【摘 要】
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智能制造是指导制造业转型升级和实现生产模式转变的必然途径。然而,智能制造系统混合异构的开发工具间信息交互为系统开发带来重大挑战。在此背景下,基于模型驱动开发技术将开发工具的信息模型化,可有效地降低系统复杂性,提高开发效率,对智能制造的理论研究和技术实现具有重要意义。本文以面向信息物理融合生产线的模型驱动工具链开发为研究目标,主要完成的工作如下:首先,提出信息物理融合生产线的信息集成架构,分析了Au
【基金项目】
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国家重点研发计划 “网络协同制造和智能工厂” 重点专项:“面向个性化定制的智能生产线信息物理系统基础理论与关键技术研究”（项目号:2018YFB1700500）
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智能制造是指导制造业转型升级和实现生产模式转变的必然途径。然而,智能制造系统混合异构的开发工具间信息交互为系统开发带来重大挑战。在此背景下,基于模型驱动开发技术将开发工具的信息模型化,可有效地降低系统复杂性,提高开发效率,对智能制造的理论研究和技术实现具有重要意义。本文以面向信息物理融合生产线的模型驱动工具链开发为研究目标,主要完成的工作如下:首先,提出信息物理融合生产线的信息集成架构,分析了Automation ML、领域特定建模语言、模型转换和通用建模环境等相关技术与开发平台的优势和特点,为信息物理融合生产线模型驱动工具链的开发奠定基础。其次,基于信息集成架构,提出信息物理融合生产线模型驱动开发方法。基于提出的生产线建模理念构建生产线元模型和领域模型;定义领域模型到本体模型、形式化模型和逻辑行为模型的映射规则,作为实现生产线语义推理及规划调度、功能与性能验证和虚拟调试的基础;定义领域模型到OPC UA信息模型的映射规则,基于OPC UA的开源实现open62541进行代码生成,用于面向信息物理融合生产线中不同制造单元的信息化通信框架的部署。再次,提出信息物理融合生产线工具集成方法,选用通用建模环境GME作为工具集成平台,提出了涵盖建模工具AML Editor、语义推理工具Apache Jena、规划调度工具、形式化验证工具CPN Tools、自动控制程序开发与运行工具Eclipse 4diac FORTE、生产过程仿真工具Coppelia Sim、工具集成平台GME等面向开发过程中不同环节的模型驱动工具链,并通过实现面向不同工具的模型解释器实现统一集成。最后,依托华南理工大学智能制造实验室的智能生产线原型平台,采用本文所构建的模型驱动工具链进行生产线开发,并基于具体加工案例进行展示。实验结果验证了采用该工具链进行生产线开发的合理性和有效性。
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