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面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计

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系统仿真学报 2022年第3期34卷 442-451页

作者：施国强刘泽伟林廷宇徐钊杨星熠郭丽琴贾政轩北京仿真中心北京100854 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

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... 详细信息

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。

关键词：复杂产品建模仿真开放式云架构异构平台仿真互操作嵌入式仿真系统对象过程方法论

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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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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

Infiniband网络架构下RTI通信机制研究

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电子学报 2016年第2期44卷 327-333页

作者：邢驰李伯虎北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京仿真中心北京100854 北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京100854 复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京100854

复杂系统的协同仿真中需要运行支撑软件RTI(Run Time Infrastructure)来解决异构模型、异构仿真软件间的数据交互的问题.但RTI的TCP/IP通信机制却无法使得HPC(High Performance Computer)的高速网络Infiniband(IB)在仿真中发挥最大的优... 详细信息

复杂系统的协同仿真中需要运行支撑软件RTI(Run Time Infrastructure)来解决异构模型、异构仿真软件间的数据交互的问题.但RTI的TCP/IP通信机制却无法使得HPC(High Performance Computer)的高速网络Infiniband(IB)在仿真中发挥最大的优势.针对这一问题,本文提出在IB网络架构下基于RDMA(Remote Direct Memory Access)通信机制对RTI进行优化,并以开源HLA项目CERTI软件为基础,研制运行在IB网络下的IB-CERTI软件,最后在不同网络环境下进行对比实验,实验结果证明了IB—CERTI软件在仿真通信中的高效性,特别是仿真邦员间的交互数据量越大,越能提高仿真数据传输效率.

关键词： Infiniband网络 RDMA CERTI 高层体系结构高性能计算机

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分离螺母冲击环境数值仿真研究

载人航天 2017年第6期23卷 776-783页

作者：杨宁范伯钧洪青峰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

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D... 详细信息

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。

关键词：分离螺母显式动力学冲击响应谱一般耦合 JWL方程欧拉法

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面向高可信度仿真的海量CAD模型实时绘制

系统仿真学报 2018年第12期30卷 4659-4667页

作者：薛俊杰周军华施国强曲慧杨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 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

复杂产品高可信度仿真中使用的高精度、全尺寸三维模型数据量庞大、复杂度高,仅仅依靠现有计算机硬件性能难以满足仿真应用对实时绘制效率的要求。通过提出一种基于最小包围盒与多视角投影的模型几何度量方法,能够准确识别出模型中狭长... 详细信息

复杂产品高可信度仿真中使用的高精度、全尺寸三维模型数据量庞大、复杂度高,仅仅依靠现有计算机硬件性能难以满足仿真应用对实时绘制效率的要求。通过提出一种基于最小包围盒与多视角投影的模型几何度量方法,能够准确识别出模型中狭长不规则的细小零件,并结合基于模型细节过滤的LOD自适应实时绘制算法,实现了对复杂产品海量CAD模型的实时绘制。最后,本文在波音777客机CAD模型上进行了实验验证,实验结果表明,采用本文算法能够显著提高海量CAD模型的实时绘制效率。

关键词：高可信度海量CAD模型实时绘制几何度量 LOD 绘制效率

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一种复杂系统轻量化建模与仿真技术框架

系统仿真学报 2018年第6期30卷 2013-2019页

作者：姬杭周军华施国强林廷宇薛俊杰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 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

针对复杂系统建模与仿真验证,提出一种轻量级技术框架和系统构建方法,仿真框架基于分布式网络通信中间件搭建并具有逻辑完善的图形化建模、仿真管理和仿真运行模块。框架封装了高效简洁的网络通信中间件、对象管理、事件管理和时间管理... 详细信息

针对复杂系统建模与仿真验证,提出一种轻量级技术框架和系统构建方法,仿真框架基于分布式网络通信中间件搭建并具有逻辑完善的图形化建模、仿真管理和仿真运行模块。框架封装了高效简洁的网络通信中间件、对象管理、事件管理和时间管理引擎,具有较强互操作性,仿真成员开发具有可重用性和可组合性,能够完成复杂系统中分布式仿真节点的灵活搭建与高效仿真。

关键词：复杂系统建模仿真复杂产品仿真框架

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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