大数据物联网信息交互与数据感知

数字化、网络化、智能化已经成为工业4.0的主要发展趋势,其中大数据和工业物联网作为主要组成部分在中国制造业转型升级过程中扮演着重要的角色。为了能够达到进一步加快信息化和工业化深度融合,提高传统产业升级的强度,就不得不依靠工业4.0和互联网产业一体化。大数据、物联网、数据感知是智能制造的基础,在大规模定制生产中主要包括数据管理、数据收集、智能制造、定制平台和数据感知等。数据的感知可以借助于大数据和工业物联网的应用推动更多的智能制造的发展。鉴于此,通过应用大数据、物联网和数据感知可以帮助制造商提高营销目标,降低物流的成本和库存,减少生产资源的风险。     

一种制造物联网环境下的机械产品装配过程运行管理方法

针对传统机械产品装配过程的信息交互性差、装配实时信息监控困难等问题,提出利用物联网技术构建物物互联的感知装配环境和装配过程运行管理体系架构以实现装配过程实时信息感知、传输和增值的目的。同时,结合Multi-Agent技术和KQML协议建立了具有开放性和可扩展性的装配过程运行管理系统,实现装配过程数字化、可视化、一体化管控,以某皮卡厂的焊装车间为例,验证了该系统的可行性和有效性。     

物联网环境下的机械产品管控一体智能装配系统建模

针对应用物联网技术对促进制造系统发展所具有的重要现实意义,以构建互联感知与智能高效的装配系统为目标,在分析物联网技术在机械产品装配系统应用模式的基础上,提出一种基于物联网技术的管控一体智能装配系统的概念。为解决物联网环境下的装配系统分析与优化问题,从机械产品装配过程角度出发,采用面向对象的赋时着色Petri网将系统抽象为由若干工艺关联、功能相互独立的装配单元或功能模块组成的对象集合,并根据每个模块及单元之间的工艺约束和逻辑关系,确定整个系统的消息传递网络,最终通过消息驱动实现单元与模块之间的通讯互联,并建立了物联网环境下的管控一体智能装配系统模型,其中知识规则赋予模型中决策变迁智能行为,主要用于消解模型中的令牌路由选择和系统死锁问题。以发动机拧紧工艺为例验证了模型的可行性与有效性。     

机械产品虚拟装配标准研究

产品装配已逐渐成为影响产品开发周期和成本的重要因素之一。本文介绍了对虚拟装配内涵的两种理解,提出了本标准中虚拟装配的研究对象是装配建模完成后形成的装配模型,论述了虚拟装配模型的构成和开展虚拟装配仿真的一般流程,最后分别阐述了装配顺序规划仿真和装配路径规划仿真中应关注的技术要点。     

面向物联网的复杂产品装配过程监控体系研究

针对离散制造业由于工艺复杂、生产过程信息多源异构等引起的生产过程管理问题,在车间生产管理系统中引入物联网技术,提出了一种基于物联网技术的装配过程监控体系,并对装配过程监控功能的实现方法进行研究。利用物联网技术对生产过程中多源异构数据进行采集、分析、处理达到对生产过程的全面、实时监控。该监控体系在某汽车发动机装配现场应用结果表明,生产效率和装配质量得到明显的改善,验证了该监控体系的有效性和可行性。     

机械产品多质量要求下的选择装配方法

针对机械产品多质量要求下的选配问题,提出一种基于强弱Pareto和遗传算法的多质量要求下的选择装配方法。对选配问题进行分析,构建了一种面向三维空间多质量要求下的统一选配信息模型,在此基础上考虑装配精度和装配成功率,进而建立了多质量要求下的选配综合优化模型。采用一种以公差项为单元的编码方式,并通过给出质量要求权重系数,提出以强弱Pareto和密集度描述带有主次关系的多目标综合评价规则,在考虑关联约束排序的基础上,利用遗传算法进行多目标的选择装配,实现了带有主次关系的多质量要求下产品的选配优化。设计并开发了原型系统,通过实例验证了该方法的可行性。     

增强现实交互环境下发动机装配序列呈现方法研究与实现

针对增强现实环境的呈现特点,以汽车发动机丰田5A为具体研究对象,从设计与实现具有通用性的发动机装配引导系统的角度出发,对增强现实环境下发动机装配序列呈现方法所涉及的核心技术进行研究。具体研究内容包括:(1)对增强现实环境下的交互特点以及汽车发动机的主要装配序列进行分析;(2)发动机几何模型与运动模型在Unity3D中的描述方法;(3)基于Kinect的人手交互功能的实现。最后,通过原型系统的开发与实现验证所提出方法的可行性。     

面向机械产品装配过程的在线故障诊断策略研究

针对机械产品装配过程扰动因素复杂众多、在线故障诊断机制响应不及时的问题,提出了一套面向机械产品装配过程的在线故障诊断策略。首先通过数据采集终端对装配过程信息的实时动态采集分析,构建装配过程故障实时状态模型;然后建立了融合故障树分析技术的专家系统诊断机制,并运用控制图对故障源持续关注,从而实现对机械产品装配过程故障的实时在线诊断。通过实例验证,该策略使得车间技术人员能够及时掌握和有效处理装配过程故障事件,提高了对装配过程的精益化控制。     

云计算环境下多源信息资源管理方法

为了在动态云计算环境下对多源信息资源实现有效的管理,以保证云计算系统高效运行、资源优质共享和服务即时提供,在总结多源信息资源编目格式和描述语言、发现和匹配机制、动态组织和分配方法,以及即时监控等领域研究成果的基础上,提出了该领域所面临的关键问题和挑战,给出了云计算环境下多源信息资源管理领域的研究展望,构建了云计算环境下多源信息资源管理框架,并探讨了其在制造业背景下的应用。     

一种物联网环境下的制造资源配置及信息集成技术研究

针对应用物联网技术对于促进制造系统发展所具有的重要现实意义,结合物联网技术在机械产品制造系统中的应用模式,以基于物联网技术的制造资源为研究对象,以构建物联网环境下的资源配置模型为核心目标开展研究。 结合机械产品制造过程及制造资源特点,在分析物联网制造系统特征的基础上,提出物联网环境下的制造资源分类方法;据此,采用面向对象的资源建模、任务资源匹配等映射机制,构建物联制造资源本体模型、映射模型和组态模型,并建立制造资源感知和信息集成框架,实现制造资源的互联感知与信息集成。研究结果为物联网环境下的制造资源配置提供了一种有效的参考模式和实现途径。以生产实践中开发的原型系统为例,验证该方法的可行性和有效性。     

基亏北斗-物联网技术的导航信息系统探讨

物联网技术在人类生活的各个领域发挥着越来越重要的作用,作为国家战略高科技项目的北斗卫星导航定位产业,必须在此背景下明确自身的地位和作用。本文着眼物联网构成的关键环节和需求,依托北斗系统的独特优势,构建了基于北斗一物联网技术的船舶导航信息系统,并探究了其应用潜力及优点,其在航标与水文监测、交通管制、防台抗台、海洋环境与渔业资源监管等方面具有广阔的应用前景,提出了若要迈进“E-航海”时代,必须紧跟信息化技术发展潮流的建议。     

现代社区管理中的物联网系统设计

介绍了一种综合运用物联网技术的现代社区管理系统,采用RFID、传感器、智能图像分析、网络传输等信息技术,建设具有人口车辆动态实时管理功能的社区周界防护系统、智能对讲门禁、社区车辆出入口管理系统、社区智能视频分析系统、家庭管理综合应用系统,并实现社区管理信息与公安信息平台的对接。描述了几种先进的物联网技术在社区管理中的典型应用,包括周界激光雷达传感主动防护、RFID射频识别的社区出入口管理、智能视频传感器技术、家庭管理传感网络技术等。     

基于物联网的卷烟物流建设及优化研究

针对我国烟草物联网技术发展落后的现状,提出了设计卷烟物联网的工业实物入库、各级烟厂当地工商物权转移、实现物流全过程追踪和可视监控等发展方向,物联网技术在烟草商业物流的优化中,针对货源供应和货物在途管理2个方面进行了信息定位与控制优化,并设计了卷烟行业的多层数据挖掘模型,以实现更有效的信息识别。本研究对于我国物流行业的信息化建设具有一定的参考价值。     

工业物联网环境下隐式人机交互消息传播方法

针对工业4.0环境下人与周边物联网制造资源交互具有临时再配置、网络拓扑复杂多变的特点,以群集、社会化自组织的工业物联网智能设备为研究对象,构建简洁、高效的隐式人机交互机制。考虑人的因素对物联网节点交互的影响,引入设备社会化网络,提出了一种社会化设备对设备的隐式交互消息传播方法。以汽车轮毂的客户定制过程为例,进行了隐式交互分析;引入Caveman社会关系构建方法与概率模型,以消息完成率与体感网连接设备数量为指标,对所提隐式交互方法的性能进行了分析。仿真结果表明,与随机消息转发机制相比,所提社会化设备对设备交互的消息传播的最大平均完成率提高7%;在给定用户满意度条件下,周边直接连接智能设备数量可进行数值计算。研究结果为工业物联网环境下的人机交互系统参数选择提供了理论依据。     

基于物联网的智能水表装置的设计与实现

随着物联网技术的飞速发展,为保证水资源的合理利用和有效监测管网中的水资源流失情况,亟需提供一种能够实时监测居民用水的物联网水表装置。通过采用物联网水流量装置,有效解决现有水表安装在户外或者地下室中人为抄读数据不方便,以及人为抄读数据容易出错的问题。工作人员通过查看抄读回的用户使用数据信息,对用户的使用情况进行检测和控制。实验表明,此智能水表装置可以达到传输数据的目的,为后续的漏损分析提供了重要的依据。     

基于物联网的电力机械设备巡检抢修智能决策

为了保证电网正常供电,需要定期巡检电力机械设备,确保在设备发生异常时可以及时抢修,为此提出基于物联网的电力机械设备巡检抢修智能决策方法。 利用物联网构建电力机械设备实时巡检架构,并重点设计了电力巡检机器人自动控制方案。 根据线上巡检、历史数据计算健康指数与故障率之间的关系,采用层次分析法逐层分析各层面的影响因素,整合若干种抢修方式,并划分为不同方案属性,采用模糊互补方程对影响因素重要性进行两两比较得到权重计算结果,结合权重值构建三角模糊方程,采用模糊判断矩阵计算单一因素的决策排序向量,实现最优抢修决策。 仿真实验证明了该方法的决策耗时最短、抢修费用最低、效果最好。     

面向装配规划的机械产品装配工艺知识管理系统

分析了机械产品装配规划所需知识,利用本体方法建立了装配工艺知识本体。并构建装配工艺知识,建立了面向装配规划的装配工艺知识库。以知识库为基础并结合用户界面,建立了面向装配规划的机械产品装配工艺知识管理系统,通过应用实例说明并验证了系统的工作过程及其有效性。该知识管理系统可为快速形成装配工艺指导文件提供技术支撑。     

基于物联网技术的数控机床监控系统研究

针对数控机床在零件加工过程中出现的数据采集手段过时,生产线实时监控能力弱的情况,介绍物联网技术应用于数控机床监控系统的新方法,并分析监控系统的可行性,故提出基于物联网技术的监控模式,构建该模式下的监控系统的体系结构,在这种模式下,研究了系统的实现方法,并开发出原型系统,系统的开发与应用表明,该系统在解决监控问题方面具有一定成效。