复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。     

机电一体化系统虚拟样机的异构建模和仿真

虚拟样机技术是当研究和应用的热点之一,它可以较发际支持产品的概念设计,并且有利于实现并行工程的思想,机电一休化产品虚拟机机的建模和仿真要求机械和电子等多个领域之间的紧密协作,传统的建模和仿真工具无江满足这种需求,本文中,我们提出了一种基于域对象模型的多领域异构建模和仿真方法,并开发了一个面向机电一体化系统的分布式虚拟样机仿真环境,通过两个设计实例的建模和仿真,说明该方法可以满足要求。     

面向虚拟采办的复杂异构系统统一建模方法

针对集团企业大型装备虚拟采办应用中,存在多层次、多方位的模型异构性,以及已有大量专业沉淀,需要提高模型的可重用性和可组合性水平的问题,本文基于一种复杂异构系统统一建模的理论框架,给出复杂异构系统统一建模方法的形式化定义,从可信度分析的角度探讨统一建模方法的自洽性,并从工程化的角度提出统一建模方法的实现方式及其文本描述规范。最后,以某装备虚拟采办为背景,对本文所提出的统一建模方法进行应用验证。结果表明,所提出的统一建模方法可有效支持在集团企业开展大型装备的虚拟采办。     

用综合集成方法解决企业决策问题

介绍了从定性到定量的综合集成以及从定性到定量的综合集成研讨厅体系情况 .提出用综合集成思想来解决企业决策问题 ,并给出企业决策研讨厅体系的框架结构 .将 ARIS集成到研讨厅中 ,以辅助领导者做决策 .用 ARIS对某大型企业建立动态模型 ,在不同初始条件下进行仿真 ,分析仿真结果 ,决策者还可根据经验、信息不断修改仿真条件或模型 ,最终可得出较好的、可行的经营模式 .将解决复杂问题的方法用于企业的经营管理活动中 ,可以帮助企业更好地解决重大或日常决策问题 .     

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。     

敏捷决策体系——基于Internet和虚拟组织的网络化决策支持体系

在高速动态变化的企业生存环境条件下 ,为了实现快速而准确的决策 ,提出了一种基于 Internet和虚拟组织的网络化决策支持模式——敏捷决策体系 ,即针对某一个复杂的决策问题 ,利用信息高速公路 ,将分散在各地的智力资源和信息资源通过虚拟组织的组织形态与运行机制加以动态集成 ,并通过一定的控制规则来实现该决策系统的动态组合以及对决策结果的评价与合成 ,最终快速而有效地完成决策目标 .提出了敏捷决策的过程模型、体系结构和功能框架 ,给出了一种基于协同建模的系统软件构架和通讯流程 ,提出了实现敏捷决策体系的关键问题和支撑技术 .     

面向对象的图形建模支持系统研究

对于复杂系统，决策者期望决策支持系统（ＤＳＳ）能够提供灵活、形象的工具支持他们对问题进行分析。本文围绕复杂系统建模支持问题，对建模支持的方式进行了分析，论述了图形建模支持的优点，并对面向对象的思想在建模支持系统中的应用加以探讨。     

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。     

基于MBSE的民机系统功能建模方法

针对传统系统工程存在的迭代周期长、开发效率低、模型二义性等问题, 结合基于模型的系统工程理念, 将敏捷系统工程概念引入到民机研制过程中, 并利用系统建模语言定义了基于场景的功能建模方法, 详细分析了民机自动飞行控制系统高度控制用例的顶层功能愿景, 建立了对应的功能模型和接口描述视图。该方法以迭代的形式展开系统功能建模, 能够充分保证需求和功能模型紧密结合, 正向构建满足民机系统以需求为导向的功能建模方法, 为民机系统的架构设计工作提供基础。     

主体异质性、复杂网络与网络效应下的标准竞争——基于计算经济学的研究

分析了Agent的网络效应异质性和预期异质性对网络效应下标准竞争和扩散的影响.采用复杂网络"小世界效应"模型和基于Agent的计算机建模技术,并结合行为博弈学习理论EWA算法,由此对复杂网络下标准竞争过程中的主体异质性对标准扩散的影响进行计算机建模研究.基于异质性个体在局部网络中的交互作用和Agent行为的学习演化与预期调整,通过计算机仿真,发现网络效应异质性对标准扩散有正面促进作用.本文研究也发现预期的强度和预期调整因子的取值大小对标准竞争扩散的速度和结果有非常明显的影响.在一定情况下,异质性的预期能够克服先发优势;Agent的异质性预期也能帮助实现新旧技术的转换.     

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...     

基于Agent的体系对抗仿真建模方法研究

面向信息化战争的武器装备体系对抗仿真，从复杂系统建模的角度对传统系统仿真建模方法提出了严峻挑战。因此，需要以CAS理论为依据，研究新的武器装备体系对抗仿真建模方法，以适应信息化战争模拟的需要。为此，我们在分析体系对抗仿真需求的基础上，从基于Agent的体系对抗仿真建模概念、仿真建模概念框架、仿真建模策略，基于Agent的体系整体“涌现”行为建模等问题入手，探讨了基于Agent的体系对抗仿真建模方法问题，并结合体系对抗仿真实验，研究了基于Agent的实体行为建模、实体交互建模和实体模型结构，提出了基于Agent的体系整体“涌现”行为建模思想和建模规范。     

面向多智能体博弈对抗的对手建模框架

对手建模作为多智能体博弈对抗的关键技术,是一种典型的智能体认知行为建模方法。介绍了多智能体博弈对抗几类典型模型、非平稳问题和元博弈相关理论;梳理总结对手建模方法,归纳了对手建模前沿理论,并对其应用前景及面对的挑战进行分析。基于元博弈理论,构建了一个包括对手策略识别与生成、对手策略空间重构和对手利用共三个模块的通用对手建模框架。期望为多智能体博弈对抗对手建模方面的理论与方法研究提供有价值的参考。     

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。     

基于Agent的建模与控制策略在场景显示仿真中的应用

作战模拟系统场景显示仿真的关键是实体的建模和行为控制，本文提出了基于Agent的建模与控制策略。采用改进的反应主体作为实体Agent的基本结构，提出了实体的动物模型的描述方法，在此基础上实现了分布式行为控制策略，最后，最给出了一个实例。     

基于X语言的起飞场景民机协同设计与仿真一体化方法

针对大型复杂产品,传统基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)方法存在系统设计和仿真验证的多语言、多平台集成实现,难以保证高效、准确地反馈系统设计的缺陷,无法达到快速优化设计目的等问题,提出采用基于面向复杂系统支持MBSE的新一代一体化建模仿真语言—X语言实现面向起飞场景的民机跨域子系统的一体化建模仿真。从民机起飞过程需求分析出发,建立了起飞场景的系统级模型和物理级模型,并在X语言的建模仿真软件—XLab进行统一的建模仿真验证,给出了基于X语言面向复杂产品协同设计与仿真一体化方法,为不同领域的设计人员实现复杂产品设计的协同与优化提供了全新的理论与方法参考。     

虚拟样机技术的技术与方法体系研究

虚拟样机技术是以虚拟样机为核心、仿真为手段、各种CAx/DFx为工具的一种数字化设计方法和手段。提出一种虚拟样机技术的技术与方法体系,它包括虚拟样机、基于虚拟样机的仿真技术、针对虚拟样机的管理技术、各种实用工具的集成技术和人机界面技术。分别论述了各种技术和方法的主要内容,包括虚拟样机的定义、特性和建模方法,多领域、多学科仿真的类型、方法和基本特征,虚拟样机的管理技术,以及各种工具的总体集成框架和方法。     

Knowledge-Based Multifaceted Modeling Methodology for Open Complex Giant Systems

ＫｎｏｗｌｅｄｇｅＢａｓｅｄＭｕｌｔｉｆａｃｅｔｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒＯｐｅｎＣｏｍｐｌｅｘＧｉａｎｔＳｙｓｔｅｍｓＱｉｎＳｈｉｙｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵ...     

飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境的研究

飞行仿真模型库是飞行实时仿真系统研究的基础，仿真建模环境是为了让用户快速，方便地建立仿真所需的模型，并向外系统提供接口，从而使建模者和软件编制人员分开，本文论述了在飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境方面的研究，介绍一个自行开发的具有良好的继承性和可扩充性的飞行仿真建模的软件开发环境，在飞行仿真模型库和建模环境的基础上，探讨了虚拟样机技术在飞机优化设计中的应用。     

城市仿真中地形的快速构建方法

给出了一种基于MultiGenCreator的城市仿真中地形的快速构建方法,分析了虚拟城市中地形的特点,阐述了快速构建方法的原理,对方法实现过程中的纹理映射、模型优化等几个具体问题进行了分析并给出了解决办法,文章最后则给出了实验结果和进一步的研究方向。实践表明,该方法可以大大提高城市仿真中的建模速度,从而减少城市仿真产品的生产成本。