式对系统可靠性行为的影响程度。结论是将率模可靠度作为系统的一个设计指标是可取的。     

模糊可靠性理论中的基本概念

经典可靠性理论以概率假设和二态假设为基础,在许多情况下是不可接受的,需要以可能性假设和模糊状态假设分別替代。模糊可靠性理论或者基于概率假设和模糊状态假设,或者基于可能性假设和二态假设,或者基于可能性假设和模糊状态假设,从而有3种不同的形式:率模(Profust)可靠性理论、能双(Posbist)可靠性理论和能模(Posfust)可靠性理论。本文概述了率模可靠性理论和能双可靠性理论中的基本概念,并介绍一个简单实用的模糊软件可靠性模型,最后展望模糊可靠性研究的未来趋势。     

多余度飞控计算机系统分级组合可靠性建模方法

系统可靠性是决定飞机飞控计算机系统(FCCS)体系结构选型的重要依据,可靠性建模技术(SRMT)是定量评价系统可靠性的关键。目前有可靠性框图(RBD)、故障树分析(FTA)、Markov随机过程和Petri网等多种系统可靠性建模方法,由于求解的途径不同,各种方法都具有优缺点。文章综合静态和动态系统可靠性建模方法特点,提出一种分类划分和分级组合的系统可靠性建模(HCRM)方法,并用该方法对Boe-ing777飞机非相似余度FCCS进行了可靠性建模。与传统方法比较,该方法将基于状态的可靠性建模方法和非状态可靠性建模方法进行组合,并基于系统静态和动态特性分级建模和求解,在一定程度上化解了复杂系统可靠性建模的复杂度和求解难度,使系统可靠性模型更加精细和符合实际系统。     

飞机新原理电液自馈能刹车系统设计与优化

当前,传统飞机液压刹车系统普遍采用集中式的机载液压源作为动力,液压能通过能源管路传输到刹车作动器,整个系统零部件数目众多,管路布局复杂,由此带来的管路振动、液压油泄漏等问题突出,限制了飞机刹车系统可靠性和可维护性的提升。近年来,一种飞机新原理电液自馈能刹车系统被提出,将模块化的"自馈能装置"安装在机轮附近,回收机轮着陆时的旋转动能,并将其转换成液压能,用于刹车作动。提出了一种利用波浪曲面进行取能的专用取能机构,设计了自馈能系统紧凑型专用取能机构,研制了高可靠、低能耗、高抗污染的自馈能刹车系统原理样机,完全实现了自馈能,即使飞机失去全部动力也能正常完成刹车功能,使抗污染等级从NAS6级提升到NAS10级,可靠性和可维护性优于传统液压刹车。     

Navigation sensors and systems in GNSS degraded and denied environments

Position, velocity, and timing(PVT) signals from the Global Positioning System(GPS)are used throughout the world but the availability and reliability of these signals in all environments has become a subject of concern for both civilian and military applications. This presentation summarizes recent advances in navigation sensor technology, including GPS, inertial, and other navigation aids that address these concerns. Also addressed are developments in sensor integration technology with several examples described, including the Bluefin-21 system mechanization.     

基于冗余网络的数据综合处理热备份策略

在传统集中分布式地面控制系统架构的基础上,通过改进网络冗余、综合设备故障状态,设计了一 种基于冗余网络的数据综合处理架构,提出了实时高效的主备切换策略,有效降低了地面控制站系统风险、提 高了系统的可用性,通过验证得出该技术有效地保证双机切换的实时要求。     

Modular Stores Management System

Advanced Military aircraft operational requirements demand an ever increasing variety and quantity of Stores, coupled with continuous improvement in mission success, safety of operation, aircrew and groundcrew workload, interoperability and ground support facilities. Until now these ever more demanding requirements have been met by costly customized stores management system designs. GEC Avionics has surveyed the potential SMS requirements of a comprehensive range of aircraft and weapon types, in order to define a universal SMS design concept based on system availability, integrity and reliability, operational functions, peripheral interfaces and maintenance/human factors. This advanced concept not only includes provision for all existing weapon types but also has growth potential for the evolving MIL-STD-1760 weapon interfaces. System interface requirements have been rationalized in order to achieve a Modular Stores Management System (MSMS) design based on major factors such as cost, mission requirements and customer specifications. The key work for a successful MSMS design is flexibility and GEC Avionics has evolved a set of standard modules which can be packaged to satisfy specific customer needs. Typically, the standard modules provide over 80% of the hardware in every Stores Management application. The MSM concept features much reduced development costs and timescales, commonality between aircraft types minimizing parts inventory, VLSI technology providing high reliability and a common product support and maintenance philosophy. The MSM design offers a highly cost effective low risk concept for meeting the needs of modernization and new aircraft programs.     

基于Bayes方法的民机冗余系统可靠性评估

民机中常通过冗余设计提高系统的可靠性,研究冗余系统的可靠性评估具有工程实用性。民机故障发生具有随机性,本文采用马尔可夫链描述民机冗余系统的状态变化;考虑到民机可靠性信息较少,要充分利用多源信息,运用Bayes方法对两设备组成的冗余系统进行可靠性评估。假定设备故障间隔和维修时间均服从指数分布,在不同的先验分布下,评估了该冗余系统的平均无故障工作时间,并计算了相应的稳态可用度。针对具体数值例,采用蒙特卡罗仿真方法,评估了民机冗余系统可靠性,并对仿真结果进行了分析。     

Reliability evaluation of avionics system with imperfect fault coverage and propagated failure mechanisms

Fault tolerance designs are essential techniques for systems that require high levels of reliability, such as aircraft or spacecraft control system. Imperfect Fault Coverage (IFC) may lead to the failure of a system or subsystem even with adequate redundancy. Previous studies of IFC mostly concentrated on evaluating Coverage Factor (CF), whereas the system failure behaviors with IFC have rarely been involved. Failures that occur in low-layer may be covered by high-layer. However, if the coverage is imperfect, uncovered failure will have functional and physical impact on the system behavior. In this thesis, the failure behavior and reliability of IFC of multi-layer systems are studied and a Binary Decision Diagram (BDD)-based modeling and simulation method are proposed to evaluate system reliability. As a case, the failure behavior of an aero engine electronic controller with IFC is studied. The results show that the IFC may impact system behavior without taking the IFC into account, the system maintenance intervals may reduce, and thus the maintenance costs will increase.