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智能工业系统智慧云设计技术

计算机集成制造系统 2019年第12期25卷 3090-3102页

作者：李伯虎林廷宇贾政轩施国强肖莹莹张迎曦曾贲李鹤宇郭丽琴北京仿真中心北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京100854 北京电子工程总体研究所复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京100854 北京仿真中心航天系统仿真重点实验室北京100854

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... 详细信息

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。

关键词：智慧云设计人工智能虚实融合智能工业系统

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基于SDN与NFV的服务功能链编排算法

北京邮电大学学报 2022年第2期45卷 85-90页

作者：贾雨宁魏翼飞周军华北京邮电大学电子工程学院北京100876 北京市复杂产品先进制造工程研究中心北京市仿真中心北京100854

在服务功能链(SFC)部署的资源编排问题中,基于软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)融合的技术背景和SDN控制器、网络功能虚拟化与物理底层计算资源层组成的3层架构,提出了一种基于SDN和NFV的主动控制资源优化算法。首先通过多标准... 详细信息

在服务功能链(SFC)部署的资源编排问题中,基于软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)融合的技术背景和SDN控制器、网络功能虚拟化与物理底层计算资源层组成的3层架构,提出了一种基于SDN和NFV的主动控制资源优化算法。首先通过多标准的聚合多准则效用算法对用户效用进行建模,将优化目标转化为最大化用户效用的问题;然后根据算法对未来状态的预测以及对网络利用率的实时监控,对到达的SFC请求进行决策并发出控制指令,以此为依据占用虚拟化网络功能持有的底层资源。仿真结果表明,与静态的时序资源分配算法相比,主动控制资源优化算法在资源利用率、接受率、创造用户效用等方面具有更好的性能。

关键词：软件定义网络网络功能虚拟化服务功能链资源分配

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云端工具集成和管理方法研究

系统仿真学报 2021年第12期33卷 2911-2918页

作者：张天瀛姬杭周军华陶栾北京仿真中心北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京100854 北京电子工程总体研究所复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京100854 北京仿真中心航天系统仿真重点实验室北京100854

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... 详细信息

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。

关键词：云平台工具集成和调用服务化部署运行控制权限管理

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军工制造业数字化转型的系统方法论

系统仿真学报 2020年第3期32卷 347-352页

作者：于道林朱文海庆骁施国强复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京电子工程总体研究所北京100854 北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心北京100854

面对军工制造企业、服务商对数字化转型的认识,解决方案存在的不足,分析了军工制造业数字化转型的背景,通过研究先进制造模式、核心竞争力、价值链、生产(力)要素等思想,给出了军工制造业数字化转型的(泛化)目标,提出了亟待解决的若干问... 详细信息

面对军工制造企业、服务商对数字化转型的认识,解决方案存在的不足,分析了军工制造业数字化转型的背景,通过研究先进制造模式、核心竞争力、价值链、生产(力)要素等思想,给出了军工制造业数字化转型的(泛化)目标,提出了亟待解决的若干问题,以及解决复杂系统问题的建议。军工制造业数字化转型是一项长期的战略行动,应依据设定的目标在转型过程中不断调优。

关键词：军工制造业数字化转型系统工程建模与仿真

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复杂产品三维模型轻量化服务构建技术

系统仿真学报 2020年第4期32卷 553-561页

作者：薛俊杰施国强周军华曲慧杨陶栾蒲睿英北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心北京100854 复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京电子工程总体研究所北京100854 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

提出了一种复杂产品三维模型轻量化服务构建方法。采用一种改进模型数据导出与空间索引生成方法,能够在模型轻量化过程中保留复杂产品模型装配树与标注信息;设计并实现了基于面片密度的自适应面片简化算法,能够在满足误差要求的条件下... 详细信息

提出了一种复杂产品三维模型轻量化服务构建方法。采用一种改进模型数据导出与空间索引生成方法,能够在模型轻量化过程中保留复杂产品模型装配树与标注信息;设计并实现了基于面片密度的自适应面片简化算法,能够在满足误差要求的条件下对几何模型面片进行自适应简化;并通过采用一种具有较高的压缩比和压缩效率的模型数据压缩算法,减小复杂产品模型的存储空间占用。设计并实现一种模型轻量化服务的B/S部署架构,能够借助高性能计算资源,提高多用户并发场景下复杂产品模型轻量化效率。

关键词：模型简化与压缩模型空间分割几何压缩高性能计算

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关于武器系统数字孪生的若干思考

系统仿真学报 2020年第4期32卷 539-552页

作者：周军华薛俊杰李鹤宇姬杭林廷宇施国强北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心北京100854 复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京电子工程总体研究所北京100854 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

回顾了数字孪生技术的主要发展过程,提出了武器系统数字孪生研究和实践的必要性,给出了武器系统数字孪生的定义和组成,分析了数字孪生应用架构和数字主线构建、双向协同仿真与控制、智能自主演进和基于容器仿真云的数字孪生运行支撑等... 详细信息

回顾了数字孪生技术的主要发展过程,提出了武器系统数字孪生研究和实践的必要性,给出了武器系统数字孪生的定义和组成,分析了数字孪生应用架构和数字主线构建、双向协同仿真与控制、智能自主演进和基于容器仿真云的数字孪生运行支撑等关键技术,阐述了若干关键技术的初步研究与实践,进行了总结和展望。

关键词：武器系统数字孪生数字主线仿真云

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混合蛙跳算法自适应参数调整改进策略

系统工程与电子技术 2016年第8期38卷 1939-1950页

作者：肖莹莹林廷宇李伯虎侯宝存施国强北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心北京100854 复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京电子工程总体研究所北京100854 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

针对基本混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFL)在求解高维复杂问题时的不足,本文提出一种自适应参数调整的改进策略。首先,利用变公比数列分析了SFL更新轨迹的收敛性;在此基础上,利用系统稳定性分析方法,提出在SFL更新公... 详细信息

针对基本混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFL)在求解高维复杂问题时的不足,本文提出一种自适应参数调整的改进策略。首先,利用变公比数列分析了SFL更新轨迹的收敛性;在此基础上,利用系统稳定性分析方法,提出在SFL更新公式中基于比例系数和适应度标准差来自适应调整更新的方法。最后,基于3组共8个标准测试函数将本文改进SFL与基本SFL和4个改进型粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)作对比,验证了本文改进策略对各类复杂函数的高效性;同时,对比了改进SFL与基本SFL和wPSO在求解高维问题时的性能,验证了改进SFL对高维问题求解的有效性。

关键词：混合蛙跳算法收敛性自适应参数调整智能计算

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智慧制造云中供应链管理的计划调度技术综述

计算机集成制造系统 2016年第7期22卷 1619-1635页

作者：肖莹莹李伯虎侯宝存施国强林廷宇杨晨北京仿真中心北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京100854 北京电子工程总体研究所复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京100854 北京仿真中心航天系统仿真重点实验室北京100854

鉴于供应链管理中的计划调度技术是智慧制造云实现基于大数据技术对三要素(人/组织、经营管理、技术/设备)、五流(信息流、物流、资金流、知识流、服务流)集成优化的重点研究方向之一,针对近年来国内外发表的研究成果,分类整理了现有供... 详细信息

鉴于供应链管理中的计划调度技术是智慧制造云实现基于大数据技术对三要素(人/组织、经营管理、技术/设备)、五流(信息流、物流、资金流、知识流、服务流)集成优化的重点研究方向之一,针对近年来国内外发表的研究成果,分类整理了现有供应链系统中短期生产计划调度问题、中/长期计划管理问题、多维集成计划调度问题等3类问题的研究现状,总结出8大研究热点。对求解复杂计划调度问题的计算智能技术研究现状进行了综述。在此基础上,对智慧制造云中供应链管理的计划调度技术提出了3个挑战问题,为后续智慧制造云环境下的智能计划调度问题的研究奠定了基础。

关键词：智慧云制造供应链计划调度计算智能

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基于深度强化学习的机械臂控制方法

系统仿真学报 2019年第11期31卷 2452-2457页

作者：李鹤宇赵志龙顾蕾郭丽琴曾贲林廷宇北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心北京100854 复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京电子工程总体研究所北京100854 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

深度强化学习在环境中不断探索尝试,通过奖励函数对神经网络参数进行调节。实际的生产线无法作为算法的试错环境,不能提供足够的数据,构建一个机械臂仿真环境,包括机械臂与物体两部分,根据目标设置状态变量与奖励机制,在模型中对深度确... 详细信息

深度强化学习在环境中不断探索尝试,通过奖励函数对神经网络参数进行调节。实际的生产线无法作为算法的试错环境,不能提供足够的数据,构建一个机械臂仿真环境,包括机械臂与物体两部分,根据目标设置状态变量与奖励机制,在模型中对深度确定性策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)进行训练,实现通过深度强化学习算法控制机械臂,将抓手移动至物体下方,改进控制算法的适应性,缩短调试时间。实验结果表明,深度学习算法能够在更短的时间内达到收敛,实现对机械臂的控制。

关键词：系统仿真 Unity 强化学习神经网络