浙江省块状经济区域网络化制造系统研究

在介绍浙江省块状经济现状的基础上,结合项目的调研,分析了制约目前浙江省块状经济发展的主要原因,提出了由用户层、应用服务层、系统服务层和系统基础层组成的区域网络化制造系统的总体体系结构,探讨了区域网络化制造系统的实施模式和商业摸索。

制造与服务融合的内涵、理论与关键技术体系

在分析制造与服务融合的国内外研究现状的基础上,给出了面向服务的制造、现代制造服务和广义产品的概念。分析了制造与服务的融合内涵,给出了制造与服务融合的技术支持框架,明确了生产性服务、产品服务系统和面向服务的制造之间的业务和技术关系。分别探讨了制造服务与面向服务的制造的若干关键理论,提出了制造与服务融合的关键技术体系,包括设计开发技术、制造技术、再制造的质量检测技术和服务技术等。

基于齐次坐标变换的制造误差建模研究

为了在产品公差设计时考虑制造几何变动,将CAD模型中零件模型及其特征用点集形式表示.采用机器人运动学中的齐次坐标变换来描述工艺系统各组成部分的空间位姿关系,建立了工艺系统各组件的几何误差累积模型.将制造过程看作是刀具轨迹形成的点集更新被加工零件点集的过程,加工后零件点集组成了新的齐次坐标矩阵,该矩阵包含了零件的制造几何变动信息.采用Monte-Carlo仿真研究了特征面制造几何变动,实现了基于CAD环境的制造过程模拟和制造误差传递分析,从而可在公差设计阶段就考虑制造几何变动,实现了公差并行设计.

制造网格——网格技术在制造业中的应用

网格技术的发展 ,将对制造业产生深刻的影响 ,将出现一种新的制造模式———制造网格。分析和总结了制造网格的应用情况 ,讨论了制造网格的关键技术。结果表明 ,网格技术有利于提高我国制造企业的产品研发和设计能力、资源共享能力、协同工作能力、管理能力 ,并能降低信息化的风险。

基于图论的可重构制造系统重构策略

可重构制造系统(RMS)是针对零件族设计的既具有定制的柔性,又具有高生产率的制造系统。RMS通过重构来适应市场需求的变化。RMS的设计目标是基于重构条件下寻求制造系统在全生产周期内的系统成本最优。首先建立RMS的各生产周期成本模型、重构成本模型与全生产周期成本模型,构建RMS在各生产周期的组态有向图,利用Dijkstra算法与双向扫视算法求得RMS在各生产周期的最优成本组态与K-1个次优成本组态。根据所求得各生产周期的最优成本组态与K-1个次优成本组态,重构成本模型与全生产周期成本模型,计算上下生产周期各组态间的重构成本,并构建RMS全生产周期的重构策略有向图,再次利用Dijkstra算法与双向扫视算法求得 RMS全生产周期的最优重构策略与K-1个次优重构策略。最后用实例验证了方法的有效性与可行性。

云制造环境下支持演化的制造云服务元建模

针对制造云服务运行环境的高度动态开放性,在分析了制造云服务建模需求的基础上,提出了支持演化的云服务元建模框架,着重研究了框架的语义表示层中的云服务元模型架构。在云服务元元模型层,给出了云服务元元模型的形式化定义及云服务的概念模型。在云服务元模型层,阐述了云服务业务主对象、业务元对象和业务元数据的模型结构及演化操作对象、演化日志对象的模型结构。在云服务模型层,基于Web本体描述语言建立了云服务本体。在此基础上,提出了云服务的演化过程模型。开发了一个面向模具行业的制造云服务管理平台原型,通过实际案例验证了该云服务建模方法的可行性和有效性。

基于云模型蚁群优化的制造服务调度策略

为快速响应制造企业用户在线使用制造服务,建立了制造服务调度模型,采用制造服务调度器产生服务的分配方案,通过接口进行制造服务选择,完成对用户服务申请的响应。提出基于服务质量的制造服务选择模型,该模型利用服务质量参数的约束,保证了制造服务申请的响应质量。结合云模型和蚁群算法对制造服务调度问题制定求解策略,利用云模型有效限制了蚁群算法陷入局部最优解。通过30个服务申请10个接口调度的算例分析,表明了该策略的可行性,且云模型蚁群优化取得了较模拟退火算法更好的优化结果。

面向U-制造的车间物流实时数据语义分析

针对U-制造环境下"数据有余、信息不足"的典型问题,研究了从车间物流实时数据中有效提取信息的语义分析原理。采用射频识别技术采集工艺路线物流实时数据;通过复杂事件处理方法将简单事件(即射频识别读事件)聚合为6种常见的物流复杂事件;构建物流进度矩阵完整地记录不同时刻复杂事件的发生,以矩阵的秩和元素作为主要参数反映和描述单批次生产任务的执行进度。给出了所提原理的运行模式,开发了对应的原型系统。通过某汽车电机制造商的应用案例验证了所提原理的可行性。

制造云服务的按需供应模式及其关键技术

针对云制造环境下制造云服务的特点,在分析制造云服务按需供应相关研究存在的一些不足的基础上,提出制造云服务按需供应模式的架构,基于提出的客户需求分离点将云服务按需供应模式分为按需求提供、按需求组合、按需求设计和按需求研发四类子模式。从整个供应流程的角度分析了云服务按需供应模式的过程模型,建立了按需供应模式涉及的主要关键技术的技术体系。着重研究了多维度的云服务检索与匹配、人机交互式的云服务组合两个基本关键技术。开发了一个面向模具行业的云服务按需供应中心,通过实际案例验证了该云服务按需供应方法的可行性和有效性。

基于蚁群算法的网络化制造资源服务链构建

为解决网络化制造跨企业资源服务链的构建问题,提出了基于时间最短、成本最低和时间成本综合最优的网络化制造资源服务链构建的数学模型,并设计了求解该模型的改进蚁群算法。改进后的蚁群算法通过引入自适应调整信息残留度和时变启发因子,提高了收敛速度和全局搜索能力。通过构造一个仿真网络化资源服务链算例,并根据数学模型,用改进的蚁群算法构建了分别基于时间最短、成本最低和时间成本综合最优的网络化制造资源服务组合。

制造业信息化技术的发展趋势

讨论了制造业信息化技术的发展趋势 ,指出集成制造技术、绿色制造技术、智能制造技术、网络化制造技术和大批量定制造技术等将对 2 1世纪初期的制造业产生重大的影响 ,介绍了集成制造技术、绿色制造技术、智能造制技术、网络化制造技术和大批量定制技术的主要内容。

离散制造业射频识别技术导入的多层决策模型

为提高中小离散制造企业射频识别技术(RFID)导入的效率和成功率,提出了一种关键成功因素/能力成熟度/技术接受度(CSF/CMM/TAM)为核心的多层次模型.分析了RFID导入障碍,比较了RFID与其他企业信息系统之间的区别,研究了针对RFID导入的关键成功因素、能力成熟度模型和技术接受模型.在此基础上构建了由业务层、应用层、管理层、因素层、能力层、用户层、方法层、实施层、集成层和目标层组成的多层次RFID导入模型,并用形式化语言描述了其作用机理.为简化计算,开发了RFID导入辅助分析平台.某服装制造企业的实际应用表明,该模型能满足中小离散制造企业导入RFID的要求.

面向制造环境的稳健公差设计方法

提出一种基于制造环境的稳健公差设计方法 ,使得在公差设计中能考虑实际加工环境即各种加工方法的工序能力 ,从而保证在获得最优稳健公差的同时选择合适的加工方法 ,以保证设计公差的可制造性和稳健性 。

微制造数控系统的实时有限状态机建模研究

为提高传统有限状态机(FSM)分析微制造数控系统(NCS)实时性特征的能力,提出了一种实时有限状态机(RTFSM)模型.该模型对传统FSM概念进行扩展,通过增加时间属性来描述状态行为的执行时间以及状态间切换所需的时间耗费.考虑到对复杂NCS控制流程进行设计、分析计算量较大,引入图论中的时间约束网络理论,采用经过修正的Floyd算法对模型中各个状态行为开始和结束时间的取值范围进行分析计算,从而实现控制流程的可调度性判定.实例研究表明,实时有限状态机可有效地建立微制造NCS控制流程模型,并降低对控制流程进行可调度性分析的复杂度,适用于NCS实时性研究.

制造／再制造模式下的产品-精度建模研究

分析了制造/再制造模式下的产品精度信息特点,将公差项目分成互参考公差和自参考公差2大类,以TTRS为理论基础,在产品模型中增加了公差信息描述;研究了功能失效与精度散失的关系,分析了再制造零件-精度模型的建立过程,提出了制造/再制造模式下产品-精度建模过程;采用该建模方法对发动机活塞和汽缸内壁组成的圆柱副进行了实例研究,给出了该圆柱副的产品-公差模型,并将仿真分析获取的圆柱副精度散失信息添加到产品-公差模型中,形成制造/再制造模式下的发动机汽缸运动副产品-精度模型;该建模方法能够为产品制造/再制造提供所需的各种信息,并能方便地在CAX系统中实现.

微制造隔振平台振动的模糊广义预测控制

采用主动隔振与被动隔振相结合的技术,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台6自由度隔振系统及其结构模型。提出一种改进的自适应广义预测控制算法,并与模糊控制结合起来,应用于微制造平台的振动控制中,实现广义预测控制与模糊控制的优势互补。计算机仿真与试验结果表明,所设计的微制造平台模糊广义预测控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力和时域性能,可在非常宽的频率范围内将由干扰所引起的微制造平台的振动在被动隔振的基础上减少80%左右,效果显著。

制造企业资源规划实施能力的评测方法

为了提高企业资源规划(ERP)实施的成功率和效率,提出了一种制造企业资源规划实施能力的评测方法.通过解耦分析建立了ERP分步实施模型,依据平衡记分法构建了ERP实施能力评测指标体系,运用层次分析-模糊综合评价方法实现了体系的实施能力评测.给出了ERP实施能力与ERP分步实施模型的对应关系,对照企业的评测结果找出差距,确定影响ERP实施的瓶颈因素,进而分析原因和提出针对性的改进措施.

面向离散制造的订单跟踪管理系统研究

针对面向订单生产环境,由于信息分散、断层而出现的订单执行过程不透明会出现不能按时交货等现象,提出了基于关键节点跟踪的订单执行过程分析和建模方法。结合业务过程功能划分,建立起多层次架构的订单跟踪体系,确定订单跟踪的策略,形成订单执行进度的多种评价指标。最后,实现了面向离散制造的订单跟踪系统,系统在汽车电机企业应用的结果表明,企业的按时交付能力和质量控制能力得到了明显的提高。

大批量定制环境下面向订单设计产品的制造成本估算方法研究

如何估算面向订单设计产品的制造成本,是企业向客户提供和合理报价的前提。为此,提出了基于成本模型的成本估算方法,将客户需求与零件材料、制造工艺间的逻辑关系表示为成本模型,然后根据客户需求参数在成本模型的控制下进行新零件的成本估算。提出了基于特征-零件-部件层次上的成本估算方法。实践证明,该方法可以迅速地获得较为准确的零件制造成本。

智慧制造企业——未来工厂的模式

智慧制造企业是一个由不同企业间相互组成网络,包括智慧的创新网络、智慧的制造网络和智慧的管理网络,是建立在"云计算"(更确切的是"云制造")基础上的,其物理基础是互联网、无线网和物联网,具有更透彻的感知、更广泛的互联互通、更深入的智能化的特征。