基于VPN的网络化协同设计研究及应用

基于VPN的网络化协同设计为在不同的企业间进行的复杂工业产品设计、制造提供了集成的建模和仿真环境．研究中，以复杂工业产品为代表的铁路机车车辆的开发设计为应用对象，将VPN技术合理地应用于网络化协同设计中去，以达到资源的共享和调配．具体实践表明，该平台能有效地支持产品的研发，具有良好的适用性．     

复杂产品协同设计、仿真、优化一体化平台

复杂产品制造业是国民经济和国家安全的重要基础,它的竞争将直接关系到国力的兴衰。虽然支持复杂产品设计的计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助优化等等工具已经得到了广泛应用,而且也取得了了明显的效果,但是,设计、仿真和优化工具都是独立地支持复杂产品设计,缺乏协同设计、协同仿真和协同优化的深入应用,尤其是三者之间的协同集成。现有产品数据管理系统在文档管理、产品结构管理、变更管理、工作流程管理等方面提供了很好的支持,但是,对于复杂产品协同设计、协同仿真、协同优化及其集成的支持还不足。因此,本文针对复杂产品设计的特点,从协同集成角度出发,提出了复杂产品“协同设计、协同仿真、协同优化”一体化平台,对提升复杂产品自主研发能力、加快研发速度、提高设计质量具有重大意义。     

基于Modelica多领域物理系统云仿真的研究

为解决难以实现模型库及数据资源的一致性与共享存储、未能实现建模与求解的功能划分以及多领域仿真优化问题求解效率低的问题,引入了云计算理念和方法,建立了多领域物理系统的云端模型及仿真平台,阐述了该平台的基本求解过程,这样可以实现系统中模型资源、计算资源和数据资源的安全共享、优化及重用,并对系统的可行性作出了分析．     

基于实况-虚拟-构造分布式仿真中间件架构及其可靠性问题

为解决“实况-虚拟-构造”（Live-Virtual-Constructive,LVC）仿真目前存在的顶层设计规划多、实际应用研究不足等问题,本文在充分考虑LVC分布式仿真特性的基础上开展了以下几个方面的研究：包括设计面向模拟训练的分布式仿真系统架构,构建系统运行流程,开展分布式仿真中间件、分布式仿真可靠性保证技术、分布式仿真多领域多尺度融合建模与协同计算技术等关键问题研究、设计了分布式仿真系统共识算法,最终实现了系统异构资源互联、互通、互操作等功能。本文通过真实的仿真算例验证了该系统的体系架构、运行流程及其关键技术的准确性及有效性。本文所设计的系统有望对未来训练仿真系统建设与发展产生较高的参考价值。     

基于多域集成映射的飞机部件及其夹具模型

面向装配信息数据表达与飞机零部件装配夹具协同设计问题,阐述了飞机装配对象及其夹具多域集成建模过程,该建模过程给出了多域集成模型的知识框架.其次,定义各领域信息构成,全面系统地描述了装配工艺规划的所有数据.提出了装配对象与装配夹具之间互映射机理,详细阐述了互映射过程中所需的4个关键知识点.最后以翼尖小翼为实例,证明建模方法的可行性与有效性,使夹具设计更加系统化,提高了飞机结构、装配工艺规划和工装设计的协同设计效率和响应速度.     

协同产品开发的按需服务模式及平台

根据广大中小企业对协同产品开发的迫切需求,提出了一种基于网络的协同产品开发按需服务模式,建立了按需服务的总体框架．基于所提出的服务框架和方案,开发了一个网络化协同产品开发服务平台,分析了平台的功能结构、服务流程及主要实现技术,并给出了一个具体的应用实例．应用表明,所提出的按需服务模式可以为中小企业的协同产品开发提供良好的支持,并为协同产品开发技术的创新、开发成本的降低、开发周期的缩短起到重要的作用．     

基于bond-graphs的机电系统建模和仿真

研究了多领域机电系统的键合图建模方法,在此基础上采用20-sim软件包对直流电机伺服系统进行建模和仿真,设计了LQG控制器。建模和仿真过程表明,键合图法建模简练、实用,是一种理想的多领域机电系统图形建模方法,其参数与物理组件直接相关,可广泛应用于多领域机电系统的建模和仿真。     

基于联邦式本体的HLA仿真建模

针对当前高层体系结构(high level architecture,HLA)难以保证复杂产品协同仿真过程中数据与语义一致性的问题,该文提出了一种基于联邦的本体组织方法,给出了联邦式本体的概念。联邦式本体以HLA发布和订购的方式完成分布式概念匹配与保存,实现多领域模型的语义一致,既保证了领域本体独立性,又保证了模型间的互理解性。该文研究实现了基于联邦式本体自动构建仿真任务HLA对象模型的方法,能根据仿真任务联邦概念模型,自动完成对象模型的创建、部署,提升了领域仿真模型的可重用性,并提高了HLA联邦的开发效率。     

产 |品 |设 |计 |过 |程 |管 |理 |模 |型

协同产品设计开发环境是多变的,为了对产品设计开发过程实行管理,并以设计过程为线索将各种资源动态组织起来,实现设计过程的优化,分析了现代产品设计过程的特征,给出了实现过程管理模型的要求,提出了多视图过程管理模型。研究结果表明,该模型描述了相关元素和信息流之间的约束关系,可支持产品开发的功能、行为、组织以及信息视图。     

分布式工作流过程建模的实现方法

通过对分布式工作流定义的叙述,针对合作产品开发过程中建模和执行服务的基础进行分析,提出了分布式工作流建模的实现方法以及几种有效的模型。并且在工作流管理联盟给出的业务过程之间的交互模型基础上,分析各子过程之间的交互特点,研究了以WEB服务方式实现工作流执行服务之间的交互模型的实现方法。     

风力发电系统的建模和仿真

概述了风力发电系统的建模和仿真方法,分析比较了它们的优缺点;介绍了多领域统一建模新方法,此方法为风电系统的性能仿真提供了有效工具,基于Modelica的工具软件,可以为风电系统的性能仿真提供统一的工具,让不同领域的仿真分析基于统一的模型,实现不同领域模型的无缝集成。     

基于EOPN的晶圆制造系统实时调度仿真平台

针对半导体晶圆制造系统(SWFS)的组织构成、加工过程和生产模式的典型特点,以拓展型面向对象Petri网(EOPN)为工具对该复杂系统建立了模型,在准确描述晶圆制造过程的基础上采用面向对象技术设计并开发了一套SWFS实时调度仿真平台.该平台不仅能够真实再现半导体晶圆的反复重入型加工过程,而且能够集成多种实时调度与派工控制算法,以准确高效的仿真计算进行算法测试和相应系统绩效的评价与预测.SWFS实时调度仿真平台的开发成功对SWFS的建模、调度和控制等相关研究起到积极的支持作用.     

建筑能耗软件协同开发及可靠性技术方法

建筑全性能模拟软件具有功能模块繁多、模块结构各异、独立性强等特征,面对其软件开发的多团队协同、多模块集成、可靠准确验证等需求,本文提出了建筑能耗模拟软件协同开发管理体系,采用GitLab平台进行代码管理、及其协同开发与集成,同时给出了软件可靠性在线检测工具,以及ASHRAE-140标准的软件准确性检验方法,建立了一套多家协同、科学可靠、准确高效的协同开发管理体系,实现了建筑全性能仿真平台内核的开发研制。     

基于网络演算的复杂产品系统供应商风险度量

复杂产品系统研制过程中供应商之间协同设计制造复杂性高,风险通过供应商间的协作关系相互作用和传导。面向复杂产品系统,构建供应商层次网络,考虑供应商风险累积与风险应对及时性的交互影响,通过引入通信领域网络演算理论,基于积压和时延性能指标刻画风险的特征,将不确定的供应商风险量化问题转化为最坏边界求值问题,实现风险的确界度量。以航空复杂产品系统为例对模型进行验证,可以辨识供应商在协同研制过程中面临的重要风险,为复杂产品系统供应商风险管理提供参考依据。     

基于仿真的广义动态约束网络建模技术

提出了支持复杂产品并行协同设计的广义动态约束网（GDCN）的概念,并给出了GDCN的数学模型．对GDCN的建模技术进行分析后,提出了基于仿真分析和元模型技术的领域级约束建模的有效方法．最后以某型号V6发动机曲柄连杆机构的设计为例,说明了支持复杂产品并行协同设计的GDCN建模技术的准确性和有效性．     

复杂产品协同仿真中基于范畴论的语义本体集成

复杂产品协同仿真往往涉及不同学科的多个子系统。为提升协同仿真过程中的语义一致性,该文基于范畴理论,提出了一种形式化的、能集成多类异构领域本体的本体集成方法。在高层体系结构(high level architecture,HLA)的框架下,该方法重用已有的协同仿真领域本体,将领域本体作为本体范畴的对象,在多个领域本体的基础上创建一个语义统一的联邦本体。理论上证明了该方法形成的联邦本体是范畴论意义下的一个推出,通过该方法形成的联邦本体是各领域本体集成的最小集。建立了基于该方法的复杂产品协同仿真平台,结合具体实例验证了该方法创建的联邦本体能有效地集成各领域本体,实现参与复杂产品协同仿真的各成员间的互理解。     

Integration of chemical product development, process design and operation based on a kilo-plant

Presented in this paper is an integrated approach of computer-aided product development, process design and operation analysis based on a kilo-plant. The implemented kilo-plant, as a research platform to manufacture product in kilogram-scale, was designed especially for fine and specialty chemicals. The characteristics of product synthesis, process operation and product quality control are investigated coupled with computer-aided monitoring, online modeling, simulation and operation process optimization. In this way, chemical product discovery, process design and operation are integrated in a systematic approach, in the aim to respond to rapid changing marketplace demands to new products.     

复杂产品虚拟样机协同开发平台技术研究

简要介绍了虚拟样机技术及其应用现状,分析了对支持虚拟样机协同开发的应用系统的需求,提出了复杂产品虚拟样机协同开发平台的整体解决方案,给出了平台的体系结构和具体的功能组成,对下一步的研究内容进行了展望。     

智能水下机器人协同仿真框架研究

摘要： 针对水下机器人仿真的实际应用,引入协同仿真技术,提出了水下机器人协同仿真框架和配套的开发方法.阐述了该平台的体系结构和信息流程,对运动控制的协同仿真模型进行了说明,在建立的仿真系统中进行了远距离蔽障航行、目标探测与识别和管道跟踪半实物仿真实验.实验表明,协同仿真框架能够完成各种不同软件环境的异构仿真模型之间的协同工作,克服了单一模型难以精确描述非线性关系的问题,在一定程度上提高了仿真的可信度.     

基于JXTA的企业协同商务平台

协同电子商务因其内部和外部复杂的交互和协作需要有一个强大的网络平台作为支撑.通过对协同商务和JXTA的分析,提出了一种基于JXTA技术的协同电子商务应用平台模型;对模型进行设计和概念性分析,并对系统的一些关键实现和应用集成问题进行探讨.该平台结合了P2P与传统服务器模式的优点,在协同电子商务中有着良好的应用前景.