發(fā)布時(shí)間：2020-04-09 01:54

【摘要】：信息物理融合生產(chǎn)系統(tǒng)(CPPS)是信息物理融合系統(tǒng)(CPS)在制造行業(yè)內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。信息物理融合技術(shù)賦予生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)智能特性,使能制造資源能夠以服務(wù)的方式存在、共享和調(diào)用。CPPS的運(yùn)行體現(xiàn)為實(shí)時(shí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)下以生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程為核心的各種服務(wù)化制造資源的組合配置與動(dòng)態(tài)運(yùn)行。CPPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯對CPS環(huán)境下服務(wù)化的制造資源進(jìn)行整合,定義系統(tǒng)行為。在CPPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要解決兩大問題即系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的行為模型構(gòu)建和行為模型信息物理融合的實(shí)現(xiàn)。CPPS的設(shè)計(jì)過程具有復(fù)雜性,不僅需要在設(shè)計(jì)過程中對CPPS的自適應(yīng)、可重構(gòu)、互操作功能進(jìn)行建模和驗(yàn)證,還需要在運(yùn)行階段支持系統(tǒng)的擴(kuò)展、重構(gòu)和管控。當(dāng)前,制約CPPS發(fā)展的一個(gè)重要因素是缺乏一個(gè)CPPS設(shè)計(jì)和管理一體化方法學(xué)和模型支持。系統(tǒng)的建模和仿真是設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的一種重要方法,能夠幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員理解、描述系統(tǒng),并對系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證。論文綜合應(yīng)用面向?qū)ο�、系統(tǒng)建模和仿真、系統(tǒng)組態(tài)等思想和技術(shù),針對CPPS設(shè)計(jì)過程中需要解決的兩大問題,提出并研發(fā)面向CPPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行的信息物理融合生產(chǎn)系統(tǒng)輔助開發(fā)與仿真平臺(CPPS-ADSP)。首先,通過分析CPPS-ADSP的應(yīng)用場景,提煉出CPPS-ADSP的功能和特征,并提出系統(tǒng)的參考框架、運(yùn)行機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)物理環(huán)境;在此基礎(chǔ)上,針對CPPS的設(shè)計(jì)和建模問題,提出一種融合多智能體架構(gòu)和擴(kuò)展Petri網(wǎng)OTCKPN的混合建模方法,通過預(yù)定義的系統(tǒng)模型庫構(gòu)建系統(tǒng)內(nèi)CPS節(jié)點(diǎn)的協(xié)商行為模型和生產(chǎn)行為模型,支撐CPPS的自適應(yīng)和可重構(gòu)特性;在實(shí)現(xiàn)CPPS系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上,提出一種基于面向服務(wù)架構(gòu)的信息物理融合方法,定義系統(tǒng)中服務(wù)的類型和面向服務(wù)架構(gòu)的運(yùn)行機(jī)制。通過建立CPPS-ADSP和物理設(shè)備層、信息資源層之間的互操作機(jī)制,實(shí)現(xiàn)CPPS和異構(gòu)設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通;最后,基于本文的研究成果,采用基于平臺的設(shè)計(jì)方法,開發(fā)CPPS-ADSP原型系統(tǒng),并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)場景,對CPPS-ADSP進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果表明CPPS-ADSP能夠有效支撐CPPS的開發(fā)和驗(yàn)證。
【圖文】：

產(chǎn)計(jì)劃制訂、生產(chǎn)過程管理并且對系統(tǒng)內(nèi)外部環(huán)境變化做出及時(shí)響應(yīng)，物理層和信逡逑息層之間可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的互操作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的信息物理深度融合［４，１Ｇ，１３］。逡逑如圖１－１所示，，針對工業(yè)４．０背景下制造系統(tǒng)中的ＣＰＰＳ實(shí)施問題，Ｌｅｅ，邋Ｊ等學(xué)者逡逑提出了一種５Ｃ模型，通過逐步實(shí)施連接（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、轉(zhuǎn)換（Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）、信息逡逑（Ｃｙｂｅｒ）、認(rèn)知（Ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）、配置（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）五個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)邋ＣＰＰＳ邋中從原逡逑始數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析到使用數(shù)據(jù)創(chuàng)造價(jià)值的整個(gè)流程［１４］。逡逑／邐＼邐？邐白我組態(tài)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)彈性逡逑／邐＼邐？邋白我調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多樣化邐＝逡逑／邋Ｖ■組態(tài)層＼邐？邋白我優(yōu)化應(yīng)對系統(tǒng)干擾邐轟逡逑／ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＾邐置逡逑／邐＼邐？邋集成仿真和分析邐性逡逑／邐，ｗｉＡｉｎｇ邐＼邐？遠(yuǎn)程虛擬化逡逑／邋（ｃ＝Ｓ邐＼邋？灥斷~T策雄逡逑／邐＼邐？邋元素和機(jī)器設(shè)備的數(shù)字孝生模型逡逑／邐丨丨丨．信息層邐＼邋？時(shí)間機(jī)器確定和存儲變化逡逑／邐（Ｃｙｂｅｒ）邐＼邋？邋聚類分析胃據(jù)＿逡逑／邐＼邐智能分析：逡逑／邐丨丨．?dāng)?shù)據(jù)－信息轉(zhuǎn)化層邐＼邐？設(shè)Ｍ康＾逡逑／邐（Ｃｏｖｅｒｓｉｏｎ）邐＼邋■多維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)逡逑／邐＼邐？邋退化和效能預(yù)測逡逑／邐丨．智能連接層邐＼邋？逡逑／邐（Ｃｏｎｎｅｃｔ，ｏｎ）邐＼邋？傳壚§網(wǎng)絡(luò)逡逑圖１－］實(shí)施ＣＰＰＳ的５Ｃ架構(gòu)丨１４］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｔｈｅ邋５Ｃ邋Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＣＰＰＳ邋Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ＾１４】逡逑２逡逑

邐北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文邐逡逑議的適配及服務(wù)化機(jī)制。最后介紹ＣＰＰＳ－ＡＤＳＰ平臺中的信息物理互操作方法，主逡逑要包括基于時(shí)間和實(shí)時(shí)信息驅(qū)動(dòng)的設(shè)備互操作和及與任務(wù)需求的本體信息互操作。逡逑第四章主要解決行為模型信息物理融合的實(shí)現(xiàn)的問題。逡逑息理生開平
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP18;TP301.1;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 周濟(jì);;智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J];中國機(jī)械工程;2015年17期

2 丁純;李君揚(yáng);;德國“工業(yè)4.0”:內(nèi)容、動(dòng)因與前景及其啟示[J];德國研究;2014年04期

3 劉明星;馬武彬;鄧蘇;黃宏斌;;面向服務(wù)的信息物理融合系統(tǒng)建模與驗(yàn)證[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2014年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 錢之琳;基于服務(wù)的信息物理融合系統(tǒng)可信建模與分析[D];華東理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張文靜;基于SOA的信息物理融合系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和建模方法[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2620126