空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术.首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知−决策−执行”(Perception-decision-action,PDA)自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护(On-orbit servicing,assembly,and manufacturing,OSAM)控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考.

基于本体语义的制造网格构建机理研究

针对制造资源共享和协同制造的困难,提出了基于本体语义的制造网格系统的构建思路。首先定义了制造网格服务模型,以及制造网格环境中资源封装和运行管理的基本单元——制造服务域;然后提出了基于本体语义的制造网格的体系结构及其关键问题;最后详细分析了制造网格服务响应流程中基于本体语义的服务发现、制造服务域的构造以及制造网格服务的完成等活动的执行过程。

基于项目的制造网格服务响应机制的研究

为了研究制造网格系统中的服务的生存态和生命周期,定义了制造网格服务和制造服务域,分析了制造服务域在制造网格环境中的三种生存态,提出了基于项目的制造网格服务响应流程,分析了响应过程中所需的基础设施建设条目,提出了以项目为基本运营模式的制造网格系统架构。以某模具的制造过程为实例对制造网格服务响应流程进行了应用说明。

面向产业联盟的云制造应用模式及关键技术研究

产业联盟是企业间互相协作和资源整合的一种重要模式,被广泛应用于特种设备行业.针对产业联盟的行业特点,提出了一种面向产业联盟的云制造(CMIA)应用模式,它基于领域思想规划和建模制造服务,通过为联盟企业提供共性制造服务和个性化制造服务,达到提升联盟企业整体制造水平的目标.给出了CMIA的概念和内涵,设计了CMIA框架结构,并着重研究了CMIA制造服务描述和制造服务建模技术,通过构建多粒度层次化制造服务提高了制造服务使用组合效率和智能化程度,基于领域驱动的制造服务建模技术能够较为全面地构建适合联盟企业需求的制造服务.最后给出了一个面向电梯产业联盟的云制造平台应用实例,验证了CMIA的可行性和有效性.

面向网络化制造服务的本体知识建模研究

针对目前网络化制造环境下,服务描述、发现过程中语义信息动态表达不足的问题,从Web服务的角度提出了一个基于本体的制造服务知识建模方法,并在此基础上构建制造本体模型,最后给出服务模糊匹配的评定方法。重点研究解决了制造服务过程中不同对象间的信息交流、数据交换和知识资源重用三个问题,有效地实现网络制造环境下资源共享与优化配置,为语义Web的网络协同制造服务平台的构建奠定了基础。

面向多学科设计的多域递归制造服务资源组建方法

针对云制造模式下云制造设计服务、云制造加工服务数量庞大,缺少高效的云制造虚拟服务资源组建管理方法,导致云制造虚拟服务资源缺乏有效管理和控制的问题,在综合考虑云制造虚拟服务资源特点的基础上,提出基于多域的云制造服务资源建模方法。通过云制造服务资源—行为—特征多域模型,建立基于多域递归的云制造虚拟服务资源组建方法,给出了相应的云制造虚拟服务资源谱库架构,为制造云中的终端用户提供了高效率、低成本和可重用的虚拟服务资源组建技术。实验结果分析表明,该方法能够有效提高云制造模式下满足云制造资源需求的虚拟服务资源组建效率性能,并验证了其在工程应用中的正确性与高效性。

基于全制造服务周期的智能工厂系统结构模型

为支撑工厂的制造智能化,需要建立有效的运营支撑系统。智能工厂的运营支撑系统应在保护既有遗存系统和制造资源的基础上,满足制造资源动态配置的需求及制造服务化需求,实现多系统间集成。基于从研发创新到产品运维的全制造服务生命周期迭代过程,构造智能工厂系统结构参考模型。模型从微服务架构出发,建立制造资源的分类树,并进行服务封装,构造微制造服务单元,通过改进的企业业务总线和集成开发环境,发布制造应用,实现智能工厂运营支撑系统。基于微服务的企业业务总线既保持对遗存系统的继承,也可弹性部署以支持不同规模的智能工厂。企业业务总线在智能工厂环境下的数据总线、知识总线、流程总线和安全总线子类,及多个服务域的部署通过案例予以阐明。

面向兵器装备企业的服务型制造网络及其关键技术研究

服务型制造作为21世纪的先进制造模式,其广阔的实践及应用前景备受学术界和企业的关注。本文在分析服务型制造理论相关理论研究成果的基础上,对服务型制造的概念、特征以及实施服务型制造对于兵器装备企业的价值进行了详细讨论,在此基础上,构建了兵器装备企业服务型制造网络总体框架模型,为兵器装备企业实施服务型制造模式提供参考。

网络化制造领域本体知识建模的研究

针对目前网络化制造环境下,服务描述、发现过程中语义信息动态表达不足的问题,从Web服务的角度提出了一个基于本体的制造领域知识建模方法,并在此基础上构建制造领域本体模型,最后给出应用实例。重点研究解决了制造服务过程中不同对象间的信息交流、数据交换和知识资源重用三个问题,有效地实现网络制造环境下资源共享与优化配置,为基于语义的网络协同制造服务平台的构建奠定了基础。

云制造系统用户认证和服务间协同高效可信安全技术

针对云制造系统不同安全域之间信任关系孤立导致的用户跨域访问重复进行身份认证和云服务跨域协同被拒绝的问题,设计了一种面向云制造系统的域间互信过程模型,提出了基于域间互信的用户认证和服务跨域协同高效可信安全优化技术,实现了用户可信身份跨域传递和云制造服务跨域协同,并在企业进行了应用验证,给出了所提方法与传统方式的对比分析。分析结果表明,提出的高效可信安全技术能够在提升云制造系统认证和服务跨域协同效率的同时不降低现有安全机制的防护强度。

元活动模型驱动的多领域制造资源粒层化服务封装与检索

多领域制造资源的聚合与服务封装直接关系到云制造服务的可检索性与易用性,是实现制造能力共享的关键。针对因缺乏关键资源信息或制造活动过程特征,以及服务特征属性不确定性大等导致云服务信息粒度过粗、查准率低的问题,构建了以人、机、料、法、环为核心要素的制造元活动模型以实现多领域资源颗粒的有效聚合,并基于商空间粒计算理论对资源簇的制造能力进行逐层封装,提出基于灰相似粗糙集的云制造服务粒层递归搜索算法以解决服务特征属性的不确定性问题,建立了一套元活动模型驱动的多领域制造资源粒层化服务封装与检索方法。通过某金属构件快速成形云服务的检索算例验证了所提方法的可行性。