基于仿真的虚拟产品设计若干关键要素研究

虚拟产品设计需要从管理、方法论、实现技术和数学工具层面同时展开研究。分析了基于仿真的虚拟产品设计应该实现的核心功能,提出“三核心四层次”的虚拟产品设计框架。总结了框架中建模技术、仿真技术、优化技术和集成技术等关键要素面临的挑战,并给出了对应的研究方法和目前取得的初步研究成果,主要包括:全息产品建模方法;基于仿真试验的统计回归与优化技术和稳健优化决策技术。最后指出了进一步研究的方向。

基于仿真的虚拟设计中的统计回归与优化研究

将统计回归技术和试验设计作为一种方法学引入虚拟设计过程,系统地总结了试验设计策略和统计回归模型的选择原则;基于复合材料结构数值分析过程,从模型精度、模型优化效率及模型透明度对试验设计策略和统计回归模型进行了研究和对比;最后,提出了全局近似和优化精度面向不同目标的启发式采样策略的改进方法。初步实践表明,该方法可优化基于仿真的虚拟设计,揭示了仿真规律,实现了仿真和优化算法的快速集成。

虚拟产品制造规划中仿真优化技术的研究与应用

论述了制造系统的仿真与优化技术在规划中所起的巨大作用 ,提出了将工艺计划和生产计划的集成规划置于制造系统仿真的多级优化环境框架 ,并对仿真优化的目标进行层次分类 ,最后通过生产线系统设计实例 ,验证了本文的部分核心思想 ,为工程师进行产品制造规划提供了有力的前瞻性预测工具。

虚拟产品开发及其仿真模型的研究与应用

首先总结了虚拟产品开发的定义、特点和关键技术 ,分析了虚拟产品开发对仿真模型的要求 ,在研究仿真定义和分类的基础上 ,建立具有统一结构的驾驭仿真模型框架 ,并给出了该框架的信息组织和逻辑结构 ,讨论了驾驭控制的实现策略 ,最后通过复合材料结构虚拟设计的实施进行了验证。

虚拟制造系统的体系结构研究

介绍了虚拟制造概念，从通用与专用两个角度比较现有的虚拟制造系统的体系结构，在此基础上，结合以往对制造系统领域研究成果的积累，进行较为系统完整的、合理的虚拟制造系统体系结构设计的初探，并讨论该体系的实现特性。

面向状态的车间控制策略研究

当前的生产计划和控制系统较好地解决了企业中期的物料需求计划与能力需求计划问题，而车间以下层次的生产作业计划与控制是其薄弱环节。这里通过对现代车间生产活动控制的功能、目标和现代车间制造系统基本特征的考察、分析，揭示了现代车间控制的根本矛盾，提出了面向状态的车间控制策略和方法并进行了应用研究。

用遗传算法优化制造设备的预防性维修周期模型

建立了预防性维修周期间故障率的递推关系式,给出了有限时间区间的设备预防性维修策略的非线性优化模型。该模型综合考虑了维修成本、预防性维修成本和生产损失成本,克服了无限时间区间稳态分析操作性差的缺点.并以故障分布形式为威布尔分布的设备为例,用遗传算法进行优化。计算结果显示,遗传算法能以极快的收敛速度达到全局最优,具有较高的计算效率。模型可为维修计划的制定和现场的作业调度提供决策支持和信息支持。

状态控制模型及其在数控加工车间中的应用

通过对现代车间生产活动控制的功能、目标和现代车间制造系统基本特征的考察、分析，揭示了现代车间控制的根本矛盾，提出了面向状态的车间控制策略和方法，针对数控加工车间设计了面向状态的控制模型并进行了应用研究。

基于MATLAB的风镐气室压力信号的计算机仿真

本文对风镐气室压力信号进行了计算机仿真 ,并对活塞的运动规律进行了仿真分析。仿真结果与风镐正常工作的各项性能要求相一致 ,说明运用仿真的方法研究气室的压力信号变化规律是一种可行的方法。

基于MATLAB的气动凿岩设备气室压力信号的计算机仿真

对风镐气室压力信号进行了计算机仿真 ,并对活塞的运动规律进行了仿真分析。仿真结果与风镐正常工作的各项性能要求一致 。

基于标准作业时间和仿真的装配线规划

在分析装配线规划内容的基础之上，提出了基于标准作业时间及系统仿真的装配线规划方法并开发了相应的原型系统。通过建立装配操作树、定义装配操作约束，规划合理平衡的装配工位，同时生成装配作业表。以此作业表为输入，建立装配线的仿真模型，为装配线系统布置中物流参数等优化提供环境。通过这些工作，为企业制定工时定额合理的装配线、提高自主规划生产系统的能力提供途径。

生产系统的集成规划及案例分析

在分析以往制造系统设计存在不足的基础之上，论述面向生产工程的虚拟制造内涵，提出了虚拟制造环境下大批量生产的制造系统集成规划的解决方案，它包括系统布局规划、仿真规划和虚拟漫游规划３个阶段，各个阶段解决系统规划的不同优化问题，并以来自企业的应用案例进行分析，为企业设计优化的生产系统，减少投资风险。