面向柔性作业车间生产调度的深度强化学习方法

针对多品种、小批量生产模式下柔性作业车间生产调度问题,以最小化订单总拖期时间为优化目标,提出一种基于组合规则和强化学习的智能调度方法。将柔性作业车间生产调度问题转换为马尔可夫决策过程,根据问题特点与优化目标,利用7种特征表征车间状态,设计6种组合式规则作为动作库,通过改进后的深度Q网络(DQN)算法对该问题进行求解。以航天结构件加工车间为案例,分别在5种不同规模大小的算例中,与其他常见的规则式方法进行对比,验证了所提方法缩短任务交付期的可行性和有效性。

基于复合规则和强化学习的混流装配线调度方法

针对混流装配线的平衡与排序问题,提出了一种基于复合规则和强化学习的智能调度方法。根据数学模型,设计了平衡规则库与排序规则库,提出了规则加权组合的近端策略优化(PPO)算法,并利用具有Actor-Critic训练流程和优先经验回放机制的强化学习过程,实现了复合规则权值参数的调控优化,生成了平衡与排序方案。所提方法与PPO+单一规则算法、复合规则和遗传算法的对比实验验证了所提方法的有效性。

基于数字孪生的航天制造车间生产管控方法

针对目前航天制造车间生产管控中存在的效率低、精细度差、动态响应能力不足等难题,研究了基于数字孪生的制造车间生产管控方法,设计了基于跨网段信息异步交互的航天数字孪生车间架构,提出了航天数字孪生车间的基本组成和虚实融合的制造车间分层管控模式,阐述了面向不同对象的制造智能(MI)和商业智能(BI)场景应用,为军工企业车间生产管控提供了可行的技术途径。

激光直接标识技术研究及其在航天产品研制中的应用

激光直接标识技术以其标识符号和标识对象一体化,且成本低、安全可靠等优点成为零件生产过程唯一标识的主要手段之一,通过激光直接标识技术的应用能够对航天产品研制过程中的制造信息进行全面追踪、集成、管理,为航天产品生产过程精细化管控和质量问题快速追溯提供一种有效手段。

基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用

基于模型定义技术使三维模型成为产品设计生产过程中的唯一依据,这一应用必然改变传统的生产模式。文章在基于模型定义技术的背景下,提出了飞机数字化装配工艺设计及应用模式,在该模式下,通过工艺方案设计和详细工艺设计,完成了三维装配指令的构建,从而为装配现场可视化提供了依据。

基于3DVIA Composer的三维装配作业指导书编制技术研究

随着数字化技术的发展,装配工艺三维化成为一种必然趋势。利用3DVIA Composer软件直接依据产品MBD数模,通过工艺图解编制和装配动画制作,能够方便、快捷地进行三维装配作业指导书的制作,并能够将三维工艺发布到装配现场指导车间工人完成产品装配。

航天大型薄壁结构件智能生产系统研究

以运载火箭箭体结构为生产对象,以智能化为手段,进行智能生产系统总体方案设计,明确支撑箭体结构生产系统实现生产过程智能化的关键要素,探索航天大型薄壁结构件智能制造生产模式和实现智能生产的可行途径,以提升产品质量和研制效率。

基于3DVIA Composer的三维装配作业指导书编制技术研究

随着数字化技术的发展,装配工艺三维化成为一种必然趋势。利用3DVIA Composer软件直接依据产品MBD数模,通过工艺图解编制和装配动画制作能够方便、快捷地进行三维装配作业指导书的制作,并能够将三维工艺发布到装配现场指导车间工人完成产品装配。

装配工艺设计在MPMLink中的实现

当前,数字化技术在航空航天企业发展迅速,三维数字化技术得到了广泛的应用.特别是基于模型定义(Model Based Definition,MBD)技术的推广应用,无纸化的思想成为一种趋势,贯穿于整个产品研制过程中.本文是在MBD技术下,对三维装配工艺设计在MPMLink中应用的一个探索.

基于数字孪生的航天产品自适应装调方法研究

针对航天精密复杂产品技术状态多变带来的装配调试效率和一次装配合格率偏低等问题,提出基于数字孪生的航天产品自适应装调方法。通过装配体关键特性分析、识别与测量快速构建装配体孪生模型,采用多传感器对产品装配状态进行实时测量和虚实同步,由孪生模型驱动进行可装配性仿真分析、装配路径动态规划与精准控制,在此基础上,搭建航天产品自适应装调原型系统,试验结果证明本方法在复杂产品装配过程闭环控制和高质高效装配中具有较强的可行性和推广价值。

基于MBD的三维工艺设计系统开发与实现

MBD技术解决了几何与非几何信息的集成表达问题,使三维设计MBD模型成为设计制造中的唯一依据,迫切需要解决与之相适应的三维工艺设计技术及设计系统,使MBD技术贯穿于产品设计制造的整个过程,真正实现三维设计制造技术。通过论述全三维工艺设计思想及其协同设计流程的基础上,提出了以设计MBD模型为依据的全三维工艺集成设计原理与方案,明确了工艺MBD模型成为所有工艺信息组织、表达的载体,以及工艺MBD模型与工序MBD模型的主从关系。同时,指出了工艺MBD模型驱动生成工序MBD模型技术是三维工艺设计系统成功的关键。在此基础上,提出了全三维工艺设计系统的功能模型及其核心信息模型,并开发实现了该系统,为全三维工艺设计系统提供了思路。

工序MBD模型的参数化驱动生成方法

针对当前工序MBD(Model Based Definition,基于模型的定义)模型生成中存在的问题,提出了一种基于参数化驱动的自动生成方法。首先分析了工艺MBD模型与工序MBD模型的相互关系。结合三维工艺设计系统与三维产品设计系统,详细阐述了参数化驱动生成工序MBD模型的操作流程;在此基础上,提出了按逆序方式驱动生成各道工序的工序MBD模型时对应驱动参数值的计算流程。同时,论述了三维工艺设计系统的功能框架及其信息模型。最后用实例证明工序MBD模型可以通过参数化驱动实现自动生成。

基于仿真优化的某航天产品装配线规划方法研究

航天产品的装配工艺复杂,具有典型的小批量、多品种特点,因此动态设置装配工位成为装配线规划的重要内容。本文以装配线平滑指数最小化为目标,以装配工艺、空间布局、路径等为约束条件,建立装配线工位数量优化模型。本文先对装配现场的不确定影响因素进行分析与建模,并提出基于仿真的优化方法,利用仿真模型模拟装配线运行状态,并通过遗传算法确定最优的工位数量,实现装配线的动态平衡,从而有效地提高装配线单元工位规划的精确度与效率。

MBD模式下机动时间自动计算的实现

针对机动时间计算中存在的问题,提出了一种MBD模式下的机动时间自动计算方法。阐述了MBD模式下三维工艺设计系统原理及包含工时计算的功能框架;将计算参数分成切削参数、结构几何参数与辅助几何参数三类,并分别阐述了这三类参数的来源;提出了零件加工工艺过程的工序、工步、加工尺寸三个层次划分,并阐述了以零件、工序、工步、加工工艺特征、加工尺寸、计算公式及算法为组织对象的三维工艺系统信息模型。同时,详细说明了余量相关与余量无关结构几何参数的获取方法及机加时间的计算原理。最后,在.Net平台上开发实现了该系统,实现了机动时间的自动计算。

基于数字孪生的离散制造车间可视化实时监控方法

针对离散制造车间实时监控困难、调控能力差、管理不透明等问题,采用面向对象的方法,提出一种基于数字孪生的离散制造车间可视化实时监控方法。首先,搭建了基于数字孪生的离散制造车间可视化实时监控方法体系架构,明确了其关键实现流程;然后,分别围绕4个关键技术:基于AutomationML与OPC UA的数据建模及传输方法、事件驱动的虚实映射方法、基于复杂事件处理的车间逻辑建模方法、信息可视化及推送,详细阐述了该可视化实时监控的实现方法。最后,以某航天产品机加车间为应用案例,结合实际生产过程和开发的原型系统,验证了该监控方法的有效性。

面向工序建模的特征MBD设计信息提取方法

为提供工序建模时所需的特征MBD(model based definition)设计信息,提出了面向工序建模的设计信息提取算法。以MBD模型为唯一依据,获取模型中的设计信息,搜寻设计信息的依附元素所在特征,依据其关联的特征将其分类为独立标注、关联标注与形状尺寸,最后以特征为单位输出相关的设计信息。试验表明,该方法能有效获取工序建模所需的特征MBD设计信息。

实时数据驱动的生产线状态监控与效能评估技术研究

数字化车间的建设是航天产品制造企业实现智能制造的关键环节,为了实现车间的自主决策和自组织生产,设备互联、自动感知、虚拟监控以及实时分析等技术已经在工业界得到了广泛的重视。结合我国航天领域首个数字化车间建设项目,利用虚拟现实(VR)技术与车间信息通信技术(ICT),研发车间现场实时数据的采集与管理、生产线效能评估建模、人机交互式三维/二维集成可视化等功能模块。通过与其他信息系统如MES等进行数据集成,构建基于实时数据驱动的生产线运行状态监控平台,实现透明化生产,提高生产运营管理水平。

基于在线调姿的航天器舱段自动对接系统设计

为解决中小型航天器舱段结构尺寸多样造成的自动化对接效率低、精度差等问题,提出了一种基于在线调姿的自动对接系统。该系统采用多自由度、可适应性调姿托架设计及多传感器数字化在线测量技术,通过调姿运动学分析,优化了航天器舱段对接流程,有效提高了航天器舱段对接的精度和效率。搭建了一台航天器舱段装配原理样机,并进行舱段自动对接试验,结果表明:该系统能够实现舱段部件的快速、精准调姿和对接。