基于信息物理融合的個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線

前言
第1章　緒論1
1.1　個(gè)性化定制是未來制造的趨勢1
1.2　制造系統(tǒng)及其演變3
1.3　信息物理融合系統(tǒng)概念5
1.4　信息物理融合生產(chǎn)系統(tǒng)是個(gè)性化定制智能生產(chǎn)的關(guān)鍵7
參考文獻(xiàn)9
第2章　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與運(yùn)行架構(gòu)12
2.1　引言12
2.2　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)需求14
2.2.1　生產(chǎn)線的功能驗(yàn)證14
2.2.2　生產(chǎn)線的性能仿真14
2.2.3　生產(chǎn)線的虛擬調(diào)試15
2.3　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的運(yùn)行需求16
2.4　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與運(yùn)行架構(gòu)17
2.4.1　相關(guān)架構(gòu)18
2.4.2　基于組件模型的個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與運(yùn)行架構(gòu)19
2.5　個(gè)性化禮盒生產(chǎn)線原型平臺(tái)實(shí)例20
2.5.1　UGBP的設(shè)計(jì)目標(biāo)20
2.5.2　UGBP的硬件分布及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成21
2.5.3　UGBP的產(chǎn)品工藝路線28
2.6　結(jié)論30
參考文獻(xiàn)30
第3章　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的信息物理融合組件32
3.1　引言32
3.2　組件的設(shè)計(jì)方法33
3.2.1　組件的定義33
3.2.2　組件的多粒度、多視角建模方法35
3.2.3　組件的通用信息定義37
3.3　基于 AutomationML 的組件建模38
3.3.1　產(chǎn)品、資源、工藝組件的多粒度設(shè)計(jì)38
3.3.2　產(chǎn)品、資源、工藝組件的多視角建模42
3.4　結(jié)論51
參考文獻(xiàn)51
第4章　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線形式化方法54
4.1　引言54
4.1.1　組件建模54
4.1.2　形式化驗(yàn)證55
4.2　智能生產(chǎn)線形式化建模架構(gòu)56
4.3　智能生產(chǎn)線形式化建模57
4.3.1　基于EFPD智能生產(chǎn)線PPR組件定義58
4.3.2　工藝組件的形式化定義60
4.3.3　產(chǎn)品組件的形式化定義61
4.3.4　資源組件的形式化定義62
4.3.5　組件交互語義的形式化定義62
4.3.6　基于有色Petri網(wǎng)的形式化模型轉(zhuǎn)換方法63
4.4　組件形式化建模與仿真實(shí)例65
4.4.1　組件的模型驗(yàn)證機(jī)制65
4.4.2　組件形式化建模實(shí)例67
4.4.3　形式化模型驗(yàn)證結(jié)果與仿真分析68
4.5　結(jié)論71
參考文獻(xiàn)71
第5章　設(shè)備控制系統(tǒng)的形式化方法74
5.1　引言74
5.2　設(shè)備控制系統(tǒng)的形式化建模方法概述75
5.3　設(shè)備控制系統(tǒng)的形式化建模語言的語法定義77
5.3.1　語法定義77
5.3.2　基于IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的語法定義80
5.4　設(shè)備控制系統(tǒng)的形式化建模語言的語義定義82
5.4.1　基于標(biāo)記變遷系統(tǒng)的操作語義82
5.4.2　面向時(shí)間自動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換語義89
5.5　實(shí)例94
5.6　結(jié)論96
參考文獻(xiàn)97
第6章　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)工具99
6.1　引言99
6.1.1　智能生產(chǎn)線的模型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)99
6.1.2　智能生產(chǎn)線組件的信息集成101
6.1.3　智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)工具鏈102
6.2　智能生產(chǎn)線的模型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法102
6.2.1　模型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)流程103
6.2.2　模型集成架構(gòu)設(shè)計(jì)105
6.2.3　模型構(gòu)建與轉(zhuǎn)換106
6.3　智能生產(chǎn)線的模型驅(qū)動(dòng)工具鏈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)108
6.3.1　工具集成平臺(tái)的選用108
6.3.2　模型驅(qū)動(dòng)工具鏈的定義109
6.3.3　模型驅(qū)動(dòng)工具鏈的實(shí)現(xiàn)110
6.4　智能生產(chǎn)線的模型驅(qū)動(dòng)工具鏈集成平臺(tái)116
6.4.1　模型構(gòu)建117
6.4.2　規(guī)劃調(diào)度118
6.4.3　模型驗(yàn)證121
6.4.4　虛擬調(diào)試124
6.5　結(jié)論126
參考文獻(xiàn)126
第7章　即插即生產(chǎn)信息物理融合框架及智能適配器129
7.1　引言129
7.2　即插即生產(chǎn)信息物理融合框架131
7.2.1　異構(gòu)組件的集成方式131
7.2.2　基于中間件的信息物理融合運(yùn)行框架132
7.2.3　基于服務(wù)的中間件與組件交互過程133
7.3　資源適配器134
7.3.1　資源適配器運(yùn)行機(jī)制134
7.3.2　資源適配器實(shí)現(xiàn)方案136
7.4　產(chǎn)品適配器142
7.4.1　產(chǎn)品適配器運(yùn)行機(jī)制142
7.4.2　產(chǎn)品適配器實(shí)現(xiàn)方案144
7.5　軟件適配器149
7.5.1　軟件組件AML建模149
7.5.2　軟件適配器運(yùn)行機(jī)制152
7.5.3　軟件適配器實(shí)現(xiàn)方案153
7.6　結(jié)論155
參考文獻(xiàn)155
第8章　個(gè)性化定制智能生產(chǎn)線的資源重構(gòu)與生產(chǎn)調(diào)度158
8.1　引言158
8.1.1　可重構(gòu)制造系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀159
8.1.2　資源重構(gòu)方法的研究現(xiàn)狀160
8.1.3　生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化方法的研究現(xiàn)狀160
8.2　資源重構(gòu)與生產(chǎn)調(diào)度的二元閉環(huán)結(jié)構(gòu)161
8.2.1　資源重構(gòu)與生產(chǎn)調(diào)度的關(guān)系分析161
8.2.2　可重構(gòu)生產(chǎn)線的“對(duì)象–過程”建模 163
8.3　本體知識(shí)驅(qū)動(dòng)的資源重構(gòu)機(jī)制168
8.3.1　資源重構(gòu)概念的本體模型168
8.3.2　基于本體映射的多層級(jí)匹配方法173
8.3.3　語義推理規(guī)則與語義查詢語句177
8.4　基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)生產(chǎn)調(diào)度方法182
8.4.1　生產(chǎn)調(diào)度的 SMDP 建模182
8.4.2　基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似的模型求解方法190
8.5　實(shí)例192
8.5.1　資源重構(gòu)觸發(fā)實(shí)例192
8.5.2　生產(chǎn)調(diào)度實(shí)例194
8.6　結(jié)論198
參考文獻(xiàn)198
第9章　設(shè)備控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)205
9.1　引言205
9.2　運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)建模語言的元模型概念207
9.2.1　基于MetaGME工具的元模型概念207
9.2.2　設(shè)備控制系統(tǒng)組件的元模型概念208
9.3　設(shè)備控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)可重構(gòu)運(yùn)動(dòng)內(nèi)核運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)211
9.3.1　控制系統(tǒng)的可重構(gòu)性實(shí)現(xiàn)方案211
9.3.2　組件化的內(nèi)核運(yùn)行與任務(wù)調(diào)度框架設(shè)計(jì)214
9.3.3　基于 IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)管理命令的動(dòng)態(tài)重構(gòu)模塊218
9.4　實(shí)例222
9.5　結(jié)論227
參考文獻(xiàn)228
第10章　智能生產(chǎn)線的運(yùn)行管控實(shí)施技術(shù)230
10.1　引言230
10.2　智能生產(chǎn)線的運(yùn)行管控基本架