基于Web的远程制造资源建模及其实现框架

针对基于虚拟现实技术的网络化制造是实现虚拟制造的发展目标,本文提出了实施基于web的远程制造资源建模的基本框架,并着重分析了远程制造场所布局的基本方法,提出了有效的远程虚拟建模途径,同时集成面向VRML的设备建模技术及制造能力评价等来实现远程虚拟制造场所的组建和选择。     

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。     

虚拟制造研究进展与展望

分析比较了目前流行的与虚拟制造相关的若干概念的内涵，介绍了虚拟制造研究和应用取得的主要进展，包括虚拟制造体系结构、元建模方法学、以及虚拟制造的应用领域，然后就虚拟制造技术的发展趋势进行了探讨。     

协作虚拟样机与协同设计方法

协作虚拟样机技术是在分布式环境下，多领域专家协作建立和应用虚拟样机的方法和技术，本文分析了协作虚拟样机与协同设计的关系，提出了基于协作虚拟样机的协同设计方法，该方法可全面而灵活地支持协同设计，在产品实际设计、制造和使用之前，对其功能、性能进行充分仿真与验证。文中还讨论了协作虚拟样机建模方法和异构仿真方法，并给出了基于协作虚拟样机的协同设计环境的总体结构。     

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。     

柔性制造仿真系统中机器三维可视化建模

采用面向对象的分析方法，针对制造系统虚拟仿真动态建模的实际需求，通过对三维可视化仿真建模技术的研究。提出了柔性制造系统中机器仿真建模的三个层次。即几何建模，运动建模和仿真建模，并重点描述了机器几何模型中节点的层次结构和运动模型的动画实现方法等关键技术，最后给出了机器仿真模型在离散事件仿真中的基本处理算法。     

仿真网格环境下面向制造资源的知识融合

针对目前实现制造资源中知识共享和服务存在的困难,提出了面向制造资源的仿真网格的体系结构。文章重点研究了基于网格的知识融合算法中的重用知识的决策问题。在仿真网格环境下,通过知识融合,为用户提供了一种可视化的虚拟产品和制造设备的网格仿真应用平台。最后,以模具制造的贵重和关键设备为应用实例,验证了知识融合在网格中的应用机制。     

云制造环境下工业机器人远程监控系统设计与实现

考虑到当前针对云制造监控系统的研究比较缺乏，以及已有远程监控系统可扩展性和灵活性不足等问题，以基于深度强化学习的工业机器人智能抓取为应用场景，设计和开发了一个基于微服务架构的面向云制造的远程监控系统，对监控系统进行了需求分析和系统设计，实现了对工业机器人智能抓取过程的远程监控。测试表明系统能够满足云制造中资源提供者、平台运营者和服务使用者三类用户对工业机器人的监控需求。     

基于VR的三维数控加工环境及其关键技术研究

在研究虚拟制造技术的基础上,提出了基于VR的虚拟数控加工环境,设计出面向通用化的NC代码翻译器。阐述了虚拟加工环境的工作流程、基于层次关系的虚拟加工框架技术、NC代码翻译器的设计方法、基于毛坯表面模型的三角片构建算法等关键技术。该系统能够实时地反映零件虚拟模型的加工成形过程,并进行可加工性分析。     

面向模具制造的资源分类及网格化封装机理研究

针对广大模具中小制造企业的制造资源与能力残缺不全这一基本现状,以及企业间广泛存在的制造资源的协同共享困难,提出了一种基于网格技术的模具制造资源网格化封装及其资源协同共享的机理。首先对分散在中小模具企业里的各种与模具全生命周期有关的资源进行了调查和分类,形成了一张模具行业的全资全能的整体资源图,并依照网格框架(OGSA)对各种模具资源进行了网格化封装,以使得资源不全的模具中小企业可以网格服务的形式对制造网格资源协同共享。文章最后以模具行业的通用流程为例,展示了在网格环境下模具制造服务请求和响应的路径图。     

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。     

支持虚拟样机的协同仿真平台关键技术研究

为了支持虚拟样机开发环境中不同领域，分布，异构的仿真系统间的信息共享和互操作，提高协同仿真平台的可扩展性和灵活性，提出了灵巧产品模型建模，协同仿真资源库集成管理方案和协同环境运行框架，并具体说明了基于DCOM的仿真工具协同的关键实现技术，支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，通过轿车虚拟开发的初步应用实践，基于上述研究所开发的平台能有效支持复杂产品的虚拟开发。     

虚拟展览馆的构建方法

介绍了虚拟展览馆的基本概念，所需的软件及其功能，以及构建虚拟展览馆的各个步骤。针对三峡文化遗产的数字化工作，着重讨论了基于单张殿品图像进行建模的技术。包括基于单张图片的相机校准技术的两种原理以及利用这些原理进行相机校准的各种方法，并给出了校准技术的一个实现算法，接着介绍了在相机校正的基础上进行建模的技术以及这个技术的应用。     

VEADAM:一个异地协同虚拟设计和虚拟制造系统

VEADAM是一个异地协同虚拟设计和虚拟制造系统：面向航天某型产品的工程研制需要，利用虚拟现实技术，研究和实现一个异地协同的产品设计、虚拟装配和虚拟制造的环境，使各部门协同合作，减少产品研制的周期和成本。VEADAM第一阶段主要研究面向航天某型产品的虚拟装配，包括框架结构、pro/E与虚拟环境的信息转换、约束关系、协同调度、多通道人机交互等，实验初步说明该系统具有应用价值。     

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。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

基于虚拟操作平台的远程车辆多Agent运动控制研究

提出基于虚拟操作平台的远程车辆多Agent运动控制框架，流程和Agent的抽象构造模式，并给出了对象的类代码，最后，以挖掘机远程操作为例，采用OPENGL图形库，对其进行了实验验证，编程表明这种方法基本可行。     

虚拟组织中面向共享的信息统一描述模型研究

虚拟组织中高质量的信息共享对于提高组织决策质量和效率起着至关重要的作用．从实现虚拟组织中高质量的信息共享出发，深入探讨了虚拟组织中面向共享的信息统一建模描述，提出了一种兼顾信息结构、信息语义、信息关联和信息能力的增强型对象信息描述模型——EODIDM，并在EODIDM信息描述模型中提出了信息能力建模的概念和方法，基于EODIDM信息描述模型深入研究了虚拟组织中面向共享的信息统一建模描述，进行了详细的实例分析和应用研究，最后，将EODIDM信息描述模型与现有信息描述模型进行了对比分析，结果表明EODIDM的通用性更强、可扩展性更好，基于该模型可以实现虚拟组织中高质量的信息共享。     

面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模

传统运动仿真的虚拟建模缺少针对复杂系统中信息子系统与物理子系统的动态性融合建模。融合传统运动学虚拟建模与信息计算的优势，针对运动仿真的精度和实时性难以满足实际工业制造需求的问题，提出面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模方法，并以机械臂的运动学控制为仿真案例进行验证，解决了实际环境中机械臂的驱动与仿真环境虚拟机械臂运动不一致的问题。搭建了复杂系统运动仿真虚实映射平台，集成了虚拟建模环境CoppeliaSim，融合实际机器人的运动反馈，和虚实映射计算模型，确定工业机器人运动方程的唯一位姿解。实验结果表明本文提出的方法实现了工业机器人的虚实映射实时运动仿真。     

图像和建模相结合的虚拟场景绘制技术研究

虚拟现实的基础和核心是虚拟场景的构造与交互操纵。有两种方法实现基于微机的虚拟场景：图像的方法(Image-Based Method：IBM)和建模的方法(Model-Based Method：MBM)，这两种方法各有其优缺点。基于图像的方法虽然逼真性和实时性都很好，但只能实时浏览，而不能实时操纵；基于建模的方法虽然支持实时操纵，但其真实感较差。文中在分别研究基于图像、基于建模虚拟现实理论与实现方法的基础上，充分发挥基于图像方法和基于建模方法各自的优点，实现了图像与建模方法相结合的虚拟场景系统。文中介绍了系统的结构、功能、典型实例以及若干关键技术。