基于信息物理融合的個性化定制智能生產線

前言
第1章　緒論1
1.1　個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　信息物理融合生產系統(tǒng)是個性化定制智能生產的關鍵7
參考文獻9
第2章　個性化定制智能生產線的設計與運行架構12
2.1　引言12
2.2　個性化定制智能生產線的設計需求14
2.2.1　生產線的功能驗證14
2.2.2　生產線的性能仿真14
2.2.3　生產線的虛擬調試15
2.3　個性化定制智能生產線的運行需求16
2.4　個性化定制智能生產線的設計與運行架構17
2.4.1　相關架構18
2.4.2　基于組件模型的個性化定制智能生產線的設計與運行架構19
2.5　個性化禮盒生產線原型平臺實例20
2.5.1　UGBP的設計目標20
2.5.2　UGBP的硬件分布及網(wǎng)絡構成21
2.5.3　UGBP的產品工藝路線28
2.6　結論30
參考文獻30
第3章　個性化定制智能生產線的信息物理融合組件32
3.1　引言32
3.2　組件的設計方法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　產品、資源、工藝組件的多粒度設計38
3.3.2　產品、資源、工藝組件的多視角建模42
3.4　結論51
參考文獻51
第4章　個性化定制智能生產線形式化方法54
4.1　引言54
4.1.1　組件建模54
4.1.2　形式化驗證55
4.2　智能生產線形式化建模架構56
4.3　智能生產線形式化建模57
4.3.1　基于EFPD智能生產線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)的形式化模型轉換方法63
4.4　組件形式化建模與仿真實例65
4.4.1　組件的模型驗證機制65
4.4.2　組件形式化建模實例67
4.4.3　形式化模型驗證結果與仿真分析68
4.5　結論71
參考文獻71
第5章　設備控制系統(tǒng)的形式化方法74
5.1　引言74
5.2　設備控制系統(tǒng)的形式化建模方法概述75
5.3　設備控制系統(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標準的語法定義80
5.4　設備控制系統(tǒng)的形式化建模語言的語義定義82
5.4.1　基于標記變遷系統(tǒng)的操作語義82
5.4.2　面向時間自動機的轉換語義89
5.5　實例94
5.6　結論96
參考文獻97
第6章　個性化定制智能生產線的設計工具99
6.1　引言99
6.1.1　智能生產線的模型驅動設計99
6.1.2　智能生產線組件的信息集成101
6.1.3　智能生產線的設計工具鏈102
6.2　智能生產線的模型驅動設計方法102
6.2.1　模型驅動設計流程103
6.2.2　模型集成架構設計105
6.2.3　模型構建與轉換106
6.3　智能生產線的模型驅動工具鏈的設計與實現(xiàn)108
6.3.1　工具集成平臺的選用108
6.3.2　模型驅動工具鏈的定義109
6.3.3　模型驅動工具鏈的實現(xiàn)110
6.4　智能生產線的模型驅動工具鏈集成平臺116
6.4.1　模型構建117
6.4.2　規(guī)劃調度118
6.4.3　模型驗證121
6.4.4　虛擬調試124
6.5　結論126
參考文獻126
第7章　即插即生產信息物理融合框架及智能適配器129
7.1　引言129
7.2　即插即生產信息物理融合框架131
7.2.1　異構組件的集成方式131
7.2.2　基于中間件的信息物理融合運行框架132
7.2.3　基于服務的中間件與組件交互過程133
7.3　資源適配器134
7.3.1　資源適配器運行機制134
7.3.2　資源適配器實現(xiàn)方案136
7.4　產品適配器142
7.4.1　產品適配器運行機制142
7.4.2　產品適配器實現(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　軟件適配器運行機制152
7.5.3　軟件適配器實現(xiàn)方案153
7.6　結論155
參考文獻155
第8章　個性化定制智能生產線的資源重構與生產調度158
8.1　引言158
8.1.1　可重構制造系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀159
8.1.2　資源重構方法的研究現(xiàn)狀160
8.1.3　生產調度優(yōu)化方法的研究現(xiàn)狀160
8.2　資源重構與生產調度的二元閉環(huán)結構161
8.2.1　資源重構與生產調度的關系分析161
8.2.2　可重構生產線的“對象–過程”建模 163
8.3　本體知識驅動的資源重構機制168
8.3.1　資源重構概念的本體模型168
8.3.2　基于本體映射的多層級匹配方法173
8.3.3　語義推理規(guī)則與語義查詢語句177
8.4　基于強化學習的自適應生產調度方法182
8.4.1　生產調度的 SMDP 建模182
8.4.2　基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡近似的模型求解方法190
8.5　實例192
8.5.1　資源重構觸發(fā)實例192
8.5.2　生產調度實例194
8.6　結論198
參考文獻198
第9章　設備控制系統(tǒng)的動態(tài)重構205
9.1　引言205
9.2　運動控制系統(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　設備控制系統(tǒng)組件的元模型概念208
9.3　設備控制系統(tǒng)實時可重構運動內核運行環(huán)境的設計211
9.3.1　控制系統(tǒng)的可重構性實現(xiàn)方案211
9.3.2　組件化的內核運行與任務調度框架設計214
9.3.3　基于 IEC 61499標準管理命令的動態(tài)重構模塊218
9.4　實例222
9.5　結論227
參考文獻228
第10章　智能生產線的運行管控實施技術230
10.1　引言230
10.2　智能生產線的運行管控基本架