面向吊装方案演示的履带起重机仿真系统设计

履带起重机的吊装作业非常复杂,所以吊装方案的计算机仿真很有必要。针对系列履带起重机,提出了面向吊装方案演示的仿真系统的总体设计方案,建立了履带起重机运动学和计算接地比压的数学模型,利用OpenGL实现了包括三维场景建模和起重机运动演示的仿真系统。最后通过履带起重机吊装方案演示的仿真实例,验证了系统的可用性。     

连续/离散混合型制造系统的生产过程虚拟仿真建模

离散事件仿真建模被广泛应用于制造系统的设计及运行控制,但是很多制造系统兼有离散系统和连续系统的特点。提出一种将离散事件与连续系统结合起来的仿真建模方法,以支持动态展现这类制造系统的生产过程。该方法的主要思想是,主机内部的机构运动主要采用连续系统进行仿真建模,而主机之间的加工顺序则利用离散系统来构建其仿真模型,然后由统一的仿真管理器管理。论文详细描述了虚拟仿真引擎中的仿真时钟推动机制,并用这一方法建立了面向啤酒灌装生产线生产过程的虚拟仿真模型,说明了这一方法的可行性。     

基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

典型陆军部队装备维修作业能力评估系统仿真建模研究

针对陆军部队维修作业仿真评估需求,提出了一套仿真模型设计方案。分析了部队维修作业能力仿真评估原理,进而明确了评估模型需求;给出了维修任务生成、维修保障系统建模方案;结合备件调度和保障设备使用过程,设计了维修保障资源模型。为陆军部队装备维修作业能力评估提供建模基础,用于支撑部队维修作业能力仿真评估系统的设计和应用案例研究。     

面向可重构制造单元的仿真建模技术研究

针对传统仿真建模方法无法适应可重构制造单元频繁调整的特点,提出了模块化控制模型与数据驱动相结合的仿真建模方法。首先采用层次化建模技术将生产系统复杂的管理和控制过程分解为车间层、单元层和设备层,各层次内部采用面向对象仿真建模技术将基本建模元素与仿真控制逻辑分离,构建过程控制模型;然后在对仿真建模各阶段需要的数据进行分析和分类的基础上,采用系统集成和人机交互的方式及时获取仿真数据,利用变化了的数据驱动各层次控制模型,快速构建生产系统重构后的仿真模型。最后,以某研究所的机加车间为例,验证了该方法的实用性和通用性。     

晶圆制造中单臂Cluster tool的建模与仿真

对于单臂的Clustertool,由于晶圆驻留时间的约束和作业时间的波动性,还没有解析的方法能够验证其调度的可行性和有效的调度方法.介绍了晶圆制造过程并基于Petri网模型,利用eM-Plant仿真平台建立了相应的晶圆制造的仿真模型.通过实例说明仿真模型能够虚拟单臂的Clustertool、准确地仿真单臂的Clustertool的晶圆制造模式;晶圆制造的仿真模型为研究其调度可行性分析和控制器设计提供了一种有效的手段.     

视景仿真技术在油田井下作业中的应用研究

介绍了视景仿真技术的概念，阐述了在视景仿真技术中三维场景的显示、多边形网格模型、碰撞检测、粒子系统等关键技术。以油田井下作业视景仿真系统中的多流测试器建模以及井场搬家为例，介绍了在视景仿真系统中建模的过程以及三维引擎的设计开发。     

通用铁路大站技术作业仿真模型和方法的研究

基于铁路车站作业仿真需求，通过对铁路车站设备和各项作业的深入分析，本文设计了一套描述铁路车站各项设备和各项作业的数据结构，以图为基础，对大规模列车群的作业模拟进行建模，最后对系统实现中的一些方法如仿真过程中时钟策略、作业对象在图形中的精确定位以及图形显示加速算法处理等进行了详细的研究。     

一种分布式制造系统控制结构的形式化建模方法

针对分布式制造系统的特点,利用形式化方法和多智能体理论研究了系统的控制结构,提出了一种基于优化自动机的改进型动态控制元结构模型。首先,结合多智能体理论,对于分布式制造系统中的各个节点用Agent进行建模;接着,对于Agent的内部结构,结合有限状态自动机理论和制造系统自身混杂特性,提出一种优化自动机。同时,考虑到建模过程中Agent层次的动态划分和重组,进而提出了改进型动态控制元结构模型。最后,以瓷砖生产线为例,借助MATLAB为实验工具设计了相应的仿真实验,验证了所提理论和建模方法的可行性和有效性。     

基于路径规划的岸桥现场吊装方案设计与仿真

针对传统岸桥吊装方案制定基本依赖人工而效率不高和不直观的问题,通过对吊装现场和过程进行标准化与规范化,实现了吊装方案自动化快速设计和三维仿真.首先构建了吊装现场要素参数化仿真模型利用三维路径规划理论对吊装布局和吊装过程进行设计,进而对吊装设备进行选择和优化,自动输出吊袭工艺报告,同时对吊装过程进行了动画仿真,并进行了吊袭件的受力分析验证.利用VC.net和Sql server 2000,结合Pro/E提供的Pro/toolkit开发包以及三维引擎OpenGL,以某公司岸桥为例,实现了该岸桥吊装方案设计与仿真系统.实例验证了该系统的可用性与有效性.     

引黄入晋输水工程全系统运行仿真系统

按照引黄入晋输水工程对仿真的基本需求，提出引黄入晋输水工程全系统运行仿真系统总体方案。文中描述了这一仿真系统的基本结构及采用多ＰＣ机系统的计算机平台，并提出一种根据输水工程水力学特点的模块化设计方法。最后叙述了仿真系统的运行及多ＰＣ机的同步方法。     

混合Flow Shop的调度仿真系统及其算法分析

研究了混合Flow Shop的调度问题，调度目标为最小化工件的最大完成时间。文中给出了调度仿真系统的设计，系统由数据库、算法和控制中心用户接口三个模块组成；在算法模块中，排序算法包括了由Flow Shop扩展到混合Flow Shop的多数算法，设备分配采用最先可用机器优先规则。另外，基于CDS虚拟机和Palmer斜度指标的启发式算法，提出了一种改进的CDS算法用于工件排序。在正在开发的混合Flow Shop调度仿真系统中实现了上述所有算法，仿真分析表明改进的CDS算法优于其他启发式算法。     

A neuroendocrine-inspired bionic manufacturing system

Due to rapid changes of markets and pressures of competitions,the manufacturing companies are forced to adapt their production ways to support diversity of customer’s needs and increase of new product developments.As biological organisms are quite capable of adapting to environmental changes and stimulus,bio-inspired concepts have been recognized much suitable for adaptive manufacturing system control.This paper,therefore,proposes a novel concept of NeuroEndocrine-Inspired Manufacturing System(NEIMS).The proposed NEIMS control architecture is based on analogies with neuro-control and hormone-regulation principles.It has the capability to explicitly specify production control schemes including control points,material,information flow paths and logical operations,and to agilely deal with the frequent occurrence of unexpected disturbances at the shop floor level.From the cybernetics point of view,the control model of NEIMS indicates adaptive behavior to the changes in products demands due to external environment and malfunction of manufacturing cells as an internal environment.Finally,a prototype system has been set up to enable the NEIMS simulation.     

基于LabVIEW的浮船坞配载实时控制与仿真

对浮船坞配载实时控制的算法进行了研究,并基于LabVIEW软件平台建立了浮船坞配载实时控制与仿真系统。首先介绍整个系统的构成及各个模块之间的数据传递过程,然后以分段上坞模拟模块和调水决策模块为例详细说明系统的优化模型和实现方法。该系统调用Matlab进行配载和调水决策过程的优化计算,利用LabVIEW自身计算功能配合Matlab完成调水仿真过程的计算。以船舶结构分段上坞过程为例对系统的工作流程进行说明。仿真结果表明,提出的优化模型和算法,运算结果合理,开发的仿真系统界面简明清晰、实用可靠。     

平顺移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的多目标流水车间批量调度

对平行顺序移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的多目标流水车间批量调度问题展开研究.构建以加工制造设备总停机次数、批量工件生产周期以及搬运批量工件的总次数为决策目标的基于分层序列法的多目标决策模型,利用该模型可确定批量工件的最优加工排序方案.建立平行顺序移动模式的加工与调整时间模型,该模型是求解生产周期的基础,也是为批量工件的最优调度方案制定生产作业计划的依据.提出并设计平行顺序移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的禁忌搜索算法对问题进行求解.研究结果表明:本研究可为平顺移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的批量生产流水车间选出批量工件的最优调度方案,同时可为批量工件的加工和加工制造设备的调整制定精确的生产作业计划.     

CIMS加工过程实时三维动画仿真

本文介绍一个用于CIMS加工过程实时动画仿真软件RMPS的设计与实现。该系统以三维动画预演实际的加工过程,实时仿真加工过程中状态变化和状态转移的细节,为CIMS中开展虚拟单元技术和复杂调度技术的研究,检查NC代码的正确性和有效性,调试设备控制器提供工具。RMPS直接安装在CIMS物流系统中,并实时地由NC码驱动。该软件系统已在IBM-PC机上使用C语言实现,动画刷新速度不少于2幅/秒。     

基于面向对象的连铸生产过程仿真建模和实现

介绍了连铸生产工序流程仿真的目标。利用面向对象建模技术,构造以连铸子设备为主要对象、以聚集关系和主动对象为结构主体的连铸流程仿真系统的模型。以模型为基础,通过设备组态解决了连铸生产设备和工艺过程存在的差异性问题,实现了连铸生产过程仿真系统的通用性、易维护性和可扩展性。     

在轨空间智能制造:分布式调度建模与优化

在轨空间制造系统是在行星大气层外的需要地面工厂、在轨空间工厂、天地运载工具协同的以进行空间设施建造为目标的一类分布式制造系统.分布式调度建模和高效优化求解技术是实现在轨空间智能制造的关键技术之一.本文针对一类具有组件地面分布式制造及运输、地空分批次运输、组件在轨装配等典型特点的在轨空间智能制造系统,将其分解为分布式同质流水线调度,考虑运输时间的同速并行机调度,考虑工件释放时间、机器可用时间、机器处理能力的单机批调度以及考虑组件释放时间、优先约束的单机调度等问题,并基于模型协调思想建立以最小化组件生产到产品装配总时长为目标的分布式多阶段调度模型.进而,将用于求解连续优化问题的易理优化算法扩展到离散调度问题,提出求解该分布式调度问题的基于易理优化的模因算法.基于中规模、大规模算例的仿真结果和算法分析比较表明:相较于粒子群算法、教学算法、水波算法等智能优化算法,所提算法是一种求解分布式多阶段调度问题的可行、有效算法.值得一提的是,这是第一篇关于在轨空间智能制造系统调度优化的研究.     

基于ObjectARX的车铣复合数控机床虚拟加工仿真研究

以优化产品的制造工艺过程、保证产品的制造质量、制造周期为目标的虚拟加工技术通过对以真实加工条件为依据的加工过程进行实时动态模拟,检验产品的可制造性、加工方法和工艺的合理性.针对由两个回转运动构成的新型多功能车铣复合数控机床,应用AutoCAD二次开发工具ObjectARX,根据机床切削加工的数学模型、插补算法及运动控制原理,研究开发了的加工仿真软件系统,实现了AutoCAD造型与CNC仿真的有机结合,完成高效NC代码驱动的实时加工过程仿真.