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数字孪生制造装备高可用运行协同的计算方法
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作者 丁国富 刘名远 +3 位作者 谢家翔 张剑 张海柱 郑庆 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期194-204,共11页
在数字孪生技术中,复杂模型和生产逻辑的运行会消耗大量资源,且硬件能力与用户需求存在差异,进而导致模拟精度和实时性难以得到保证,降低系统可用性.为此,提出一种可视化与逻辑运算协同处理的数字孪生制造装备实时同步计算框架.首先,根... 在数字孪生技术中,复杂模型和生产逻辑的运行会消耗大量资源,且硬件能力与用户需求存在差异,进而导致模拟精度和实时性难以得到保证,降低系统可用性.为此,提出一种可视化与逻辑运算协同处理的数字孪生制造装备实时同步计算框架.首先,根据车间多维度信息构建设备数字模型,考虑硬件能力和用户个性化计算需求,提出可配置、自适应的系统环境映射方法以修正模拟保真度,确保孪生装备的实时准确运行,并以光照环境映射为例说明其流程;然后,提出基于仿真的六自由度机械手运动逻辑解算算法,将渲染帧时作为仿真时钟推进步长,保证模型运动准确以及可视化与解算同步,并将算法泛化,以应用到其他多体设备中;最后,基于Web设计并开发数字孪生车间建模仿真云平台,以六自由度机械手与某转向架构架加工车间为应用对象对所提方法进行验证.结果表明:随着映射保真度自适应下降,模拟响应速度提升45%,同时GPU和CPU的资源利用率有效降低;证明本文所提方法可实现资源合理配置与系统高效计算,并减少误差累计,是一种高可用的实时协同计算方法. 展开更多
关键词 数字孪生车间 制造装备 高可用 协同计算 环境映射 运动逻辑解算
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城市轨道交通工程BIM技术综述 被引量:25
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作者 农兴中 史海欧 +3 位作者 袁泉 曾文驱 郑庆 丁国富 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期451-460,F0002,共11页
城市轨道交通工程是一项多专业、多角色在多约束、长周期、大投入下的复杂系统工程,采用BIM(building information modeling)技术是实现其高效率、规范化、低成本、全面协同的关键.详细分析城市轨道交通工程建造的复杂性,总结当前城市... 城市轨道交通工程是一项多专业、多角色在多约束、长周期、大投入下的复杂系统工程,采用BIM(building information modeling)技术是实现其高效率、规范化、低成本、全面协同的关键.详细分析城市轨道交通工程建造的复杂性,总结当前城市轨道交通领域BIM技术的研究和应用现状,包括4种主要应用模式:面向建造、面向协同设计和分析、基于商业软件平台、基于开放式平台的BIM工程.在分析当前研究及应用不足的基础上,归纳城市轨道交通工程中BIM技术面临的三大问题挑战:全生命周期大量模型共享的统一性问题;基于BIM的多专业、多CAD/CAE软件协同问题;全生命周期海量信息数字化、高效率、低成本管理与应用问题.为弥补现有不足、解决城市轨道交通工程中BIM技术所面临的问题,提出城市轨道交通工程BIM技术发展的主要趋势:面向全生命周期一体化协同管理及平台、基于BIM的多专业正向协同三维设计、面向智能建造和运维的BIM规范性设计、基于IFC(industry foundation class)的BIM表达与共享、BIM技术与信息化的深度融合. 展开更多
关键词 城市轨道交通 建筑信息模型 研究现状 挑战与趋势
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高层次工艺规划前置处理接口技术
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作者 黎荣 王金诺 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期701-705,共5页
根据并行工程的基本原理,提出了一种基于完整设计信息的高层次工艺规划原型系统.该原型系统以完整的三维设计模型为信息源,因此需开发完善的前置信息处理接口,以获取有效的设计信息并将其转化为制造时工艺分析能直接使用的制造信息.前... 根据并行工程的基本原理,提出了一种基于完整设计信息的高层次工艺规划原型系统.该原型系统以完整的三维设计模型为信息源,因此需开发完善的前置信息处理接口,以获取有效的设计信息并将其转化为制造时工艺分析能直接使用的制造信息.前置处理接口中的设计模型信息提取接口用三维CAD软件的二次开发技术提取完整的零件结构信息;制造特征映射接口用三维特征识别和映射技术将提取的设计信息转换为制造模型.两个接口程序集成后,可获得零件的制造特征树和制造模型信息库,有效地支持HLPP. 展开更多
关键词 前置处理 设计信息提取接口 制造特征映射接口 制造模型 设计模型 特征树
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数字孪生演进模型及其在智能制造中的应用 被引量:14
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作者 江海凡 丁国富 +3 位作者 肖通 樊孟杰 付建林 张剑 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1386-1394,共9页
数字孪生作为实现智能制造信息物理融合的关键使能技术受到广泛关注,而如何构建数字孪生模型成为当前研究的热点.目前,数字孪生模型多聚焦于概念抽象或具体工程应用,而较少从构建方法和过程的角度考虑如何分阶段、有步骤地构建和应用数... 数字孪生作为实现智能制造信息物理融合的关键使能技术受到广泛关注,而如何构建数字孪生模型成为当前研究的热点.目前,数字孪生模型多聚焦于概念抽象或具体工程应用,而较少从构建方法和过程的角度考虑如何分阶段、有步骤地构建和应用数字孪生模型.因此,本文提出数字孪生演进模型的概念,将数字孪生构建与应用过程分为数字模型、数字投影以及数字孪生3个演进阶段,给出各演进阶段的应用方法、关键技术与工具平台,并探讨数字孪生演进模型在智能装备、智能生产、智能运维方面的典型应用.研究结果表明:所提模型为数字孪生在智能制造中的分步实施提供了可行的技术路线与有益的应用参考. 展开更多
关键词 数字孪生 数字孪生演进模型 智能制造 技术路线图 应用
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我国高速列车数字化研发的进展及挑战 被引量:10
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作者 丁国富 姜杰 +4 位作者 张海柱 马晓杰 黎荣 邹益胜 张剑 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期251-263,共13页
高速列车数字化研发是高速列车设计的重要方法,是突破其关键理论及技术的重要手段,也是适应个性化、多样化需求的快速定制手段,以数字化为基础的网络化、信息化和智能化是高速列车未来的发展方向.从高速列车引进到全面自主创新,其研发... 高速列车数字化研发是高速列车设计的重要方法,是突破其关键理论及技术的重要手段,也是适应个性化、多样化需求的快速定制手段,以数字化为基础的网络化、信息化和智能化是高速列车未来的发展方向.从高速列车引进到全面自主创新,其研发手段经历了从单个学科的仿真向耦合大系统仿真方向发展,由仅仅关注设计到全生命周期的建模与仿真等逐渐形成了目前的基于数字化平台的集成与优化设计等过程.高速列车研发主要实现了基于计算机仿真、虚拟样机、设计自动化和面向需求的设计等技术的综合运用,但同时也存在着研发成本的不确定性、与网络化等结合程度不高和以人为中心的考虑不足等问题.未来高速列车的研发将在数字化研发平台的基础上综合虚拟试验、全寿命周期的数据挖掘、成本控制、人机工效、知识的管理与重用等技术,并与移动终端等网络化技术结合来实现开放式的研发设计. 展开更多
关键词 高速列车 数字化设计 研究进展 发展方向
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基于RBF神经网络模型的板料成形变压边力优化 被引量:12
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作者 谢延敏 何育军 田银 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期121-127,共7页
为了解决变压边力优化过程中RBF(radial basis function)神经网络隐层节点训练难的问题,利用人工智能算法的优越性,建立了基于人工免疫算法的RBF神经网络,并将其用于非线性函数的逼近中.结合分块压边圈与改变压边力控制技术,通过Dynafor... 为了解决变压边力优化过程中RBF(radial basis function)神经网络隐层节点训练难的问题,利用人工智能算法的优越性,建立了基于人工免疫算法的RBF神经网络,并将其用于非线性函数的逼近中.结合分块压边圈与改变压边力控制技术,通过Dynaform软件进行数值模拟获得成形数据,建立了变压边力与成形质量之间的RBF神经网络近似模型.利用人工免疫智能算法对该近似模型进行优化,获得最优压边力参数.将该方法应用于S形梁冲压成形中,与优化前的结果进行比较,采用优化后最优变压边力可以抑制起皱,最大起皱量减少了89.53%. 展开更多
关键词 板料成形 变压边力 数值模拟 RBF神经网络
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基于“一面两孔”特征的点云配准方法 被引量:1
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作者 江磊 李相标 +3 位作者 马术文 周良明 李其勤 段昌德 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1090-1096,共7页
为了提高零件在扫描检测过程中点云与设计模型的配准精度,提出了一种基于"一面两孔"特征的点云配准方法.该方法粗配准以零件的平面/圆柱孔特征为对象,使设计模型和点云的局部坐标系重合,并通过改进ICP算法求解点云与设计模型最近点的... 为了提高零件在扫描检测过程中点云与设计模型的配准精度,提出了一种基于"一面两孔"特征的点云配准方法.该方法粗配准以零件的平面/圆柱孔特征为对象,使设计模型和点云的局部坐标系重合,并通过改进ICP算法求解点云与设计模型最近点的距离最小平方和实现精配准.由于配准区域和最近点的计算方法不同,精配准进一步分为全域和特征域配准两种类型.全域精配准以距点云最近的设计模型三角网格点或投影点为最近点,适合于毛坯件;特征域精配准则通过求解点云在平面/圆柱孔特征上的投影点为最近点,适合于成品件.试验及计算结果表明:全域配准的配准精度随表面离散点距离的减小而提高,当离散点距离达到1.50 mm时,其配准精度已经达到0.15 mm,基本满足工程应用要求.当配准精度相同时,配准效率较其它方法提高10%~20%。 展开更多
关键词 一面两孔 特征 配准 最近点 ICP算法
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基于改进PCA及PSO-LSSVM的轨道客车运营能耗成本估算模型 被引量:1
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作者 王志伟 陈思益 +1 位作者 刘兴中 崔艾嘉 《铁道运输与经济》 北大核心 2017年第2期8-15,共8页
针对轨道客车运营企业普遍存在的成本统计信息少、呈片断化等特征,提出一种基于改进的主成分分析法(PCA)及粒子群最小二乘支持向量机(PSOLSSVM)的轨道客车运营能耗成本估算模型。首先分析确定运营能耗相关的车辆、线路及运营条件参数,... 针对轨道客车运营企业普遍存在的成本统计信息少、呈片断化等特征,提出一种基于改进的主成分分析法(PCA)及粒子群最小二乘支持向量机(PSOLSSVM)的轨道客车运营能耗成本估算模型。首先分析确定运营能耗相关的车辆、线路及运营条件参数,再利用改进的PCA提取出运营能耗成本的特征参数,以这些特征参数为输入,以能耗成本为输出,构建基于PSO-LSSVM的成本估算模型。PSOLSSVM模型利用PSO优选LSSVM的参数,提高了模型的训练速度和预测能力。实例研究结果表明,相较于传统基于PCA及LSSVM模型,所构建估算模型的特征参数减少了27%,预测准确度提高了88%。 展开更多
关键词 轨道客车 能耗成本 主成分分析法 最小二乘支持向量机
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