飞机装配生产过程的仿真与工艺优化

针对飞机装配产品结构、生产工艺复杂,装配过程离散,数据量庞大多变,难以建立产品化的信息化解决方案的问题,探索出一种基于Petri网模型建立的模拟装配生产线的模型.通过对离散数据的分析与处理,建立装配过程中相关联变量之间的关系网络,运用时延Petri网TdPN模型具有的成熟的数学分析方法,对装配过程进行模拟分析,从而找到最优的人员、工艺、质量、设备和管理资源的配置,达到装配生产过程的优化.最后,通过对某型号飞机外翼的装配过程进行仿真优化,验证了建模仿真和优化算法的可行性.     

基于Petri网的航空维修分解装配序列规划及其应用

Petri网可用于分解装配序列规划中的关系表达与推理，对于零部件数量大的航空发动机，通过求解Petri网可达集搜索目标分解装配序列的方法是NP难度的。基于装配Petri网与分解Pe试网互逆的观点，分剐采用启发式搜索算法和优先级调度算法求解搜索最小可分解和最大可装配变迁集，然后构造最简Petri子网达到降低搜索难度的目的。并将分解装配序列规划算法用于发动机零部件跟踪控制过程中，达到降低和防止维修差错的目的。     

基于AND与Petri网映射的分布式装配系统建模方法

为降低分布式装配系统( Discrete Assembly System,DAS)建模复杂度,有效支撑系统性能分析与优化,提出了一种基于活动网络图(Activity Network Diagram,AND)和Petri网映射的分布式装配系统建模方法.该方法中,首先采用装配作业的分级对象建模框架,快速构建装配作业过程的活动网络图;然后,在活动网络图与Petri网结构元素分析的基础上,采用关联映射规则实现Petri网结构的自动生成;最后,绐出了Petri网模型中装配作业规则设定和初始作业状态设定的方法.此外,采用某型飞机襟副翼装配为例,验证了方法的有效性.     

基于Petri网的飞机复杂系统可靠性分析方法研究

Petri网在建模方面具有较强的可视性及良好的动态表达性,提出一种利用Petri网对飞机复杂系统进行可靠性建模的方法,并通过蒙特卡洛仿真方法对Petri网模型进行仿真求解,形成一套完整的可靠性分析理论;以某型机电传飞控系统为例进行建模计算,验证上述方法的可行性和精确性.结果表明:本文提出的基于Petri网的可靠性分析理论,能够有效应用于飞机复杂系统的可靠性分析.     

面向数字化装配生产过程的动态调度方法

针对数字化装配实际生产过程中动态扰动因素造成静态调度失效问题,建立面向数字化装配生产过程的动态调度模型。模型考虑了机器故障、人员流失和不合格产品等动态扰动对装配过程的影响,建立飞机大部件数字化装配工艺流程描述模型。在此基础上计算预调度方案,扰动产生时刻重新计算调整预调度方案。将资源利用率、平均生产率和作业平衡系数等指标作为优化目标,结合多目标优化遗传算法求解模型的Pareto最优解,得到多目标优化的装配作业调度方案。     

通航维修资源调度分配方法及应用研究

通航维修作业多为跨地域作业且作业时间多具有不确定性,这给通航维修资源的调度带来了一定困难。针对通航维修资源调度是一个典型的离散事件动态系统,结合Petri网模型理论,建立了基于着色和时间的高级Petri网维修资源调度模型,通过该模型用于维修资源的预调度,实现了调度时间预估、可视化调度状态查询。根据预估调度时间结合实际通航维修资源的状况,通过动态规划算法对维修资源进行合理分配,达到了保障飞机持续适航和提高维修资源利用率的目的,为通航维修资源的调度分配提供理论支持和应用参考。     

飞机自动化装配设备有效工时分析

为提高飞机自动化装配设备的产能分析及预测准确度,提出了一种基于动态混合威布尔分布模型的飞机自动化装配设备有效工时解算方法。根据飞机装配过程特性,建立自动化装配设备可用度的动态混合三参数威布尔模型;分析了自动化装配设备各类子系统对设备总体可用度的影响度,计算了子系统可用度的动态权重;对设备可用度的混合威布尔模型进行了参数估计,求解设备可用度后计算设备的有效工时。以某型飞机机翼壁板装配站内的自动钻铆设备为实例,验证了方法的有效性。     

一种新的并行测试任务调度算法

 并行测试的任务优化调度是并行测试技术的核心问题。为了解决现有调度方法耗时、实际应用范围有限以及缺少对资源冲突和系统死锁的形式化分析等问题,采用赋时有色Petri网(TCPN)建立并行测试任务调度的TCPN模型,基于TCPN模型的可达标识图利用改进蚁群算法求解最优任务调度序列。算法搜索过程中,采用多目标优化,目标函数综合了测试时间、仪器成本和负载平衡度,使得算法更符合工程应用。采用动态标注方法在搜索过程中加大可行解间的信息素差别,避免算法早熟。仿真实例证明该算法是有效的。     

基于RFID的民用飞机装配生产管理信息系统模型研究

在对飞机装配过程特点、飞机装配制造执行系统及业务流程、飞机装配流程进行一系列分析的基础上,提出了基于RFID技术的飞机装配生产管理信息系统模型,实现企业级信息系统与车间装配执行系统的连接,以及装配过程信息实时传送,保证了信息的实时性和准确性,为企业管理人员实现生产调度、有效管理提供了保障.阐明了该模型的体系架构、层次关联、技术路径与实施方案,为现代飞机制造企业提供了一种可行的装配生产管理信息系统的参考模型.     

基于Petri网的飞机交流发电机故障诊断系统研究

针对目前飞机交流发电机故障诊断专家系统存在的知识表示复杂、诊断速度慢等问题,基于故障Petri网方法来进行知识表达,以快速准确对故障进行诊断,首先利用故障Petri网来建立飞机交流发电机的故障诊断模型,然后采用关联矩阵和状态方程的推理算法进行故障诊断推理,提高了推理速度,易于编程实现。最后通过实例分析验证了该方法的可行性和有效性。     

基于拆卸及扩展广义随机 Petri网的维修性仿真

在装备研制早期,难以有效地利用试验的方法进行维修性估计,此时适合采用仿真手段。对于机械系统拆卸路径的分析与优化,先基于赋时变迁Petri网建立拆卸Petri网模型,再利用A＊算法搜索最优拆卸路径,并确定拆卸时间。为了建立系统整个维修事件的过程模型,对广义随机Petri网进行了扩展,将其延时变迁与实际分布关联,对基于变迁的维修作业之间的逻辑关系进行了描述,并给出了基于蒙特卡罗法的维修时间仿真算法。最后,以对某火炮装备发射系统不击发故障的分析与排除为例,仿真计算了维修时间均值与方差,并对结果进行了分析。     

基于分层着色Petri网的地空导弹装备维修建模

讨论了一种基于分层着色Petri网理论建立地空导弹装备基地级维修系统模型的方法.该方法运用着色Petri网理论克服了以往用普通Petri建模的不足,细化了其系统模型的中间过程,有利于模型分析和仿真实现.     

基于MAS的舰载机动态调度模型

基于多主体系统（MAS）技术研究了充分考虑舰载机故障与维修影响的实时动态调度模型。通过系统分析舰载机的基本作业流程,建立了3层混合控制的柔性模型架构。充分考虑故障等系统扰动的影响,提出基于合同网协议（CNP）的两级交互协同机制提高主体（Agent）间的协商效率,并尽可能消除重调度的影响。给出Agent个体的抽象原则以及开放性式内部结构。深入探讨了基于MAS的舰载机动态调度的基本算法。最后,选取舰载机的典型任务,在特定舰载机可靠性维修性水平下对调度过程进行仿真验证,获取了与实际调度过程趋势相符的舰载机出动能力曲线,证明了模型的可行性。     

基于MAS的舰载机动态调度模型

基于多主体系统(MAS)技术研究了充分考虑舰载机故障与维修影响的实时动态调度模型.通过系统分析舰载机的基本作业流程,建立了3层混合控制的柔性模型架构.充分考虑故障等系统扰动的影响,提出基于合同网协议(CNP)的两级交互协同机制提高主体(Agent)问的协商效率,并尽可能消除重调度的影响.给出Agent个体的抽象原则以及开放性式内部结构.深入探讨了基于MAS的舰载机动态调度的基本算法.最后,选取舰载机的典型任务,在特定舰载机可靠性维修性水平下对调度过程进行仿真验证,获取了与实际调度过程趋势相符的舰载机出动能力曲线,证明了模型的可行性.     

飞机部件装配生产线仿真研究

飞机装配是现代飞机制造过程非常重要的环节,利用仿真方法预先评估装配生产线生产能力、资源的利用情况等,可以优化并解决装配生产线的瓶颈问题。本文以飞机中机身典型部件装配生产线作为研究对象,使用装配生产线仿真方法,建立了飞机中机身典型部件装配生产线模型,对装配生产线的产能、瓶颈、平衡率等问题进行仿真及优化分析。     

基于ELM的飞机数字化装配定位运动模型

针对飞机装配中开敞性较差环境下的串联装配机构半闭环定位运动控制问题进行研究,提出了基于极限学习机(EML)算法的飞机数字化装配定位运动模型。通过分析飞机数字化装配串联定位机构的运动学模型特点及性能要求,提出了飞机数字化装配定位运动的单隐含层前馈神经网络模型,并基于极限学习机提出了装配定位运动的数据辨识模型,且最后给出了基于极限学习机算法的定位运动离线辨识方法。通过将某大型飞机机身壁板柔性预定位工装作为试验平台进行验证,结果表明,获得的定位运动模型使直接装配定位精度达到±0.25 mm,满足某大型飞机机身壁板长桁的装配定位精度要求±0.50 mm。试验系统涉及的若干关键技术已应用于某大型飞机的壁板组件装配预定位柔性工装系统。     

基于DELMIA的飞机三维装配工艺设计与仿真

针对我国航空制造业当前装配工艺规划与设计的现状,开展了基于DELMIA进行飞机三维装配工艺设计与仿真方法的研究,对三维装配工艺设计与仿真的关键技术进行了重点分析,包括三维工艺组件划分、装配生产线布局规划、基于知识的装配工艺规划,以及装配仿真中的装配干涉检查、人机工效仿真,并通过某型飞机机翼装配对三维工艺设计与仿真进行了应用验证。