虚拟路径（精选5篇）
虚拟路径 篇1
0引言
车架是汽车的主要承载部件,其设计和装配过程历来受国内外各大汽车厂商重视。随着计算机应用在产品设计中的发展,新产品的开发步骤与开发过程发生了巨大的变化。 以计算机技术、仿真技术和信息技术为支撑的虚拟产品设计,使新产品开发流程向着数字化、集成化的方向发展。车架虚拟装配的路径规划是汽车虚拟装配技术研究领域的重要组成部分,涉及到较多内容,牵涉到丰富的知识面,是检验虚拟产品是否可拆卸或可装配的重要依据[1]。
现在研究某商用客车车架虚拟装配中的产品建模技术及装配路径规划,以缩短产品的开发周期,降低产品的开发和制造成本,优化产品的设计,提高产品的品质,并在工程应用上指导生产实践。
1虚拟装配建模技术
1.1基于CATIA的产品装配树模型
一个产品通常都是由多个通过约束关系组合的子装配体组成的,而一个子装配体又是由下层零件或者已经装配好的部件构成,这样的产品结构很好地体现了装配上的层次关系,该层次关系的二维或三维图形组织结构,通常用树状层次结构在计算机数据结构中显示,称之为特征树结构[2]。
在CATIA中,对于由多个零件组成的装配体,采用这种特征树的数据结构来表达其装配模型中零件之间约束关系组合,称之为装配树。装配树产品的装配层次通常分为总装配体、子装配体和零件等。
1.2SKS客车车架的装配树模型
厂家提供的SKS客车车架装配体如图1所示。
依据车架装配体模型,将装配结构分成纵梁组件、悬架支架、横梁组件和尾架焊接总成4个主要子装配体。根据车架的结构尺寸形式和各部件之间的约束关系,将纵梁划分为第一子装配体,包含左、右前纵梁、左前、右前上纵梁、左中、右中纵梁等; 悬架支架为第二子装配体,包含前悬前、后支架和后悬前、后支架等; 横梁为第三子装配体, 包含第一至第十横梁、过线横梁、尾外横梁总成、撑杆等零部件; 尾架焊接总成为第四子装配体。对应的装配树如图2所示。在SKS客车车架的各个模块全部划分完毕后,在CATIA中完成总装配体的生成。
2基于CATIA的装配路径规划
装配路径是指零部件在组装成产品时所应遵循的空间路径,从空间位置上,合理的装配路径应避免零部件在装配过程中出现相互干涉的现象; 从工艺活动上,采用合理的装配路径能够保证装配品质[3]。
2.1虚拟装配流程
一般来说,虚拟装配的整个过程由装配建模、零部件几何形状的修改、干涉检查、装配顺序的规划和装配路径的规划等构成。虚拟装配过程中各个环节之间的相互关系都反映在虚拟装配的过程之中[4]。各个环节之间的关系通常用图3所示的虚拟装配流程图来表示。
对于SKS客车车架而言,首先要在CATIA系统中创建车架的几何实体模型,然后转化为虚拟场景模型进行可视化显示与分析。虚拟装配设计环境VADE( virtual assembly design environment,VAOE) 的预处理程序可提取模型的装配信息并提供给VADE。
其次,在虚拟装配环境中进行车架虚拟装配路径规划,并激活装配干涉检查。在装配建模的基础上,对车架装配信息进行路径进行分析和求解,判断并生成一条合理的装配路径,进行装配过程仿真。
最后,生成工艺文件,对虚拟装配过程进行动态演示。 虚拟装配过程产生的信息可用于设计人员修改设计,也可训练工人进行装配,还有一些数据信息可辅助设计特殊的装配设备。
2.2SKS客车车架虚拟装配路径的规划
CATIA借助其现有的功能模块中的动态装配来规划虚拟装配路径,并记录整个动态装配中的安全可达装配路径; 然后生成Demo的动态装配显示形式,并保存。车架的具体装配步骤如下:
1) 建立SKS客车车架装配树。将待装配的车架结构零部件按照图1车架装配树中的装配顺序,插入到产品树中相应的位置,从而建立车架装配树。
2) 建立与SKS客车车架装配树相应的路径,为进行车架装配仿真做准备。主要通过CATIA中( Shuttle)命令来实现。创建方法是: 点击图标,弹出Edit Shuttle对话框,在Selection栏内选择待装配件,各零部件名称如图2的车架装配树所示。选择和填入相应的参数后,点击OK即可创建相应的路径。
3) 创建车架仿真信息,准备录制车架整个装配体装配过程。创建方法是: 在完成上述操作后,打开Start Digital Mockup DMU SKS - Frame模块,选择工具条DMU Generic Animation中的仿真Simulation) 命令,并在弹出的Select对话框中选中步骤二中确定的Shuttle名,然后点击OK。
4) 激活干涉检查命令,随时监控装配干涉行为。激活的方法是: 点击动态装配时的自动干涉检查( Automatic clash detection) 模式中的图标。在自动干涉检查模式工具条中,点击图标Clash Detection( Stop) ) 表示: 若某横梁在移动过程中遇到某纵梁阻碍时,将自动阻止横梁继续移动,干涉区域显示为红色; 点击图标( Clash Detection( On) ) 则表示某横梁在移动过程中遇到某纵梁阻碍时,将继续移动,但干涉区域仍显示为红色; 点击( Clash Detection( Off) ) 图标,发生碰撞则不作任何提示。
5) 确定车架拆卸路径上的点。通过鼠标和指南针进行平移和旋转的装配操作,确认步骤3) 完成后弹出的Edit Simulation对话框中的Insert组成车架路径上的点的位置,记录下安全可达的路径,点击OK完成操作。
6) 记录整个车架装配过程。点击工具栏DMU Generic Animation中的Compile Simulation) ,以生成一个Demo的动态装配模拟记录,并将整个车架装配过程进行动态演示。
2.3可拆卸与可装配之间的关系
在路径规划中,装配过程和拆卸过程与路径规划有着密切的关系,所以需要研究在实际装配过程中可装配与可拆卸之间的关系[5]。有时可装配并不一定可拆卸,例如在装配过程中,装配行为使某零件产生了永久性变形,这样的装配往往不可拆卸。但可拆卸一般都可装配,拆卸是装配的逆过程,且拆卸过程可验证装配过程中干涉检查是否合理。因此,需要讨论基于拆卸法的路径规划,以校核先前规划路径的可行性。
2.4基于拆卸法的虚拟装配路径的规划
拆卸的虚拟装配路径规划主要有3个环节[6]:
1) 车架规划仿真预处理,为车架装配操作实施提供一个基础的虚拟装配工作环境。包括对车架装配体及其相关的数据结构模型信息的提取、装配路径的生成与求逆等。
2) 车架拆卸路径规划,这一环节是基于拆卸法的路径规划的核心环节。在这一环节中,需要实施仿真拆卸的具体操作,并形成拆卸有效路径。零部件应按照纵梁—横梁—悬架支架—尾架焊接总成的方向分离,并进行干涉检查,并确认最终拆分方向。
3) 车架装配路径的生成。将车架拆卸规划的结果求逆,转换成车架子装配体或零部件的虚拟装配路径序列。
以上所述的3个阶段之间的相互关系可用图4所示的拆卸规划流程图来表示[7,8,9]。
3基于CATIADMU的装配仿真
3.1装配路径规划的仿真
在前面的论述中,建立了SKS车架的装配路径,零部件的装配路径也规划完毕。在此基础上,利用CATIA的DMU( digital mock - up,DMU) 即电子样机,可以对车架装配过程的三维动态仿真。图5为SKS客车车架装配体的装配仿真过程,此过程可以清晰地看到主要部件的装配路径( 图5中白色线条表示) 。 图6为SKS客车车架装配体的爆炸图,设计人员可以更清晰地了解装配体中各零部件之间的相互关系。
3.2仿真结果分析
对SKS客车车架的装配仿真结果进行分析,通过图5装配仿真过程可直观地判断所规划的虚拟装配路径,图6装配体爆炸图也清晰地显示了主要的子装配体及零部件结构。如果对存在的装配序列和路径不满意,可根据仿真结果并结合装配实际,进行修改,然后进一步用仿真进行验证,直到获得满意的装配路径为止。在虚拟仿真同时要激活动态装配的自动干涉检查,这样才能对所规划的虚拟装配序列与路径是否合理进行正确的评价。
4结语
对SKS客车车架虚拟装配路径规划技术进行了研究。首先,构建了客车车架层次型模型装配结构树,并进行了产品装配关系和层次关系分析,从而获得了虚拟装配规划所必须的装配信息。其次,进行了装配序列的规划, 提出了基于CATIA的装配序列和路径规划方法,归纳了相应的算法流程等。最终建立了符合SKS车架特点的装配顺序和装配路径,并进行了干涉检查。最后,对SKS客车车架进行了基于CATIA的装配过程的仿真模拟。
虚拟路径 篇2
随着科学技术的不断进步尤其是软件发布周期不断缩短, 把项目发布到web服务器中 (tomcat jboss) 要webroot下面的文件原样拷贝过去而不是直接使用webroot下的代码。有人问其实没什么区别但是你有没有注意到一个存在的问题:一般j2se改bug的流程发现bug->定位bug->尝试解决该bug->保存该文件 (eclipse编译class) ->调试bug;而j2ee的改bug流程确变成了如下发现bug->定位bug->尝试解决bug->保存该文件 (eclipse编译class) ->发布代码至web服务器->重启web服务器->调试该bug。中间多了一个发布代码等待重启的过程。也许代码量少, 等待重启的过程是可以忍受的。但是后期这个过程真心无法忍受, 一般的项目平均启动一次的时间大概在3分钟左右, 这个时间是严重影响效率的。在实际的新疆九师平安城市项目子系统部署中也会遇到类似的场景。
二、系统目标
让web服务器直接使用工作空间中的webroot下的文件, 而不是需要把文件拷贝到服务器上;让web服务器自动加载新的class而不用reload整个项目。利用虚拟路径的方式, 并且按照总体方案中的方式对tomcat进行配置。使得tomcat可以管理不同目录上的项目。在新疆九师平安城市项目中, 在图像管理系统、视频质量诊断系统、实战平台系统等多系统中可以做到多系统web端统一部署。找到最佳平衡点, 实现多项目同时实现的性能最大化。
三、总体方案
首先需要了解tomcat的发布项目的机制:tomcat发布项目有2种办法。第一种就是把文件复制到webapps下面, 是最常用的办法;第二种就是利用配置文件来告诉tomcat项目所需的文件在哪。即虚拟路径功能使用。第二种步骤如下:首先找到tomcatconfCatalinalocalhost目录 (没有则自行新建) ;新建一个xml文件命名为项目名.xml如test.xml;打开该xml添加如下内容<Context path="/test"reloadable="false"doc Base="D:workspacetestWeb Root"work Dir="D:workspacetestwork"></Context>其中:path代表浏览器访问的应用名;reloadable设置文件修改不自动reload整个应用;doc Base指定该应用所用到的文件的地址;work Dir项目用所用到的jsp编译成class后存放的临时目录;然后启动tomcat正常访问应用, 应用的是工作空间里面的class。在新疆九师平安城市项目中, 可以把两个或多个同时并发量较低的项目, 单点登录、运维管理子系统等同时部署在一个tomcat中, 即方便管理也可实现性能优化。其次, 解决如何class修改以后应用自动使用新的class而不用重新加载重启整个应用。使用插件jrebel, 里面有个jar文件将该jar文件放到tomcat目录中如c:/tomcat中, 配置tomcat让该插件生效打开eclipse找到tomcat的配置在启动参数一栏添加如下代码-noverify-javaagent:c:tomcatjrebel.jar。
四、总结
目前采用Java或JSP开发的应用系统, 大部分都利用Tomcat作为Web应用服务器。Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器, 在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用, 也是开发和调试JSP程序的首选应用服务器。部署不仅要应对来自环境的挑战, 开发环境、测试环境、生产环境等不同环境的转换, 而且由于部署本身的复杂性, 在服务器、项目、人员等规模较大时, 像大型游戏网站、电商网站, 发布都是极其频繁的, 这时在业务复杂、工作难度大等诸多因素下, 快速部署、快速生产显得尤为重要。低效的部署流程亟待改善。本文以平安城市领域的图像、平台、实战、视频质量诊断等子系统为例, 着重介绍tomcat虚拟路径功能在项目部署中的使用。使用tomcat虚拟路径管理web项目的方法是很不错的实用的方法, 多种途径, 包括:用路径来指定新web项目所在文件地址;通过编写配置文件, 将新web项目的配置信息填进去达到管理的目的。本文主要讲解了tomcat的一些核心配置原理, 旨在使开发、运维人员在新疆九师平安城市项目部署有更好的选择, 实现方式。让学习者能够更好的学习和理解tomcat、web相关知识。
参考文献
[1]康小军.《计算机与数字工程》, 2008, 36 (10) :203-205
[2]李萍.《科技情报开发与经济》, 2011, 第12期 (12) :114-116
[3]孙仁鹏, 何淼.Tomcat性能监视和调优研究[期刊论文]-软件导刊, 2012, 11 (12)
虚拟路径 篇3
一、黑龙江省装备制造业的历史沿革及产业虚拟发展滞后成因
建国以前,东北是当时国内装备制造业的几个重要地区之一,也是从资源到制造业基础体系相对较完整的地区。黑龙江省装备制造业兴起于19 世纪末20 世纪初期,由于不具有产业地区性聚集的可能性,在形成和发展进程中逐渐呈现出较明显的“外生型”特征,这给建国后的黑龙江省装备制造业发展造成了严重的路径依赖。
新中国成立后,黑龙江省装备制造业的企业基础绝大多数是国家和地方投资设立的。“一五”其间,国家先后斥巨资,把156 个重点项目中的58 个放在东北,东北曾被誉为“共和国装备部”。黑龙江省在此期间得到了重点扶持,被建设成装备制造业的科研和生产基地,同时也成为我国重要的军事装备科研生产基地。经过多年的建设,黑龙江省在改革开放前已逐渐形成了门类齐全、具有相当规模的装备制造业体系,很多重大技术装备在黑龙江实现了我国“零的突破”,黑龙江在国内的地位是其他产业区无法替代的。但黑龙江省装备制造业基本都是计划经济体制的产物,产业内部的协作是通过计划手段完成,地区产业基本是按地区内大而全原则布局,同类型的企业及研究院所不是集中而是分散地布局于各地,以利于安全保障和各地计划部门的资源配置。在这种情况下是难以形成同一类产业内的企业在同一地区聚集,很难形成产业分工关系,以节约成本为目的业务外部化行为几乎难以见到。在此阶段,黑龙江省装备制造业的地区优势不是建立在产业集群优势上,而是建立在国有大企业优势和国家的政策、资金的扶持优势上。因此在市场经济背景下,黑龙江省装备制造业很快便出现了危机。
东北退出计划经济较晚,又是开放最晚的地区之一。改革开放以来,受机制困扰,黑龙江省的装备制造业经历了一场痛苦而漫长的调整期:由于黑龙江省现代企业制度的改革复杂而漫长,计划经济时代所形成的包袱压力沉重,企业间“三角债”问题,技改资金不足问题,企业债务问题,产权与经营机制问题,企业办社会问题等长期制约着装备制造业的发展;同时,在国家计划需求和投资双重萎缩的情况下,黑龙江省整个装备制造产业处于生存危机之中。一方面,许多大型装备制造企业过度“后移”,挤占了中小企业的生存空间,大型企业虽有成套生产和设计的基础,却没有形成市场优势和品牌优势,技术改造和研发落后,缺乏高水平的成套设备系统设计、系统生产和专业总承包能力,无法承接国内外成套设备订单,业务处于分包及配套水平,只能做单机,部分机组甚至只能做基础零部件,而国内关键零部件和大型成套设备却大量需要进口;另一方面,大量中小企业不得以“退二进三”,甚至退出了装备制造业,中小企业的发展空间受到了限制,以至于无法形成专业化、大批量的基础零部件企业和中场产业集群。整个产业的效益不佳导致大量产业工人下岗,对人力资源造成严重浪费。
二、破解黑龙江省装备制造业产业虚拟发展的核心问题
就黑龙江省的装备制造业而言,解决好产业组织条件、地理分布与规划和主导企业规模和企业间协作水平,是破解黑龙江省装备制造业产业虚拟发展的核心问题。
整机(成套)装备产品的生产在装备制造产业中具有资本密集和技术密集双重属性,价格较高,市场需求也不稳定。由于整机(成套)装备制造业风险大,市场进入壁垒较高,产业组织形式一般以(寡头)垄断居多。由于装备制造业产品零部件多、加工工序多,又使得整机(成套)装备制造业具有较强外部性的特征,既为中小企业的生存提供了大量空间,也为产业集聚和企业集群的形成提供了产业组织条件。黑龙江省具有装备制造产业较好的组织条件,一方面现有规模以上装备制造企业占全部规模以上企业的1/3强,装备制造业已成为全省工业经济的支柱。机械成套装备和重大装备产品生产依然居国内领先地位,重型装备类产品在国内具有不可替代的地位。黑龙江省装备制造业在数控机床、成套发电设备、汽车、输配电及燃气轮机设备、石化及其专用设备、中央空调成套和冷冻冷藏设备、矿山设备、冶金设备、轴承系列、车用柴油机和军工等装备制造产业在全国市场中有较高的市场占有率,部分产品在国际上也有一定的影响。伴随哈大齐工业走廊的建设,黑龙江省装备制造产业组织条件优势目前也正在慢慢地向外释放,现有的企业集群尽管规模和影响还不大,但已经基本有了雏型。
装备制造业产业虚拟发展是一种典型的经济活动空间现象,在产业空间内存在某些“粘滞点”,吸引生产活动来此聚集。从技术——组织——区域位一体化的分析框架来看,企业集群的形成与经济地理关系极为密切。企业的地理分布决定着企业集群内部的协作成本和交易频率,从而也影响着产业的组织形式。如果地理距离过大,致使协作不便,企业中间产品供应及工艺内部化就是必然的选择,这一点对于装备制造产业集群则至关重要。大型装备制造企业在装备制造企业集群中一般成为自然且固定的“粘滞点”,大量中小企业自发地环绕其周围便成为成本最小也是最合理的一种产业组织形式。但这同时也要求在产业布局和规划中要为中小企业的选点留有足够的空间。经过多年发展,黑龙江省装备制造产业已形成哈尔滨——大庆——齐齐哈尔工业走廊,从大的地理范围和装备制造产业的物流速度和效率上看,陆、海、空交通运输都极为便利,形成了较为合理的空间产业带,这些非常有利于形成大范围的产业集群带。
主导企业规模和企业间协作水平是制约装备制造业产业虚拟发展的重要因素。首先,从主导企业的规模来看,由于具有资本密集和技术密集属性,装备制造业中的主导企业从理论上应是规模越大竞争力越大,抗御风险的能力越强,主导企业的规模决定了集群内部资源的整合水平。黑龙江省装备制造业经过多年的发展,已经初步形成了以一些大型装备制造企业为龙头的核心产业和集群,但是与国外的大企业相比较而言,规模却依然过小。从轴辐式企业集群和装备制造产业的协作来看,具有从中心向外围分层辐射的特点,核心层以整机(成套)设计和生产为主,依次为配套和模块生产和设计、子系统和模块生产和设计、零部件供应以及工序加工等外围层次。目前,黑龙江省装备制造业的核心企业辐射能力多为两到三个层次,围绕每个层次的企业规模一般在百十家左右的已属较大。其次,从企业间的协作水平来看,装备制造产业集群内的企业以交互式生产和紧密协作为主,技术作为一种核心资源在企业协作过程中发挥着纽带作用。但从目前黑龙江省装备制造业的企业间协作实际情况来看,则以内部生产协作为主,外部生产协作比例较低;由于产、学、研相脱节,以资本为纽带的合作研发水平则更低。
装备制造业的技术组织特征要求装备制造集群企业间进行紧密的协作,但这种协作为什么未能如愿发生呢?其一是因为社会资本存量少,难以在企业协作中发挥应有的作用。其二是社会关系资本错位。当然在改革开放后,多种所有制形态企业间的交易确实使本地区生成了一定量的社会关系资本,但它对黑龙江省装备制造业产业虚拟发展到底是起着促进还是制约作用,恐怕一时还难以判定。由于为焦点企业配套和提供零部件的中小企业多为原企业内部人下海、承包及改制控股的自然人所有,而装备制造业的焦点企业则多为国企,对企业经营者以及关键业务负责人的监督和约束机制还未完善,社会资本用来寻租或从事黑幕交易的可能性极大。社会关系资本在珠三角和长三角地区企业集群形成过程扮演着极为重要的角色,这恐怕是黑龙江省少有企业集群的一个重要原因。其三是空间布局不合理增加了外部协作的成本。到底哪种解释更合理、更有说服力,有待进一步研究,但黑龙江省企业间的协作水平与装备制造业的技术组织特征极不匹配,却是一个不争的事实。
三、重构黑龙江省装备制造业产业虚拟发展的对策
1.继续推动国有大中型装备制造企业制度改革。加大对黑龙江省国有装备制造企业制度改革,一方面可以推动装备制造集群中的焦点企业不断增强竞争力,从而带动集群内的中小合作伙伴企业发展;另一方面,企业内部经营与监督机制的完善,可以纯净企业间的协作关系,促进市场环境建设,有利于形成良性的社会关系资本。目前黑龙江省大企业的集团化改制多数已基本完成,进一步对国有大型装备制造企业的改革,应着重以下两方面:一是降低控股比例,把主要精力用在整机设计和成套设备的研究上;二是加强企业协作机制的改革并完善内部管理机制,促进参股子公司和协作层企业的发展。跳出单体大企业的组织结构模式,推行外包制,开展纵向分工协作,形成企业集团有效的规模和边界。
2.加大对装备制造业的产业组织创新。首先,加大对私营中小企业的扶持力度,形成与国有大中型企业在分工协作中的竞争或合作关系,将能激发国有企业的活力;其次,通过外包制,促进黑龙江省大中型企业普遍具有的“大而全,小而全”的模式改变,降低大中型企业经营成本和管理费用;第三,加快产业区的区域优化,促进供应商、经销商与生产企业的空间集聚和资本融合,降低企业的物流成本;第四,加大中小企业及辅助服务机构的发展,分离主辅职能,减轻社会负担。
3.调整单纯偏重于大企业的产业格局,促进中小企业发展。一些大企业没有或少有就近配套企业,经营成本难以降低。中小企业代表着黑龙江省经济的活力和大量的就业,黑龙江省的中小企业目前急需大力发展,不仅要增加数量、增强活力,还要解决普遍存在的缺乏产业联系、小而全、布局分散等问题。因此,黑龙江省宜通过贯彻企业集群战略,将产业政策重心从大企业向中小企业适度转移,从单个大企业的“点”的扶持向地方产业体系的“面”的培育转移。
4.大力发展黑龙江省中型制造业,把黑龙江省建成全国和世界重要的零部件、元器件生产和采购基地。大力发展基础类中型企业对黑龙江省产业集群建设具有两方面的意义:一方面促进以焦点企业为核心的集群成长,发达的中型企业可以更好地为本地大中型龙头骨干企业配套;另一方面,如果能够成为采购基地,则可能形成相对独立的零部件和元器件产业集群。发展中型企业首先需要克服重整机、轻配套和零部件,以及重大轻小的思想,价格上理顺整机与零部件的效益比例,把发展中场产业置于重要的战略地位,逐渐加大中型企业的产品出口比重,使中型企业成为新的出口增长点。
5.加大对装备制造产业区的布局规划。由于装备制造企业在产品和技术上存在着很强的配套要求,集群对产业关联的高度依赖非其他行业制造业集群所能比拟,因此必须研究装备制造业的产业关联,据此设置集群区域内的产业链安排,引导跨产业企业之间的技术、产品配套,从而推动整个装备制造业的进一步集聚和集群区域核心竞争力的提高。黑龙江省现有的产业区域布局未能对此给以充分重视。由于历史原因,黑龙江省的制造业集群并没有经过市场竞争的有效选择。在这样的集群结构中同一条产业链的上下游企业在产品配套、技术共享等方面的互动关联状况是有欠缺的,通常表现为集群要素关联程度低、协作动力不足,而对业已布局的产业区优化又是非常困难的工作。因此,加大对产业区规划的事前研究力度是非常必要的。从历史的经验教训看,政府的发展规划并不能完全替代装备制造业集群内生的对产业关联的要求。内生式的成长能在集群内部产生较高的产业关联度。因此,引导和扶持装备制造业集群内生式成长是有意义的。在集群中,核心企业往往都具备规模优势,处于主导地位;相比而言,中小企业地位的作用并不十分突出。提升制造业集群产业关联度必须首先要围绕核心企业进行布局,强化核心企业与外围企业之间的经济、技术交互。另一方面,由于装备制造业存在着大量的同源技术和工业衔接,不同行业共享着很多关键共性技术,并存在技术、工艺的创新交叉以及关键技术和知识流动。因此,对装备制造业集群进行产业布局时不能忽视高校、科研机构与制造企业之间的相互合作。地方政府制定产业政策,应该考虑“管、产、学、研”的研发合作,以及装备制造企业在共性技术上的创新协同。
摘要：构建产业集群是振兴黑龙江省装备制造业的有效途径,但黑龙江省缺乏具有竞争力的企业集群。为此,应推动制度创新;加大对装备制造业的产业组织创新;促进中小企业发展;大力发展黑龙江省中小制造业;加大对装备制造产业区的布局规划。
关键词：装备制造业,虚拟经济,产业集群,解析与重构
参考文献
[1]李凯,李世杰.装备制造业集群耦合结构:一个产业集群研究的新视角[J].中国工业经济,2005(2).
[2]李新春.企业家协调与企业集群[J].南开管理评论,2002(3).
[3]刘晓峰.中国软件企业能力评测模型研究[M].长春:吉林人民出版社,2004.
[4]卢昌崇.东北地区应以装备制造业为核心发展企业集群[J].瞭望(海外版),2004(10).
虚拟路径 篇4
长壁采煤法综采工艺的工作面主要设备为采煤机、刮板输送机和液压支架,简称工作面“三机”。采煤机以刮板输送机为轨道在工作面往返运行,上、下2个滚筒分别实现沿顶板煤岩界面落煤和向刮板输送机内拾煤。采煤机上滚筒的落煤过程非常危险,因此提高采煤机上滚筒落煤的自动化水平格外重要[1,2]。
目前针对采煤机上滚筒自动落煤的研究主要集中在顶板煤岩界面识别及上滚筒截割路径规划技术、上滚筒自动调高的随动控制技术等方面。在煤岩界面识别及上滚筒截割路径规划方面,XU Z P等[3]认为顶板煤岩界面是连续变化的,基于人工示教,提出了记忆截割方法对煤岩界面进行预测;LI W等[4]提出了基于隐马尔科夫模型的记忆截割方法,并通过仿真验证了该方法具有运算速度快、预测误差小等优点;WANG B P等[5]基于小波包能量谱分析方法对工作面的煤壁图像进行处理,获得了顶板的煤岩界面曲线,该方法降低了设备振动对图像信号的干扰;RALSTON J C[6]采用红外成像及图像特征提取方法识别煤岩界面,降低了煤尘对图像信号的干扰;QUANG T等[7]提出了一种用三次样条曲线优化滚筒截割路径的方法,使滚筒路径更光滑,并采用粒子群算法进行了准确、快速的求解。这些方法能够实现对煤岩界面的识别,确定上滚筒自动落煤的定位目标,但都没能解决上滚筒根据煤岩界面自动调高的问题。
针对采煤机滚筒调高系统随动控制方面的研究较少。FAN Q G等[8]采用动态模糊神经网络方法,实现了采煤机调高液压系统对煤岩界面曲线的位置跟随控制;SU X P等[9]采用改进的滑模控制策略,实现了采煤机滚筒对顶板煤岩界面的位置跟随控制。以上研究虽然解决了采煤机上滚筒对顶板煤岩界面的快速跟随问题,但未能充分考虑滚筒的外观尺寸及采煤机牵引速度的影响,导致上滚筒截割过程中在顶板煤岩界面弯曲处极易割到顶板岩石。针对该问题,本文提出了一种基于虚拟煤岩界面的采煤机上滚筒路径规划方法。该方法首先基于人工势场原理得出虚拟煤岩界面障碍曲线和目标点[10,11],以此规划具有等步距的滚筒截割路径的离散点;其次以截割路径的离散点为训练样本,采用核最小二乘回归方法获取滚筒截割路径函数[12,13]。
1 采煤机上滚筒路径规划方法
1.1 采煤机上滚筒截割路径特点
采煤机运行过程中上滚筒跟踪顶板煤岩界面,尽量扫落其下方的煤并避免割到顶板岩石。正常情况下,工作面顶板煤岩界面平整光滑,此时上滚筒只需保持一定的高度紧贴煤岩界面运行即可。当工作面遇到断层时,顶板煤岩界面会发生断裂或褶曲,此时上滚筒必须根据煤岩界面的变化及时调整高度,否则上滚筒必然割到过多的顶板岩石。如图1所示,顶板煤岩界面出现弯曲情况时,若采煤机上滚筒仍然在煤岩界面以下一个滚筒半径R的距离范围内规划路径进行截割,必然割到顶板岩石。图1中阴影部分即为割到的顶板岩石。
可见当遇到工作面顶板煤岩界面弯曲变形时,规划上滚筒的截割路径不能采用平移煤岩界面的方法,而应充分考虑煤岩界面的形状和滚筒尺寸,采用能够更少或避免截割岩石的方法。
1.2 虚拟煤岩界面模型
基于虚拟煤岩界面的采煤机上滚筒路径规划方法借鉴了人工势场法思想,在煤岩界面上每隔一定间距选取离散的点作为障碍物,采煤机上滚筒作为运动物体,工作面的左端下方距顶板煤岩界面1个滚筒半径的点作为上滚筒运动的起始点,煤岩界面中间弯曲处的极值点作为临时目标点,工作面的另一端右上方选取一点作为上滚筒运动的终目标点。当上滚筒位于起始点向右运动时,受到向上的引力、当前临时目标点G1的引力、终目标点G的引力作用,若接触到煤岩界面,还受到煤岩界面的排斥力作用,运动过程中依次逐个到达临时目标点,并最终到达终目标点G,完成路径规划,如图2所示,其中x为工作面长度,y为工作面高度。
引力是人为定义的恒力,用于保证上滚筒向右运动时能够紧贴煤岩界面;向下的排斥力为上滚筒接触到的煤岩界面中选取的障碍物点排斥力的合力,每个障碍物点排斥力的大小与障碍物点到上滚筒中心的距离成反比,方向由障碍物点指向上滚筒中心,上滚筒未接触到的障碍物点排斥力为0,作用是避免上滚筒运动过程中割到过多的顶板岩石;当前临时目标点G1的引力与G1到上滚筒中心的距离成正比,方向由上滚筒中心指向G1,当上滚筒到达G1时,,若右方还有临时目标点,则同理对上滚筒产生引力,作用是使上滚筒快速覆盖煤岩界面的弯曲部分;终目标点G的引力与G到上滚筒中心的距离成正比,方向由上滚筒中心指向G,作用是保证上滚筒能够抵达工作面的另一端,完成路径规划。
上滚筒当前所受的合力为
式中:,β为终目标点的引力系数,ρG(x,y)为上滚筒中心与终目标点的距离,为终目标点引力方向的单位向量;,α为第i个临时目标点Gi的引力系数,ρGi(x,y)为临时目标点Gi与上滚筒中心的距离,为临时目标点引力方向的单位向量;,N为与上滚筒接触的障碍点数量,η为障碍物点的斥力系数,ρj(x,y)为第j个障碍物点与上滚筒中心的距离,r为上滚筒半径可调节量,ρ0为障碍物点斥力起作用的距离范围,为第j个障碍物点斥力方向的单位向量。
根据合力的大小和方向更新上滚筒规划的路径点,更新迭代公式为
式中:为上滚筒中心在第t+1步所处的位置;为上滚筒中心在第t步所处的位置;Δd为迭代步长。
该上滚筒路径规划方法根据顶板煤岩界面情况,模拟了采煤机上滚筒在工作面沿顶板煤岩界面从左端向右端的运动过程,能够保证上滚筒紧贴煤岩界面,并避免或减少截割到顶板岩石。
1.3 采煤机上滚筒路径曲线回归方法
由于煤岩界面形状变化、滚筒位置更新、步长选择、虚拟煤岩界面排斥力影响等原因,获得的上滚筒路径点存在一定波动,无法形成光滑的运动路径曲线,需要根据得到的路径点进行回归,以获得较为光滑的上滚筒路径。采用基于高斯核模型的l2约束最小二乘回归方法。该方法具有较好的泛化能力,满足上滚筒路径规划在连续性、光滑性方面的要求。
首先确定上滚筒路径规划采用的高斯核模型:
式中:为回归的函数;n为样本点个数;θk为高斯模型的第k个参数;K(·,·)为核函数;为第k个样本点;为2范数;σ为高斯核函数的带宽。
然后采用l2约束最小二乘回归方法求解高斯核模型的参数。l2约束最小二乘的目标函数为
式中:为训练样本的拟合程度;为模型的复杂程度,λ为正则化参数。
对式(4)求关于参数的偏微分,并令其等于0,可得高斯核模型的参数解:
式中:Ф为核矩阵,I为n×n阶单位矩阵;为样本输出。
由式(5)可知,l2约束最小二乘方法通过矩阵ΦTΦ与λI相加提高了正则行,进而可以更加稳定地求逆矩阵。
通过该回归方法得到的采煤机上滚筒路径曲线为一条光滑曲线,并且在顶板煤岩界面弯曲处,采煤机上滚筒中心点在落煤过程中沿该路径曲线运行,可有效避免截割到顶板岩石。
2 仿真结果及分析
按照某采煤工作面的实际情况设置仿真实验参数:工作面采长为180m,煤层厚度为3 m,工作面中部顶板煤岩界面有一处落差为1.3m的断层,采煤机上滚筒直径为2 m。上滚筒从工作面左端起始,向右运行至工作面右端,利用Matlab对采煤机上滚筒路径进行规划。由于煤层顶板平整部分的上滚筒路径规划较为简单,只需将煤岩界面向下平移1个滚筒半径即可,所以仿真过程中重点关注断层区域的上滚筒路径规划情况。
基于虚拟煤岩界面的采煤机上滚筒路径规划仿真实验步骤如下。
(1)在煤岩界面上每隔0.1m选取1个障碍物点,计算煤岩界面的极大点和极小点,作为上滚筒运动的临时目标点。
(2)配置各种参数,具体见表1。
(3)根据虚拟煤岩界面方法规划上滚筒路径曲线,如图3所示。可看出断层位于工作面36~57m处,落差1.3m。基于人工势场法原理直接规划出来的上滚筒路径点存在频繁的上下摆动,无法满足上滚筒运动需求。
(4)针对图3中规划的上滚筒路径曲线,采用基于高斯核模型的l2约束最小二乘法进行回归,结果如图4所示。回归的上滚筒路径曲线在水平区域位于煤岩界面曲线向下平移1个上滚筒半径所得曲线(平移曲线)的下方,这是由基于虚拟煤岩界面的采煤机上滚筒路径规划方法中所设的障碍物影响范围所致,当ρ0=0.06时,规划的上滚筒路径曲线与平移曲线的差值为0.04m。从图4可看出,回归的上滚筒路径曲线较为光滑,并成功避免了上滚筒截割到顶板岩石,而平移曲线无法避免上滚筒截割到顶板岩石。
3 结语
虚拟路径 篇5
1 计算机桌面虚拟化技术的概述
1.1 计算机桌面虚拟化技术的基本特征
近些年互联网的相关服务越来越多的涉及到动态易扩展的虚拟化资源的提供, 虚拟化的云技术日臻成熟, 并极大的满足了互联网用户与日俱增的需求。当今的计算机管理应用实践工作中动辄就出现超过千人无差别使用网络服务的现象, 然而在计算机管理技术方面却没有及时地跟进实践工作的服务需求, 导致很多时候无法切实满足广大使用者的管理需求, 这正是推广计算机桌面虚拟化技术在计算机管理工作中的实际应用的最好时机[1]。
1.2 计算机桌面虚拟化技术的结构原理
客户端即服务器设备、客户虚拟化桌面主机、连接代理服务器和桌面虚拟化服务云终端四个部分组成了桌面虚拟化技术的结构框架。
1.2.1 桌面虚拟化技术的客户端
主要是指服务器和虚拟化软件, 其作用于实现虚拟化桌面主机对桌面虚拟化的操纵和管理, 一般具备对数据的备份和分配等功能。
1.2.2 虚拟化的桌面主机
是指由虚拟化软件所提供的虚拟主机环境, 主要用于安装桌面操作系统、物理硬件和各种应用软件。用户通过远程连接虚拟化的桌面主机, 可使虚拟化桌面执行各类操作[2]。
1.2.3 连接代理服务器
连接代理服务器是桌面虚拟化技术结构的一个重要的组成部分。连接代理服务器通常是一种性能稳定、成熟的管理类软件, 它决定着桌面虚拟化用户的客户端所连接或访问的个性化的虚拟化桌面, 并且可以自动选择用户需要的虚拟化桌面连接。
1.2.4 桌面虚拟化服务云终端
云终端是系统下的桌面虚拟化结构最为关键的组成部分, 用户的桌面系统通过云终端的处理成为一个单独的镜像被存储于云终端上, 并可以通过互联网进行还原。
1.3 桌面虚拟化技术的基础功能
计算机桌面虚拟化的主要功能有接入多样化、支持同时间内的多种应用的用户访问、可在受控环境下进行多种应用和操作以及拥有完善的突发备份功能。
2 计算机桌面虚拟化技术在实际应用中的利好
2.1 计算机桌面虚拟化技术在管理工作中存在着极大的优势
通过桌面虚拟化技术管理员可以在数据中心实现对全部客户端的统一管理和操纵, 这样就可以帮助管理员简便、快捷地完成冗杂、重复而又单一的管理工作[3]。
2.2 与传统计算机管理方式相比桌面虚拟化技术更具优势
虚拟化桌面能够高兼容所有桌面程序, 安装简单、便于操作, 相较于传统管理技术而言, 它在管理、维护和使用方面更加便捷和灵活。
2.3 能够切实满足当今社会各单位在计算机管理和应用上的需要
桌面虚拟化技术能够有效地减少计算机管理方面的人力资源和资金的投入, 提高管理者的工作效率;便于管理者和使用者在实际工作中对计算机的应用, 为其提供性能稳定和功能强大的计算机操作平台;合理利用计算机的硬盘配置, 实现较为先进的PC系统操作能力;能够简单、快捷地实现计算机系统、应用软件的更新和升级。
3 计算机桌面虚拟化技术在管理工作中的实现路径
桌面虚拟化技术的实现路径有许多的提供商, 国内外比较知名的有Microsoft、Citrix、VMware和PNS等厂商。而根据管理工作中的实际需要和经费预算, 经过实践中的反复衡量, PNS是最符合高校实际情况的虚拟化厂商。
3.1 桌面虚拟化服务器的镜像
桌面虚拟化技术实现最为重要的一个环节便是镜像的制作。PNS系统所提供的镜像主要有三种, 分别是基本镜像、增量快照镜像和逻辑镜像。镜像文件的大小要适中, 以保证虚拟桌面进行启动的时间维持在正常的时间范围内。一些常用的基本软件可以安装在基础镜像上, 然后按照不同的栏目需要制作不同增量镜像的原则逐一完成镜像的制作, 最后分别为栏目程制作一个逻辑镜像。
3.2 桌面虚拟化服务器的网络路径
桌面虚拟化对网络的基本要求是要达到百兆并且上联千兆的网络基础结构, 但最佳的网络配置是全部千兆。
参考文献
[1]叶新东.未来课堂环境下的可视化教学研究[D].上海:华东师范大学出版社.2014.
[2]宋蕾.虚拟技术在计算机机房实验室中的应用[J].实验室研究与探索.2013, 12 (3) :109-111.