计算机集成制造系统与仿真技术

计算机集成制造系统(CIMS)是一种综合自动化制造系统,美国、日本、西欧、苏联都把CIMS作为自动化技术的前沿方向,是今后十年的一个战略目标。各发达国家在发展CIMS的过程中己充分认识到为了实现CIMS必须采用先进的计算机仿真技术,为此专门召集了国际学术会议,并发表了大量论文,开发了不少直接面向制造系统仿真的软件。本文将着重介绍仿真在CIMS中的地位及在实现CIMS的各个阶段中的仿真模型及仿真内容,并就发展CIMS仿真软件进行一些讨论。     

基于网格的先进分布式仿真综述

当前的先进分布式仿真技术部分解决了模型的互操作和重用问题,但是它在支持强健的系统性能、仿真资源管理和仿真活动协作方面存在缺陷。网格技术支持动态异构环境、资源的优化管理和强健的系统性能,将网格技术应用于先进分布式仿真领域能够弥补现有先进分布式仿真技术存在的这些缺陷。该文提出了基于网格的先进分布式仿真,从仿真系统性能增强、仿真资源管理、仿真技术集成与机构协作、以及仿真网格四个方面综述了相关的研究成果,在仿真资源管理中提出了一种仿真资源分类方法,接着概述了基于网格的先进分布式仿真技术在国防军事、工业、生物医学和环境等方面的应用现状,最后展望了发展方向。     

复杂产品开发的仿真技术

复杂产品不仅组成复杂和功能复杂,而且行为复杂。为了快速、高质量和低成本的开发复杂产品,在复杂产品开发的早期能有效、全面地考虑产品的使用行为、制造行为、维护行为和销毁行为的要求,仿真技术是必须的。系统地介绍了先进的产品开发理论与技术,给出了仿真技术应用于复杂产品开发的特点,分析了复杂产品开发的仿真技术应用现状,探讨了面向复杂产品开发的仿真支撑环境。     

仿真技术在冷连轧系统的应用及发展

分析了一类冷连轧动态仿真系统,综述了仿真技术在冷连轧中在国内外的应用发展现状、以及发展冷连轧动态系统的意义。分析了仿真动态系统的建模及实现过程,冷连轧动态仿真的实施包含先进的模型化技术及时间协调调度,多种先进仿真技术的使用如协调仿真、仿真数据库技术一体化仿真,最后展望了该领域在虚拟现实和智能仿真技术的今后发展方向。     

先进分布仿真技术的发展与应用

先进分布仿真技术在军用、民用复杂系统仿真需求的推动下, 取得了迅速发展和良好的应用效果。文中阐述先进分布仿真技术的主要应用领域,重点分析其在大规模联合作战仿真和虚拟采办的研究进展情况,并归纳总结了在相关领域先进分布仿真的关键技术。在上述基础上,以实验室在综合自然环境仿真与可视化、虚拟样机建模与仿真一体化环境、攻防对抗与计算机兵力仿真方面的研究情况为例,介绍了国内研究情况。最后,对先进分布仿真技术的发展及研究策略进行了展望。     

投稿须知

《系统仿真学报》是中国系统仿真学会会刊。现已是中国科技论文统计用刊 ,中国科学引文数据库、美国《工程索引》(Ｅｉ)、英国科学文摘 (ＳＡ)等国内外著名检索系统的入编期刊。本刊内容包括 :建模及仿真方法学、仿真计算机及仿真软件、训练、研究及系统运行中的仿真器、仿真中的人工智能技术、并发分布交互仿真技术、先进制造领域中的建模与仿真技术、虚拟 (ＶＲ)技术应用、国内外仿真技术及科学计算的最新进展等。为适应仿真科学与技术的迅速发展 ,加快科技信息交流 ,本刊对来稿提出以下要求 :1.论文主题突出、论据充分 ,具有创新性与导向…     

基于仿真的虚拟产品设计若干关键要素研究

虚拟产品设计需要从管理、方法论、实现技术和数学工具层面同时展开研究。分析了基于仿真的虚拟产品设计应该实现的核心功能,提出“三核心四层次”的虚拟产品设计框架。总结了框架中建模技术、仿真技术、优化技术和集成技术等关键要素面临的挑战,并给出了对应的研究方法和目前取得的初步研究成果,主要包括:全息产品建模方法;基于仿真试验的统计回归与优化技术和稳健优化决策技术。最后指出了进一步研究的方向。     

装备平行仿真技术的基础理论问题

平行仿真技术是近年来系统建模与仿真领域的新兴仿真技术,已经成为研究前沿。从战场指挥决策领域、装备任务规划领域和装备维修保障领域对仿真技术的新需求出发,归纳了以往仿真技术面临的突出问题,即领域模型固定,不具备自适应演化能力。提出了装备平行仿真技术的概念,并指出其应具备的特点,系统梳理了装备平行仿真技术的理论缘起和相关技术研究现状,并对主要相关技术进行了对比分析。在装备维修保障领域中,侧重讨论了面向装备剩余寿命预测的平行仿真技术,分析了模型定位问题和技术框架,探讨了主要建模技术,包括装备退化状态在线感知、装备退化状态空间模型构建、装备退化状态空间模型演化,为下一步开发面向装备剩余寿命预测的平行仿真原型系统提供了技术思路。     

切削加工仿真建模技术研究

切削加工仿真是计算机仿真技术在机械制造业的重要应用领域之一。该技术对减少制造成本、缩短产品制造周期和提高产品质量意义重大。仿真模型的建立是实现切削加工仿真的关键环节，也是评价仿真系统优劣的重要指标之一。目前存在的切削加工仿真建模方法主要有三种：解析法、有限元法和分子动力学法。重点介绍了上述建模方法的实现原理和发展现状，并对其优缺点和适用范围加以评述。在此基础上，对切削加工仿真建模技术发展趋势做了进一步探讨。     

城市仿真技术概述

近年来,随着计算机及网络技术的飞速发展,数字城市逐渐引起人们的注意.城市仿真技术在数字城市的构造中发挥着重要作用,因此成为一个新的研究热点.城市仿真是将“虚拟现实”技术应用在城市规划、建筑设计等领域.而“虚拟现实”是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术.简要地介绍了城市仿真技术及相应的仿真软件.列举了一些成功的仿真案例,并分析了国内外城市仿真的差距和城市仿真技术在中国的发展前景.     

虚拟制造及其在轿车数字化工程中的应用

讨论了虚拟制造的内涵，论述了与其相关概念和区别与联系，以及主要特点，然后，从汽车整个开发周期的角度介绍了虚拟制造在汽车数字化工程中的应用，包括数字样机，功能虚拟样机，虚拟加工，虚拟生产等，文中提出了一个汽车数字化工程体系结构。     

EDMI系统样件的拟实制造技术研究

下一代CAD技术将是现有CAD与拟实制造（VM）系统的有机结合，VM将在各种高水平制造业中应用。本文全面研究了电子设计制造一体化（EDMI）系统的VM问题，指出了7个关键技术及解决方法，提出了设计思想和方案、并已实现。     

虚拟制造内涵及其应用研究

虚拟制造是信息时代制造技术的重要标志,是建模与仿真技术对制造业的全方位改造,本文结合国家CIMS中心的最近研究进展。研讨了虚拟制造技术的内涵和体系结构,介绍了虚拟制造技术在典型产品开发中的应用。     

虚拟装配关键技术及其发展

虚拟装配技术是虚拟制造技术的关键部分,它主要实现两个层次的映射,即底层用产品虚拟模型映射了产品物理模型,顶层的虚拟装配仿真过程映射了真实的物理装配过程。虚拟装配关键技术主要包括:碰撞检测、零部件建模以及数据交换与集成、装配规划、基于约束的运动导航与精确定位、线缆管路等可变形体零件装配技术、知识的提取与应用和装配评估与验证等。文中对这些关键技术的研究现状进行了综述,并根据研究现状分析了虚拟装配技术中存在的问题以及发展趋势。     

拟实制造与现代仿真技术

１９９１年，美国里海大学的几位教授首次提出了敏捷制造的“Ａｇｉｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ”的概念。他们在美国国会和国防部的支持下会同美国众多工业界的主要决策人在向美国国会提交的“美国２１世纪制造战略报告”对敏捷制造的概念，方法及相关技术作了全面的描述。是美国进行先进制造技术研究的重要里程碑。近年来，美国工业／学术各界又在对Ａｇｉｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ的有关理论和实现问题深入探讨的基     

发动机虚拟装配教学实验系统关键技术研究

虚拟装配技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用。在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题。并首次提出了将虚拟装配与发动机教学实验相结合的虚拟发动机装配教学实验系统的构想。最后还展示了利用发动机三维可视化虚拟装配教学实验系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了该虚拟装配教学实验系统与传统装配相比较的优势和特点。     

当前仿真方法学发展中的若干问题

近十年来，由于对巨型复杂系统的研究，促使仿真方法学有了新的发展，本文讨论了一些有关问题，包括：定时仿真；面向对象的仿真，分布交互式仿真，虚拟现实等。     

基于VR的塑料虚拟注射成型系统的研究与实现

虚拟现实，作为一门新型技术，已成功地应用于工程、设计和制造业领域。本文提出并实现一种基于虚拟现实技术（VR）的塑料注射成型的可视化交互式仿真系统。创新的采用Delaunay三角剖分技术进行成型设备的三维建模，同时提出了模拟注射成型过程运动仿真的方法，结合基于三维模型的注射成型FEA技术，创建注射成型仿真系统。整个系统可在塑料新产品设计的早期阶段及时的发现产品设计和工艺过程中可能出现的错误和缺陷，进行产品设计和生产工艺的优化，保证产品质量，节省开发新产品的时间和费用。     

一个虚拟装配支持系统的实现

虚拟装配是虚拟制造的核心关键技术之一。为了实现产品的虚拟装配，自主开发了虚拟装配支持系统（VASS），它能够在虚拟状态下对产品装置进行分析、仿真，实施数字化预装配，生动直观地分析、验证与改善产品的可装配性。文章介绍了该系统的总体结构，讨论了主要关键技术，如装配模型、装配顺序规划、装拆运动表达、干涉检查等。该系统已在实际项目中得到有效应用。     

FMS动态仿真建模研究

基于现代设计方法的特点提出了一种面向FMS的动态仿真建模方法,并以此为核心结合面向对象及智能体等先进技术构造了FMS系统仿真的动态建模框架,同时论述了动态模型的建模机制、解决方案及关键技术,最后给出了一个面向FMS动态仿真建模的仿真环境。