基于数字孪生的航天结构件制造车间建模研究

针对航天结构件制造车间物理空间与信息空间缺乏实时交互的问题,提出了基于数字孪生的车间建模框架,通过关注车间内产品、资源和工艺三个方面,分别对产品数字化定义、基于数字孪生的资源建模和工艺信息的数字化定义等问题进行了研究分析。以企业航天结构件制造车间为案例,展开数字孪生技术在制造车间的应用验证,通过对案例结果的对比与分析,验证了数字孪生制造车间可有效地提高生产效率。     

基手RFID的数字化制造车间物料实时配送方法

针对当前数字化制造车间物料配送问题,提出了一种基于射频识别技术的数字化制造车间物料实时优化配送新方法．对数字化制造车间资源进行精确布局,在采用RFID技术对物料配送小车进行实时位置跟踪的基础上,建立数字化制造车间物料配送路径优化模型并采用分支定界算法对模型进行解算,实现配送小车的物料配送路径优化与实时导航;开发了基于RFID的数字化制造车间物料配送系统,验证结果表明：所提出的方法能够有效解决数字化制造车间的物料配送路径优化与实时导航问题,为实现数字化制造车间的准时生产（JIT）奠定了基础．     

基于RFID的数字化制造车间物料实时配送方法

针对当前数字化制造车间物料配送问题,提出了一种基于射频识别技术的数字化制造车间物料实时优化配送新方法.对数字化制造车间资源进行精确布局,在采用RFID技术对物料配送小车进行实时位置跟踪的基础上,建立数字化制造车间物料配送路径优化模型并采用分支定界算法对模型进行解算,实现配送小车的物料配送路径优化与实时导航;开发了基于RFID的数字化制造车间物料配送系统,验证结果表明:所提出的方法能够有效解决数字化制造车间的物料配送路径优化与实时导航问题,为实现数字化制造车间的准时生产(JIT)奠定了基础.     

中国古建筑三维数字化方法综述

中国古建筑的三维信息数字化是三维建模、三维重建技术研究的重要应用场景，也是古建筑文物保护、虚拟仿真模拟、数字娱乐开发等应用领域的基础工作。随着近几年测绘技术和几何数据处理技术的快速发展，古建筑三维数字化方法研究受到国内外学者的广泛关注。针对中国古建筑体量大、部件多、结构复杂等问题对三维建模工作带来的具体影响，学术界已取得了一系列研究成果。本文总结中国古建筑三维模型数据类型和特点，学术界和工业界对中国古建筑三维模型数据的要求，深入分析现有古建筑三维数据获取方法和理论技术基础，对比不同技术研究现状与应用场景，提出针对中国古建筑三维建模方法的发展方向，可为古建筑数字化保护理论研究和应用研究提供参考依据。     

人机协同车间数字化制造模式的研究

在现代无线网络和通信技术的基础上,将移动计算技术引入到数字化车间制造中,提出了"数字化人"的概念与实现方法,在此基础上构建了人机协同车间数字化制造模式.文章分析了该模式的网络结构和功能,并针对人机协同车间数字化制造模式提出了面向角色多Agent、数字化人的工作流系统建模方法.     

机械加工车间数字化制造描述模型及总体框架

针对多品种小批量机加车间生产制造过程的特点及需求,建立了一种多品种小批量机加车间数字化制造的描述模型,包括一个基本内涵、7维目标体系、5条运行主线和8个特征,并基于该模型构建了一种5层次多品种小批量机加车间数字化制造总体框架,从而为多品种小批量制造企业机加车间数字化制造系统的研究、开发、实施和应用提供借鉴。该描述模型及总体框架在一典型多品种小批量制造企业进行了实际应用,取得了良好的应用效果。     

高端装备制造业智能工厂建设思路和构想

2015年5月,《中国制造2025》正式发布,在此战略规划中,把"推进信息化与工业化深度融合"作为九大战略任务和重点之一,提出要加快推动新一代信息技术与制造技术的融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向,推进制造过程智能化,在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间。本文结合汾西重工"十二五"两化融合建设的基础上,提出了以"中国制造2025"为核心思想的智能工厂/数字化车间建设目标和思路,为高端装备制造业实现创新驱动发展提供了强有力的支撑。     

海工产品虚拟工厂的信息建模、集成与可视化

针对海工产品设计和生产运行阶段,提出了基于建筑信息模型(BIM)的虚拟工厂建模方法,该虚拟工厂不仅包括建筑要素,还包括了设备要素、车间控制要素(几何、物理和功能)的综合数字化表达,将几何实体模型、物理属性、规则等建筑和语义信息有机地融合在一起,可以实现制造系统的建模、仿真和评估(MSE).设计了一种融合BIM的虚拟工厂集成方法,并实现了原型系统,用来可视化基于BIM的海工虚拟工厂.     

面向低碳的车间生产过程数字孪生建模

智能制造关键技术的不断突破及其在制造业的快速应用极大地改造着传统车间的生产模式．现代企业的生产方式逐渐朝着集成化、复杂化和智能化方向发展,给车间生产过程低碳运行目标带来挑战．为了提高车间生产过程能耗管理的质量与实时性,提出了一种面向车间能耗管理的数字孪生建模方法．基于物理生产车间的生产资源与车间布局方案搭建虚拟生产车间,通过物理与虚拟车间设备运动信息的交互为几何模型添加运动关系,并结合生产节拍建立车间运动规律的数字孪生模型;采集单机物理生产设备随加工参数变化的能耗数据,使用BP神经网络建立多设备的能耗模型,基于获取物理与虚拟车间实时交互的能耗数据建立车间能量流动规律的数字孪生模型．最终实现包含动态能耗信息的车间生产过程数字孪生建模．同时基于该数字孪生模型提出了一种面向车间生产过程的能耗优化方法,结合刀具寿命、机器人运动平稳性、生产时间等多源评价指标建立多目标优化函数,获取数字孪生模型中的动态能耗数据并应用蜂群算法实现对车间低碳生产需求下的多设备加工参数协同优化．最后以给定工件的生产过程为例,对所提数字孪生建模方法和建模效果进行验证,实验结果表明借助该数字孪生模型环境下的生产过程优化方案...     

可重组制造系统车间设施动态重构研究

针对制造系统车间设施重构的决策问题,给出了面向可重组制造系统车间设施动态重构方法.利用多色图理论着色原理定义设施围道,建立制造车间多色图模型,通过布尔矩阵生成车间作业单元配置模型和物流模型,并构建工艺可行的作业单元配置方案;利用仿真分析软件构建作业单元配置方案的数字化仿真模型,结合生产物流及设施利用率分析,重构作业单元内设施系统.以某公司机械加工车间为研究对象,验证了车间设施动态重构过程的可行性和有效性.     

计算制造

提出计算制造（Computational Manufacturing）中的3个典型问题：调度，排样与对策，并探索计算制造的理论基础和体系，计算制造旨在集成计算几何，加工原理，传感器信息融合，网络控制和维护，计算智能和虚拟原型等方法，目的是使制造系统中的某些问题归结为计算机可形式化描述的计算模型，研究其可计算性和复杂性，解决制造过程中出现的几何和特殊建模，推理，基于网络的设计，控制和维护，计算智能和虚拟原型有关的数学是及其复杂性分析。     

集成式工艺规划与车间调度问题研究现状及发展

集成式工艺规划与车间调度(IPPS)问题的研究对于制造系统整体性能的提高具有重要意义,综述与分析了近年来IPPS问题研究的发展现状.概述了IPPS的3种主要建模方法,分析了特定生产环境下工艺规划与车间调度进行集成的特殊性.从单目标优化与多目标优化两方面综述了IPPS求解方法的研究概况,分析了多目标IPPS求解方法研究中存在的问题.总结了不确定扰动下的IPPS问题及面向绿色制造的IPPS问题研究现状,分析了2种情况下IPPS模型构建和求解方法设计上带来的新问题.基于上述综述分析,展望了未来开展集成式工艺规划与车间调度问题研究的一些方向.     

数字化加工中产品建模关键技术的研究

随着市场经济全球化和多样化的不断推进以及信息技术和人工智能技术的不断发展,加工制造业进入了数字化时代。数字化制造的一个关键技术就是产品数字化建模。本文首先分析产品在整个生命周期中不同阶段的数字化建模的信息和特征,然后研究了产品加工制造过程中数字化建模的关键技术、产品模型数据以及产品数据管理的标准。产品数字化建模是产品整个生命周期中各个阶段的特征,这包括图形特征,使用STEP作为数据交换机制,建立PDM系统来管理大量数据,复杂动态数据来实现产品建模数据交换共享和集成。     

智能制造与数字化制造在工业制造的应用

随着科技的不断进步,智能化制造和数字化制造在工业制造领域得到广泛应用。该文针对智能制造与数字化制造在工业制造中的应用进行分析和研究,对其发展过程中存在的问题进行总结,并针对智能制造和数字化制造从数据到应用对工业制造上的影响和相关措施进行论述。     

制造企业信息标准化建设在三维建模中的应用

标准化在机械制造企业的信息化建设中发挥着基础性作用.本文概述了制造企业信息标准化的特点,分析了标准化建设的必要性,并结合三维数字建模的发展现状和存在的问题,从基础技术标准的建立、规范化产品设计和产品快速设计等方面具体展开论述.该方法为制造企业信息化建设提供了一个新的视角和思路.     

智能制造背景下“数字工匠”的三维数字化创新能力需求研究

为推动智能制造行业发展,储备更多人才助力制造业的数字化建设,本文基于智能制造背景,就“数字工匠”对三维数字化创新能力需求展开研究。在明确智能制造产业具有各阶段工作划分不清晰、操作技术高端化特点的基础上,从通用能力与基础技能、专业与核心制造能力、技术融合应用能力等三个方面出发,提出智能制造产业对“数字工匠”创新能力的具体需求,旨在助力实现智能制造行业的长远发展。     

智能电能表及其应用研究

21世纪是信息网络化、高新科技成果被广泛应用的时代,数字化、智能化、标准化、系统化和网络化是现代电能计量装置发展的必然趋势,智能电能表应运而生。介绍了智能电能表及其工作原理,分析了智能电能表的常见故障及处理方法,探讨了智能电能表的自查方法、节电措施及发展趋势。     

基于Petri网的多智能体制造系统建模

针对多智能体系统建模困难、不易推广应用的问题,根据其技术特点,提出了多智能体制造系统体系结构,并利用Petri理论对系统进行了建模分析,不但使制造系统的智能化模型得以图形化地体现,而且降低了系统的复杂性,使系统的可扩展性和智能化水平得到了增强．     

铝电解数字孪生体构建及应用研究

智能制造与传统铝电解技术的深度融合,引领着铝电解行业可持续发展,但是当前铝电解实体装备与数据模型缺乏有效映射,阻碍了铝电解行业智慧转型的步伐。因此,本文将数字孪生技术与铝电解生产技术有机结合,开展铝电解数字孪生体整体架构设计、关键技术研发及应用研究,构建物理实体、虚拟模型、孪生数据、智能决策服务及虚拟-现实交互连接五维模型。铝电解物理实体划分为电解厂、电解车间及电解设备三个层级,通过三维场景数字化建模、离线物理场建模及动态仿真数学建模,映射与之对应的虚拟模型。使用交互连接技术进行物理实体与虚拟模型实时同步孪生数据,部署铝电解数字孪生体原型系统,实现铝电解生产环节虚实映射,为铝电解行业数字化、智能化转型提供了先进思路与技术方法。     

铜冶炼行业电解车间智能信息化综合管理平台设计

本文针对铜冶炼行业电解车间信息化、智能化建设的重大应用需求,充分研究车间生产管理的流程和机制,面向实时数据库、关系数据库构建多源异构数据平台,解决不同数据源的互联互通问题;基于VR技术,实现车间全景3D数字可视化及虚拟仿真,设计具有较强柔性化的综合展示及交互系统实现车间各业务模块,研究具有组态化的生产管理驾驶舱,构建全局的数据可视化大屏;最终将系统有机整合为电解车间智能信息化综合管理平台,在智能电解车间的建设中发挥实用效果.