工业大数据环境下的智能服务模块化设计

通过对制造与服务融合中服务运作环境和服务主体需求的分析,提出了一种智能服务的模块化设计方法,该方法采用工业大数据和模块化技术构建智能服务模块体系,包含智能服务大数据环境、智能服务模块分解和智能服务模块优化。利用工业大数据分析智能服务应用、技术和管理三个维度的关系,建立智能服务的模块化设计策略,确定智能服务的初始化模块分解,再基于结构矩阵模型将智能服务初始化模块优化为智能服务模块。通过具体实例的应用,证明了工业大数据环境中智能服务模块化设计策略的可行性和优越性。     

[制造服务]制造物联环境下基于结构矩阵的智能服务功能模块化设计

通过对制造与服务融合中服务运作环境和服务功能需求分析,提出了一种模块化智能服务设计方法。该方法基于制造物联环境,采用模块化技术来实现,包含智能服务功能设计初始化、智能服务功能设计重构和智能服务功能模块化。利用设计结构矩阵分析智能服务的功能关系,提出了智能服务功能的模块化设计策略,确定智能服务的功能重构。通过具体实例应用,证明了制造物联环境中智能服务功能模块化设计策略的可行性和优越性。     

产品模块化中的若干智能方法

产品模块化是实现大批量定制的关键技术之一,也是工业4.0的基础,能够有效支持智能制造.传统的产品模块化方法需要依靠有经验的设计人员,需要花费大量时间.并且随着定制产品的数量越来越多,产品的变化越来越快,这种传统的方法越来越难以适应当前形势的发展需要.为了解决这些问题,提出产品模块化中的若干智能方法,包括:产品名称本体建立、产品模块划分、模块通用化和标准化、产品主结构建立等方面的智能方法,利用群体智能、大数据智能、人机协同智能等新一代人工智能技术,对大量产品模块数据、用户订单数据、设计人员使用产品模块的行为数据等进行智能分析,挖掘数据中隐藏的产品名称关系、模块关系等数据中的相似性和关联性等信息,帮助确定产品名称本体、产品模块划分、通用模块、模块主模型、产品主结构等,帮助快速实现大范围的产品模块化,减少开展产品模块化成本和时间.     

大数据驱动的智能制造

数据是未来制造业的核心要素,工业大数据分析是赋予制造"智能"的关键。系统分析了大数据驱动的智能制造的科学范式、理论方法与使能技术,阐述了应用方向与工业实践;根据"第四范式:数据密集型科学发现",提出了"关联-预测-调控"的大数据驱动智能制造科学范式;根据数据处理流程,总结了融合处理、关联分析、性能预测与优化决策四位一体的方法体系。围绕边缘层、平台层和应用层设计大数据平台,介绍了大数据驱动智能制造的使能技术;从智能设计、计划调度、质量优化、设备运维四个角度,综述工业大数据驱动的智能制造应用现状。     

[学科发展]大数据驱动的智能制造

数据是未来制造业的核心要素,工业大数据分析是赋予制造“智能”的关键。系统分析了大数据驱动的智能制造的科学范式、理论方法与使能技术,阐述了应用方向与工业实践;根据“第四范式：数据密集型科学发现”,提出了“关联-预测-调控”的大数据驱动智能制造科学范式;根据数据处理流程,总结了融合处理、关联分析、性能预测与优化决策四位一体的方法体系。围绕边缘层、平台层和应用层设计大数据平台,介绍了大数据驱动智能制造的使能技术;从智能设计、计划调度、质量优化、设备运维四个角度,综述工业大数据驱动的智能制造应用现状。     

[数据驱动的智能服务]数据驱动的复杂产品智能服务技术与应用

随着传感器、数据采集装置和其他具备感知能力的模块在复杂产品服务运行阶段的应用，复杂产品运维系统的数字化和智能化程度越来越高，具有实时、多源、异构、海量等特性的数据成为提高复杂产品系统可靠和低成本运行的决策依据，数字孪生技术提供了一种有效途径。介绍了数据驱动的复杂产品智能服务研究进展；分析了数据驱动的智能服务基本特征与框架模型；提出了数据驱动的复杂产品智能服务方法，主要包括面向服务的复杂产品建模与仿真方法、数据驱动的服务需求获取与精准分析预测方法、基于数字孪生的设备故障识别与动态性能预测方法、数据驱动的装备视情维修与备件库存联合多目标决策优化方法、基于数字孪生的复杂产品辅助维修技术、多要素协同的复杂装备能效精准分析预测方法、基于数据挖掘的复杂产品运行优化控制方法等；给出了智能服务系统的应用案例。所提出的框架和方法可为现代制造服务的智能化转型升级提供参考。     

基于FPGA的智能服务机器人图像预处理模块设计

为了实现智能服务机器人视觉构件的可重用与可置换,减少研发中大量低水平重复工作,根据机器人模块化体系结构的设计思想,构建了一种基于FPGA的智能服务机器人图像预处理模块,根据硬件功能划分,设计了电源单元、图像采集单元、CAN通讯等单元.程序上采用了时下较为灵活的Verilog HDL语言进行设计,实现了图像采集模块、内存读写控制模块、CAN通讯模块等可移植的程序;在此平台上实现了改进的中值滤波算法和基于深度流水线的模板卷积算法.实验对比了不同滤波算法的效果,提供了选择图像预处理算法的依据.     

演播厅智能吊杆灯具控制系统设计

为满足演播厅吊杆和灯具自动控制功能的需求,通过应用VC＋＋技术和研华远程控制设备及串行通信技术设计了一种智能控制系统。介绍了一种应用于研华远程控制设备的串行通信技术,通过组建RS485工业网络,保证了计算机和现场模块的数据通信的可靠传输。     

基于多Agent的产品模块化协同设计策略

为满足分布异构环境对产品协同设计的要求,提出了一种基于多Agent的产品模块化协同设计策略.分析了协同设计需求与功能的映射关系,构建了基于多Agent的产品模块化协间设计自顶向下的四层过程模型;从模块内聚度、模块耦合度和模块可执行度三个方面进行探讨,建立了基于多目标优化的模块分解数学模型,利用模块分解Agent实现最优模块划分,通过相似度算法获得求解模块的最匹配Agent;引入集成推理与决策机制构建了协同设计Agent行为模型,给出了基于黑板的Agent平行协商机制.最后,开发了基于浏览器/服务器的汽车协同设计原型系统,并以车身协同设计为例验证了该策略的可行性和有效性.     

演播厅智能吊杆灯具控制系统设计

为满足演播厅吊杆和灯具自动控制功能的需求,通过应用VC++技术和研华远程控制设备及串行通信技术设计了一种智能控制系统。介绍了一种应用于研华远程控制设备的串行通信技术,通过组建RS485工业网络,保证了计算机和现场模块的数据通信的可靠传输。     

基于模块化设计方法的服务机器人结构设计

为了降低服务机器人的开发周期与成本,基于模块化设计方法,对服务机器人的机械结构进行了模块化划分,并对传动结构布局、传动实现、身体稳固性、模块化结构设计等内容进行了详细阐述。样机组装及实验结果表明,基于模块化设计方法的服务机器人产品开发周期短,其性能达到了设计要求。     

基于JSON文档结构的工业大数据多维分析方法

在智能生产制造过程中，工业数据存在复杂的关联关系和多源异构特性，不断增长的工业大数据使得数据分析与挖掘异常复杂，而传统的基于数据仓库或关系型数据库的工业数据分析方法数据处理不灵活、分析查询效率低。提出了基于JSON文档结构的工业大数据联机分析处理（OLAP）模型架构，使用Key-Value数据的JSON文档结构灵活定义工业数据结构，将维度信息中的表结构转换为基于JSON的文档结构，将事实包含的维度信息通过嵌套文档的方式保存。通过构建分析目标为根节点的文档树，基于Elasticsearch平台储存文档结构树并建立倒排索引，将查询与分析操作转变为文档内容的遍历与查询，使用倒排索引的方法提高数据分析查询的效率。设计了自定义配置检索条件与查询语句的智能解析引擎，实现了工业数据多维分析可视化图表的智能生成。     

基于可拓理论的模块化设计方法研究

针对模块化设计理论难以工程实现的问题，提出了基于物元模型及可拓方法的产品可拓模块化设计方法。该方法首先在物元模型的基础上，结合模块自身特点，建立了模块物元与模块族物元，以有序三元组的形式规范化地保存了历史模块和模块族数据，并研究了模块物元的可拓性及其变换。然后运用可拓方法对模块物元进行变换与操作，既实现了对模块划分、模块检索与匹配，以及模块综合等模块化设计过程的形式化描述，又为模块化设计提供了新的思维方法。最后，给出了可拓模块化设计方法在导弹产品开发中的应用实例。     

智能透明汽车工厂的构建与实施

以一个实际的智能工厂项目为依托,系统研究了智能工厂的构架和具体建设实施方法,形成了包括工厂智能设计、智能生产、智能物流、智能管理等多个方面的智能制造与汽车制造业务流程有机结合的系统体系。在此基础上,构建了数字化工厂、自动化柔性生产线、物流管理系统、智能管理中心等智能制造基础设施,制定了智能工厂的相应标准,并通过应用工业互联网、大数据等技术,实现了自动化、信息化和数字化在智能工厂体系中的融合,给出了智能透明汽车工厂具体的实施思路和体系框架。     

基于消费者行为的绿色制造服务决策方法

为了满足制造与服务融合过程中的绿色化需求,构建了绿色制造服务决策方法,该方法以绿色制造中的消费者行为分析为基础,将消费者购买行为映射为绿色制造服务决策主题,通过决策支持工业互联网环境中绿色制造服务的智能化运作。提出了绿色制造服务决策模型,该模型以绿色设计服务决策、绿色生产服务决策、绿色产品服务决策刻画绿色制造服务运作过程中的决策活动。结合消费者问题识别、消费者购买过程、消费者满意度等行为对绿色制造服务问题制定了决策方案,并建立了基于灰色关联分析的绿色产品服务决策算法,最后通过企业绿色产品服务决策的算例分析,验证了该算法的可行性,以及消费者行为驱动绿色制造服务决策的有效性。     

基于Multi-gent的敏捷售后服务系统研究

为了提高企业售后服务系统的适用性和通用性，建立了一个基于多智能体的敏捷售后服务系统。首先分析敏捷虚拟企业环境下企业对售后服务系统的需求，以及他和传统企业售后服务系统的差异，然后建立由数据层、业务对象层、协同层和访问层四个层次组成的系统框架结构。实现该系统涉及的关键技术包括智能Agent结构设计、Agent之间的协同机制和系统对动态企业模型的支持方法。该系统能够自主地适应企业组织结构和业务流程的动态变化，支持企业流程的快速再造。     

基于Android手机的智能点餐系统设计

针对高档饭店品牌营销服务需求,设计了一款基于Android手机的无线点餐系统.结合Android体系架构和点餐流程,采用模块化设计思想对客户端和服务器端功能模块等进行设计;分别以MySQL和Sqlite数据库作为服务器端和客户端数据库,并从逻辑、物理结构等方面对数据库进行搭建;利用Java语言和Eclipse开发工具,对客户端功能进行开发;利用JDBC实现客户端与服务器端的连接.最后通过系统功能测试,能正常登录,基本满足高档饭店的智能点餐需求.