一种基于规则约束着色Petri网的车间调度器

针对制造执行系统(MES)的核心模块--车间生产调度模块,利用对离散动态系统具有准确描述能力的着色Petri网(CPN)对车间生产进行了抽象和建模:通过向网系统中引入规则约束,为车间内的动态事件和扰动提供了动态调度.为了实现MES生产调度模块的易集成、快速重用性,提出了利用分布式组件(DCOM)技术将车间调度模型封装为车间调度器的实现方法.     

一种基于混合规则的作业车间计划调度方法

针对多品种小批量生产车间计划调度存在的复杂度高、实用性差等问题,在分析车间计划调度相关的任务、资源和约束等要素的基础上,提出了一种基于混合规则的计划调度编制算法,该算法综合考虑了零件差异性、工艺差异性、设备差异性、以及交货期约束等因素,使得该方法具有可行性高、实用性强等特点,较好地满足了离散制造车间的实际需求.     

基于多Agent的柔性作业车间动态调度方法研究

为提高调度策略对工件到达密度变化的适应能力,对柔性作业车间内的动态调度方法进行了研究。首先根据调研结果以及Agent建模方法构建了基于多Agent系统的柔性制造动态调度系统;然后结合柔性制造背景下的复杂结构件加工特点对调度过程中任务分解、机床选择、任务分配3个步骤的运行机制进行了改进,形成了基于工序块的任务分解机制、基于加工精度的机床选择机制以及基于调度规则的动态时间窗调度方法;最后通过试验验证了该动态调度方法在工件到达密度变化场景下的可行性,对当前实际的柔性作业车间生产活动具有一定的指导意义。     

集成制造车间生产控制和管理技术研究

在介绍了MRPⅡ驱动下的生产管理系统 (PMS)和典型机加车间的基本结构、特点和不足的基础上 ,提出了一种适合国情的“集成制造车间”生产控制和管理技术 (IMS -PCMS) ,增强了车间级生产计划控制和管理的能力 ,并将MRPⅡ按计划集中控制和管理生产作业运行模式转变成可视化“计划主导型”并基于车间实际情况实现滚动生产作业调度控制和管理的模式。     

基于改进匈牙利算法的航空企业动态调度方法研究

航空零件生产调度时,应尽量满足多目标和实时性的要求。结合某航空制造企业的实际生产情况,提出一种基于"穷尽成对比较"技术和改进匈牙利算法的动态调度方法。首先以航空零件调度时的最大完工时间、生产加工成本以及生产能耗为优化目标,构建柔性作业车间多目标动态调度数学模型;然后利用基于"穷尽成对比较"技术的权重参数调节模型对数学模型中各个目标的权重参数进行实时动态调整;最后以各个目标的加权值为总目标,采用改进匈牙利算法求得工序的最优分配结果。结果表明:与传统的动态调度方法相比,动态调度方法能够有效地提高航空企业的生产效率、减少航空企业的生产加工成本并降低对环境的污染,具有较好的综合调度性能。     

基于组件化体系结构的可重构车间调度系统研究

针对现有车间调度系统在可重构性、拓展性和开放性等方面的不足,提出了包括数据库层、内核层和外壳层的可重构车间调度系统.在统一的组件化体系架构下,封装现有多种调度模型和算法,并通过调度引擎实现相关模型和算法的匹配和融合;抽取车间调度的通用业务和专用业务,分别采用公用组件和专用组件进行封装,通过标准接口实现不同粒度组件的快速装配和重构.     

飞机结构件数控车间的质量信息管理与集成技术

结合数控车间的质量管理实际情况,讨论了车间质量管理组织的职能及信息流的过程,提出了计算机辅助质量信息管理系统构架,建立了车间计算机辅助质量信息管理系统的模型。并从飞机结构件数控机加车间集成环境出发,研究了产品制造信息、生产调度信息和质量信息的集成,介绍了一种通用的以PDM为平台的、基于XML的集成技术。     

基于约束规则的作业车间调度研究

介绍了一种支持人工决策的满足各种约束的动态调度方法,通过基于仿真的动态调度算法,在约束规则和人工干预综合作用下,实现按照瓶颈设备到非瓶颈设备,关键任务到非关键任务的分层和迭代作业排序,较好地满足了离散车间对生产排产的应用需求.     

面向作业车间的调度系统研究与实现

通过对航天某厂生产管理现状的分析,针对该厂计划层控制层相互脱节,生产管理缺乏过程监控手段等问题,提出了面向作业车间的生产调度系统的设计思想,详细介绍了该系统的功能模块以及实现系统的关键技术,并开发了较为实用的生产调度系统.通过图形化的生产计划制定和调整,并基于工作流实时控制和管理从计划下达到成品完工全过程,极大地提高了计划编制效率,实现了对生产过程的规范和监控,以及异常情况的实时反馈和快速响应.     

车间动态调度方法研究与应用

作业调度是实现车间数字化制造的基本软件功能之一.本文介绍了车间动态调度问题,提出一种动态调度方法,同时将此方法应用于航空小批量产品的车间调度,该方法以基于遗传算法的静态调度为基础,结合机床与工艺路线的约束,按照各种规则求解以产品的加工周期最短为目标的调度问题,并通过具体的实例仿真分析其有效性.     

民用飞机轮载信号比较监控器验证方法和设计研究

飞机空地逻辑判定和飞行派遣状态判定的重要依据是轮载信号,当前民用飞机飞控系统轮载信号多采用余度表决监控器进行处理,其中余度表决监控器触发时间对飞机的空地状态和派遣状态具有重要影响。空地转换延迟会导致部分系统对当前飞机状态做出错误判断,影响飞机安全,飞机不派遣状态判断的过分严厉会降低航线中飞机的签派率,影响飞机市场竞争力。为了得到轮载信号监控器触发时间的最佳门限值,通过设计一种试验分析方法,得到了飞机轮载信号比较不一致持续时间的范围,再通过分析轮载信号对飞机着陆状态和派遣状态的影响,得到一种选择最佳轮载信号门限值的设计方法。此外,该方法可以进一步推广到其它具有比较监控器处理的信号上,通过试验与分析的方法,得到比较监控器的最佳门限值。     

基于TOC及启发式规则的生产计划与控制方法

为解决复杂产品制造系统面临的多品种、小批量的生产计划与控制问题,参考APS的计划模型,提出了一种基于TOC及启发式规则的生产计划与控制方法。该方法通过在不同的计划与调度层面集成传统生产计划与控制方法、TOC理论和启发式规则的特性,辅助车间快速有效地实现生产作业控制。该方法最终实现于制造执行系统(MES)平台,通过在某制造企业的应用,验证了其可行性和有效性。     

时间限制性派遣中短时派遣时长的优化方法研究

航空发动机全权限电子控制系统(FADEC)的时间限制性派遣(TLD)分析是飞机系统安全性分析的重要内容之一。针对目前TLD分析中都假定短时故障派遣时长(ST)为固定值(125h或250h)的问题,开展了短时派遣时长的优化方法研究。采用故障树和马尔科夫方法,以推力控制丧失率(R)要求为约束,分析和建立了ST和长时故障派遣时长(LT)的函数关系;在此基础上,构建了以短(长)时故障派遣时长为变量,系统平均维修时长和带故障运行时长期望值为目标的多目标优化模型,使TLD分析中故障派遣时长的选取更灵活、更合理。通过实例表明:与ST取固定值250h相比,优化后ST取25h时,带故障运行时长期望增大4.2%,系统平均维修时长增大8.6%,验证了方法的有效性。     

基于蒙特卡罗仿真的FADEC系统多故障TLD分析方法

航空发动机电子控制系统的时间限制派遣(TLD)分析是飞机系统安全性分析的重要内容,是商用飞机及航空发动机型号合格审定的一项必要工作,传统方法无法解决多故障情形下的TLD问题。对多故障TLD方法进行了研究,提出了多故障派遣时的派遣间隔决策方法与维修策略决策原则,基于蒙特卡罗仿真提出了多故障TLD分析方法,结合具体案例验证了方法的有效性,并针对典型全权限数字式电子控制系统(FADEC)进行了多故障TLD分析。结论表明,与单状态马尔可夫模型方法相比,本文方法具有较高的精度,误差在0.25%左右,同时能够避免马尔可夫过程繁琐的建模工作,并且具备工程实用性。     

发动机控制系统限时派遣运行的成本优化方法

限时派遣TLD可以提高飞机的签派可靠度,降低由于航班延误或取消导致的运行损失。面向TLD分析建立了典型发动机控制系统马尔可夫模型,利用连续时间马尔可夫链CTMC推导了状态稳态频率公式,构建了系统单位时间运行成本模型。以平均完整性要求及签派可靠度要求为约束条件,以带故障派遣时间为决策变量,以系统单位时间运行成本以及签派可靠度为优化目标,分别构建了TLD分析的单目标和多目标优化模型。结合简化的发动机控制系统和实际全权限数字式发动机电子控制FADEC系统给出了工程应用实例,验证了模型的有效性。实例表明本文方法能够保证飞机在满足安全性要求和签派可靠度要求的条件下降低运行成本。     

A review on carrier aircraft dispatch path planning and control on deck

As an important part in sortie/recovery process, the dispatch of carrier aircraft not only affects the sortie/recovery efficiency and safety, but also has severe influence on the carrier’s combat efficiency and the comprehensive support capability. Path planning is the key to improve the efficiency and safety during the dispatch process. The main purpose of this paper is to propose a comprehensive investigation of techniques and research progress for the carrier aircraft’s dispatch path planning on the deck. Three different dispatch modes of carrier aircraft and the corresponding modeling technologies are investigated, and the aircraft’s dispatch path planning techniques and algorithms have been classified into different classes. Moreover, their assumptions and drawbacks have been discussed for single aircraft and multiple aircraft. To make the research work more comprehensive, the corresponding tracking control methodologies are also discussed. Finally, due to the similarity of path planning problem between the carrier aircraft’s dispatch and those in other fields, this paper provides an exploratory prospect of the knowledge or method learned from other fields.     

指挥调度ISDN数字用户接口设计

提出指挥调度系统数字用户接口的实现方案,详细介绍了2B D接口的软硬件设计方法,为开发新型、全数字、大容量的指挥调度系统做了充分的技术准备。     

基于签派可靠度的民机经济性评估方法

为准确评估签派可靠度高低对航空公司造成的经济性影响,针对民机系统建立飞机系统签派可靠度评估模型,运用贝叶斯理论对模型中参数进行估计。引入航空公司延误损失函数,研究因系统签派可靠度差异所造成的航空公司经济损失,得出民机系统签派可靠度经济性评估方法。以航空公司A320机队运营数据作为基础,以导航系统为例进行验证,量化了民机系统签派可靠度所代表的经济性。     

A homogenization-planning-tracking method to solve cooperative autonomous motion control for heterogeneous carrier dispatch systems

Taxiing aircraft and towed aircraft with drawbar are two typical dispatch modes on the flight deck of aircraft carriers. In this paper, a novel hierarchical solution strategy, named as the Homogenization-Planning-Tracking (HPT) method, to solve cooperative autonomous motion control for heterogeneous carrier dispatch systems is developed. In the homogenization layer, any towed aircraft system involved in the sortie task is abstracted into a virtual taxiing aircraft. This layer transforms the heterogeneous systems into a homogeneous configuration. Then in the planning layer, a centralized optimal control problem is formulated for the homogeneous system. Compared with conducting the path planning directly with the original heterogeneous system, the homogenization layer contributes to reduce the dimension and nonlinearity of the formulated optimal control problem in the planning layer and consequently improves the robustness and efficiency of the solution process. Finally, in the tracking layer, a receding horizon controller is developed to track the reference trajectory obtained in the planning layer. To improve the tracking performance, multi-objective optimization techniques are implemented offline in advance to determine optimal weight parameters used in the tracking layer. Simulations demonstrate that smooth and collision-free cooperative trajectory can be generated efficiently in the planning phase. And robust trajectory tracking can be realized in the presence of external disturbances in the tracking phase. The developed HPT method provides a promising solution to the autonomous deck dispatch for unmanned carrier aircraft in the future.     

近地空间航天员训练视景真实感渲染技术研究

载人航天任务中,地面模拟训练是培养提升航天员操作技能的重要手段。视景系统是航天飞行训练模拟的重要组成部分,高逼真度的仿真场景对提升航天员训练效果有重要的意义。针对空间视景仿真场景调度和渲染的特殊性,提出并设计实现视景仿真软件的总体架构。对影响空间场景真实感的地球纹理数据库的生成和调度技术、大气散射仿真技术、场景光照实时渲染等关键技术进行研究,融合各种方法,在视景仿真系统中基于GPU实现。试验验证表明,实现算法准确,模型设计合理,已经应用于航天员的训练中。