航天复杂产品智能化装配技术应用研究

针对航天复杂产品多品种、小批量的特点,提出了一种基于搬运机器人与柔性功能点的智能化装配生产模式,通过工位功能的柔性集成技术实现设备动态重用与装配工艺兼容。同时,以空气舵为应用验证对象,进行空气舵智能化装配技术研究。结果表明,通过工业机器人、柔性工装及末端执行器协作能够实现空气舵装配所需的复杂装配路径,基于视觉识别技术进行的精度补偿和装配结果确认能有效保证产品质量,为航天复杂产品装配生产提供了新型解决方案。

基于知识图谱和犹豫模糊理论的复杂产品设计知识检索系统

针对复杂产品设计知识检索系统的检索精度低、人员使用要求高、匹配知识粒度大等问题,本文开发了一种基于知识图谱(KG)和模糊相似度的设计知识检索系统。结合设计知识需求及历史设计数据,开发知识表示模型以建立设计知识网络;基于知识图谱的三元组存储形式,构建设计知识检索框架;设计基于犹豫模糊理论的句子检索算法,从词和句子层面融合句子的特征属性,并给出不同属性的隶属度计算公式,对比验证了该算法的平均准确率优于其他相关算法。在上述方法和技术的基础上,以柴油发动机设计知识为例开发设计知识检索系统,通过两类设计知识检索实例,验证了所开发系统的有效性和实用性。

智能工业系统智慧云设计技术

当前,全球新一轮科技革命与产业变革正在给世界范围内的工业带来颠覆性影响,特别是新一代人工智能技术的快速发展,正在大力推动着人—赛博—物理融合的智能工业系统的发展,从而带来了工业的再革命。在此背景下,为有效推动智能工业系统实施落地,以数据驱动为基础,创新发展了一种智能工业系统的智慧云设计技术,提出了智能工业系统持续演化运行模式、智能算法统一描述框架,以及基于虚实融合的智能算法模型训练及迁移方法,并针对产线机械臂叉取物品运动控制的具体案例开展应用验证研究。实验结果从性能和效率两个方面验证了智慧云设计方法的有效性。智慧云设计方法的提出为智能工业系统的具体实施提供了具体架构及实施思路。

基于本体的复杂产品维修工程案例知识表示及重用方法

复杂产品是国民经济的基础,针对复杂产品维修阶段知识表示困难、重用效果不佳等问题,提出了复杂产品维修工程案例知识的表示及重用方法。首先,基于对复杂产品维修领域知识类型及应用情境的分析,设计了复杂产品维修工程案例知识体系结构,构建了复杂产品维修工程案例四层本体模型,实现了对维修阶段陈述性知识与过程性知识的独立表示。其次,构建了复杂产品维修工程案例知识重用模型,基于案例相似度与适应度匹配出适用于解决维修问题的历史案例,实现维修知识的有效重用。最后,以动车组的维修过程为例验证了所提方法的有效性,可为复杂产品全生命周期工程案例的知识重用提供参考和借鉴。

面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计

针对复杂产品建模与仿真系统侧重于解决异构模型联合仿真,无法实现仿真资源的按需共享、协同的问题,提出了一种面向复杂产品建模仿真系统的开放式云架构,实现跨组织仿真软件、硬件资源的按需共享、协同,从而支持复杂产品全系统、全生命周期随时随地、实时、连贯、透明地请求、访问和获得仿真服务。并使用对象过程方法论对系统的仿真互操作及仿真资源的按需共享、协同过程进行建模和推演。通过控制系统的研制应用范例,验证了面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计的有效性。

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。

面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术研究

当前我们正步入新时代、正面临新态势、正迈进新征程,人类社会国民经济、国计民生和国家安全等各领域系统的模式、技术和业态正在向数字化、网络化、云化、智能化的“智慧物联网”新模式、新技术和新业态发生重大变革。智慧物联网的发展迫切需要面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术,使智慧物联网能具备在线、持续的分析、认知、学习、决策、运行与优化的能力。简要概述了智慧物联网,在分析嵌入式仿真技术相关工作的基础上,提出了面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术的内涵、特征与应用模式,系统阐述了新型嵌入式仿真系统的体系架构、技术体系和九大关键技术,简要介绍了新型嵌入式仿真系统在智能制造、智慧城市和军事智能方面的应用范例。对所取得的成果进行总结并提出新型嵌入式仿真技术的发展建议。

基于强化学习的柔性作业车间动态调度算法研究

随着制造模式往多品种、小批量的转变,车间生产过程变得复杂多变,传统的依赖于人工和静态式的调度方法已经无法适应实际的车间环境。为此,设计一种基于马尔可夫决策过程的柔性作业车间调度模型。以车间环境作为状态空间,以设备选择作为动作空间,以最小化完工时间作为调度目标,将柔性作业车间调度视为序列化决策问题,使用一种基于策略梯度下降的深度学习方法训练该模型,在仿真环境中对该算法进行验证。结果表明:本算法降低了总完工时间,均衡了机器负载,提高了生产效率和调度智能性。

科技资源集成方法和商业模式研究

将科技资源集成方法归纳为科技资源信息集成、组织集成、成套集成、模块集成、融合集成、能力集成等6种方法.采用科技资源集成方法将分散的、相关的、相似的科技资源集成为一体,以提高科技资源共享效率,促进产品创新和提高企业竞争力.认为:科技资源信息集成是最基本的集成模式;科技资源成套集成和模块集成分别是利用科技资源相关性和相似性的优化集成;融合集成是将各种资源有机集成,通过先优化后集成,最终形成科技资源能力,提供服务,提高科技资源共享的水平和应用能力.研究表明:科技资源集成共享要有利于参与各方;各方的利益需要保证公平;整个过程需要透明、可评价;所集成各方的科技资源和利益需要保护.总之,科技资源集成需要新一代信息技术和创新制度的支持.

从计算机集成制造到“工业4.0”

首先,简要概括了现代制造模式产生的背景;回顾了现代制造模式的演变历程,以及制造业信息化发展进程;给出了对"工业4.0"的粗浅认识,以及中国航天科工集团公司的研究与应用进展。最后得出结论:"工业4.0"是在云计算、物联网/务联网、人工智能及大数据等信息通信技术快速发展推动下产生的,是继计算机集成制造、并行工程和敏捷制造之后一种新的智能制造模式。

分离螺母冲击环境数值仿真研究

针对火工分离螺母分离过程的动力学响应预测问题,采用数值方法研究了分离螺母火工分离过程。建立了分螺母结构有限元模型并对接触关系进行了设置,采用JWL方程模拟炸药的初始压强,采用拉格朗日-欧拉耦合采用一般耦合法进行耦合分析,基于Dytran采用显式动力学分析方法对分离螺母的分离过程进行了数值仿真,对不同观测点的加速度响应进行了冲击响应谱分析。结果表明,数值仿真方法能够有效模拟分离螺母的分离过程,由于结构阻尼作用远点响应小于近点冲击响应,变参分析表明火药量对结构冲击响应有重要影响,结构外壳材料对冲击响应影响有限。

产品协同设计中异构模型数据融合的有效策略

针对复杂产品设计中,不同设计工具产生的模型数据之间的融合问题,提出了一种工具间端到端的异构模型数据融合策略。利用数据库管理动态特性,通过模型信息共享,实现异构模型数据之间的融合。在OpenMBEE系统集成环境中,通过建模工具CREO二次开发,利用所提策略获取全生命周期设计中的动态模型属性信息,通过3D模型编辑及重用功能测试,验证了所提策略的有效性。利用自动获取可视化模型属性信息的智能算法,设计一种基于Transformer模型与双向长短期记忆(Bi-LSTM)模型相结合的模型属性智能提取算法,利用神经网络的多层感知特性,通过对模型中属性文本信息进行深度学习、特征分析,实现了对异构数据属性信息的自动提取功能。利用CAMEO建模工具设计的需求分析模型构建模型数据集,验证了智能模型信息自动提取功能的有效性。

云端工具集成和管理方法研究

针对航天、航空、兵器、船舶等领域利用专业工具开展复杂产品研制的应用需求,迫切需要通过工具服务化的方式,进行云端工具的集中管理,工具的跨专业共享,解决传统型号研制过程中,工具版本不统一、跨专业资源壁垒、工具掌握门槛高等问题。通过研究跨专业、不同版本自研工具的集成及调用方法,和工具服务器的运行控制、权限管理等方法,以Matlab开发的本地工具为例打通云化技术流程和方法,建立自研工具服务化云平台,实现军工领域复杂产品研制过程中专业工具的管理集中化、版本统一化、利用最大化。

基于多模型的捷联红外导引头隔离度在线补偿方法

以捷联红外导引头的工程应用为研究背景,针对刻度尺误差带来的隔离度问题,提出一种基于多模型(multiple model,MM)的隔离度在线补偿方法。建立了捷联红外导引头隔离度模型,分析了隔离度对导弹制导系统稳定性和制导精度的影响;对刻度尺误差进行离散建模,采用基于MM的滤波算法,实时更新每个模型与真实值匹配的条件概率,得到刻度尺误差的估计值,最后将当前时刻的刻度尺误差估计值代入到制导回路进行在线补偿。研究结果表明,捷联导引头隔离度的存在会削弱制导系统稳定性、降低制导精度,特别在寄生回路正反馈时影响更为严重;所提出的基于MM的隔离度在线补偿方法可较好地实时估计出作用于系统的刻度尺误差,并有效实现了对刻度尺误差引起的隔离度的在线抑制,具有较好的鲁棒性和自适应性,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的。

“互联网+”条件下制造业协作关系优化升级

互联网条件下的制造业协作关系是复杂网络系统.为了充分把握它的内在规律,指导我国制造业与互联网融合发展实现转型升级,本文研究提出"互联网+"条件下制造业协作关系优化升级模型——基于控制理论框架的闭环反馈控制模型,设计基于复杂社会网络理论的分析评估指标体系,并基于大型制造业互联网协作平台实际运行的微观数据进行实证分析.结果表明,"互联网+"有助于显著改善制造业协作关系的质量,提升整体的协作和创新绩效.