[發明專利]一種面向飛機裝配的生產車間全要素模型

在審

• 申請號: 202210865024.8
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115718463A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 和延立;張政;趙鑫;李子昂;張博康
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 王凱敏

1.一種面向飛機裝配的生產車間全要素模型，其特征在于：包括物理車間層、要素模型層和模型調用層；

物理車間層主要用于獲取并為要素模型層提供飛機裝配的生產要素，包括車間中的人員、設備、物料、工裝、工藝規程和現場生產數據；

要素模型層由模型單元和數據處理平臺組成；數據處理平臺用于對來自物理車間層的數據進行處理后，驅動所述模型單元的構建和優化；模型單元是所述物理車間層的真實映射，模型單元的仿真數據也會反饋給數據處理平臺；

所述模型單元包括基礎模型、支撐模型和業務模型；

基礎模型包括產品信息模型、零件幾何模型、資源/組織信息模型；產品信息模型用于實現不同應用系統間相互交換和共享設計的產品數據；零件幾何模型用于對零件的設計和制造信息進行描述；資源/組織信息模型用于為實際工作的資源管理和人員安排提供基礎；

支撐模型包括知識模型、決策模型、過程模型和協作行為模型；知識模型根據車間現場、工藝文檔和工藝技術經驗進行構建，用于提供飛機裝配過程的工序內容、所用工裝、測量及加工設備、操作人員及其之間的相互關系、屬性；決策模型根據飛機裝配過程中可能的故障種類、內容及其處理方法構建，形成故障診斷知識規則表，用于輔助決策；過程模型采用工作流技術構建，對飛機裝配過程中的流程問題建立可視化模型，完成部署定義工作；協作行為模型由所述知識模型驅動構建，對裝配現場生產要素進行智能體封裝，接收決策指令控制車間設備完成物料運輸任務；

業務模型包括工藝模型，工裝模型，生產仿真模型，生產組織/調度模型和質量模型；工藝模型根據產品設計模型、產品技術規范和工藝要求進行構建，形成基礎信息數據，用于為工藝設計提供支持；工裝模型根據工裝需求信息進行構建，用于支持工裝研制和選擇；生產仿真模型由所述知識模型提供的車間設備、物料資源、工藝信息以及車間現場布局驅動構建，用于進行飛機裝配脈動生產線規劃；生產組織/調度模型用于輔助飛機裝配過程中的生產計劃安排、人員的組織和設備、物料的調度工作；質量模型用于對飛機裝配各環節進行質量控制；

所述過程模型向決策模型發送人員工時信息和歷史工作安排；所述知識模型向生產仿真模型提供物料和設備信息，向協作行為模型提供工藝流程文件；過程模型與協作行為模型共同控制車間現場，其中，過程模型驅動裝配工序操作，協作行為模型實現飛機裝配過程中智能體的協作；所述生產仿真模型和協作行為模型將現場設備狀態及生產進度傳輸至所述過程模型；所述決策模型的知識庫由所述知識模型提供，決策模型的相關結果作為新知識補充完善所述知識模型；

所述模型調用層用于根據應用場景從所述要素模型層中調用相應的模型以實現用戶需求的功能，所述功能包括裝配工藝設計、生產過程仿真預測、知識管理與決策支持、裝配過程管控和裝配質量檢驗；

所述裝配工藝設計調用所述工藝模型、工裝模型和零件幾何模型；

所述生產過程仿真預測調用生產仿真模型；

所述知識管理與決策支持調用知識模型、產品信息模型、資源/組織信息模型和決策模型；

所述裝配過程管控調用過程模型、協作行為模型、生產組織/調度模型；

所述裝配質量檢驗調用質量模型。

2.根據權利要求1所述的面向飛機裝配的生產車間全要素模型，其特征在于：所述零件幾何模型、產品信息模型、知識模型、工藝模型、工裝模型部署在工藝設計室，其余模型部署在生產管控室。

3.根據權利要求2所述的面向飛機裝配的生產車間全要素模型，其特征在于：零件幾何模型和產品信息模型存儲在同一服務器；知識模型、工藝模型和工裝模型存儲在另一服務器，分別應用不同設計場景；協作行為模型、過程模型存儲在同一服務器中，對設備和裝配人員進行管控；生產組織/調度模型和資源/組織模型存儲在一起，安排生產調度工作；質量模型和決策模型存儲在一起，對裝配生命周期末尾的質量進行管控，并對已完成的生產流程進行優化；生產仿真模型單獨存儲。

4.根據權利要求1-3任一所述的面向飛機裝配的生產車間全要素模型，其特征在于：所述協作行為模型的構建方法為：對參與裝配過程的要素進行分析，明確對象及功能，在裝配過程中引入多智能體技術，將任務分配、裝配站位、車間資源、數據采集均采用智能體技術封裝為智能體，確定智能體的輸入輸出以及決策過程，構建協作模型；其中，各智能體間采用黑板機制和消息傳遞的方式進行通信。