基于物联网实时监控生产车间的能源效率研究

提出一种基于物联网框架的能源效率实时监控系统,该系统不仅能实时监控能源使用情况,还可以通过数据包络分析技术实现能耗异常检测并量化能效差距.通过一个微流控设备生产线的案例分析,展示了该系统如何通过消除生产车间可能的能源浪费来提高能效,实现高效的能源管理.     

基于全生命周期的整车制造效率提升策略

整车制造效率是车企的核心竞争力指标之一,提升整车制造效率对于汽车企业而言具有重要意义.基于全生命周期,从产品设计、工艺规划、现场效率三个方面分析影响整车制造效率的因素,进而提出提升整车制造效率的策略.     

基于多Agent的网络化车间制造系统调度问题研究

提出一种基于多Agent的网络化车间调度方法，给出任务驱动的网络化车间多Agent调度模型，提出了车间调度的综合指标，分析了模型中各Agent的主要功能和调度过程的算法流程。在此基础上，针对不同的动态事件，讨论了相应的调度策略，以实现网络化车间任务的分配和再调度。     

基于信息熵及超效率SBM模型的柔性制造系统绩效评价

基于熵权的基本原理,对各个决策单元输入、输出指标的熵权进行计算,在超效率松弛变量的度量方法(Slacksbased Measure,SBM)模型基础上,构建了一种带有熵权约束的超效率SBM模型。在此基础上,构建了柔性制造系统评价指标体系,进而提出了一种基于信息熵及超效率SBM模型的柔性制造系统绩效评价方法。最后,结合柔性制造系统评估案例,对方法的有效性进行了分析,结果显示,该方法具有很强的适应性。     

基于数据包络分析的网络化制造联盟企业制造资源配置评价研究

针对网络化制造联盟企业的制造资源配置评价问题,建立了成本收益数据包络分析数学模型,提出了以此为核心的制造资源配置评价方法。该评价方法基于数据包络分析的基本思想,将制造资源配置评价问题映射为制造资源配置的成本收益分析问题,应用完全成本分析和作业成本分析方法,建立网络化制造联盟企业制造资源的自营配置成本、外包配置成本和制造资源配置的收益价值模型。在此基础上,建立制造资源配置评价的成本收益数据包络分析模型,并提出资源的优化配置策略。最后,以实际运营的新产品快速开发网络化服务平台为例,验证了分析模型的有效性和实用性。     

基于绿色制造的车间布置改进措施研究

基于系统布置设计的思想,综合考虑资源消耗和环境影响,提出了对车间布置进行改进的措施。这些措施能有效降低生产过程资源、能源消耗,减少环境污染,使工作条件得到明显改善,并结合某厂生产车间布置具体情况进行分析研究,对该方法进行了验证。     

基于数字孪生的零件智能制造车间调度云平台

零件制造车间中工作要素路径的未知性、时间的不确定性,以及生产要素信息的孤立性,严重影响了车间调度的有效运行。基于数字孪生技术提出一种解决零件智能制造车间调度问题的新方法——调度云平台,构建了调度云平台的框架模型以及调度工作流程;搭建了调度云平台的全生命周期监控系统,监控产品的实时运行状态;基于全生命周期监控系统实时监控的数据,利用大数据分析技术对车间生产过程中多源动态扰动进行预测和诊断,在此基础上提前由调度云平台对动态扰动制定相应扰动策略;为阐述如何将所提模型落地,以某企业零件智能制造车间为例,对调度云平台模型进行应用验证,同时指出了基于数字孪生的零件智能制造车间未来的工作方向。     

基于动态云制造的定制加工系统组态分析及优化

针对如何在工程现场快速而简单地组建基于云的制造系统这一问题,通过分析适应定制生产要求而组建的基于动态云制造的组态,发现其组态是一个以动态云制造云发起者为起终点的、具有若干阶段的封闭环;通过分析选择动态云制造成员时需考虑的因素,将指标转化为一个体现用户要求的量纲一量;通过对动态云制造组态进行改造,将其改造为适用动态规划的层次结构,然后将体现用户要求的量纲一量作为动态规划的权引入路径优化,从而得到了可以利用动态规划方法和LINDO软件进行优化的组建动态云制造时成员选择的优化模型;最后,讨论了一个具体例子。     

基于多Agent的车间重构模型

指出了敏捷制造模式下 ,车间的功能除了具有常规的生产管理和控制功能外 ,还具有实现单元动态重构的功能和通过网络对外合作功能。提出了基于多 Agent的车间动态重构模型 ,分析了模型中 Agent之间的协商机制和实现车间动态重构模型的支撑技术     

基于模糊DEA/AR的知识化制造模式评价和选择方法

考虑知识化制造模式的复杂度,以知识化制造模式为决策单元建立了数据包络分析模型,提出一种用于制造模式相对有效性评价的模糊数据包络-保证域方法。模型中的输入变量和输出变量以三角模糊数表征,采用权重保证域以避免传统非阿基米德无穷小量求解对评价结果的影响,引入α截集计算决策单元模糊有效性的上下界,实现决策单元的相对有效性评价。在此基础上,给出一种基于模糊有效边界值的制造模式相对有效性排序方法,为知识化制造模式选择提供依据。最后,通过试验算例验证了该方法的可行性。     

提高铝压铸工艺能源效率的物联网模型方法

压铸是加工铝制品的一项能源密集型技术也是温室气体排放的重要贡献者,随着铝产品需求的持续增长,提高铝压铸工艺能源效率可以显著降低能源成本和环境影响。熔化和保温是压铸工艺中主要的耗能来源,在对压铸厂进行深入调查的基础上,找出了阻碍熔炼和保温能效提高主要障碍,即确定最佳熔炉运行参数。物联网是对生产事故进行在线数据感知和控制的有效手段,一些研究已经调查了将物联网纳入压铸工艺,然而,基于物联网的在线参数优化仍然缺失。基于此,提出了一种基于物联网模型的方法的参数优化模型。具体来说,参数优化模型通过物联网收集数据使用深度优先搜索或遗传算法方法可确定最佳的熔炉参数组合。该方法在实际中得到了验证,通过参数优化模型,可以为案例工厂节约5%～9%的成本。总的来说,该方法为实际生产问题中改善压铸工艺的能源消耗提供了参考依据。     

基于双单元制造模式的车间调度控制系统

基于敏捷制造思想研究了离散生产类型的先进制造车间的调度控制系统。在研究双单元制造模式运行和组织特点的基础上,给出了单元重组方法。研究了先进制造车间生产任务管理、生产计划、车间调度、生产运行控制、生产信息管理等问题,提出了以单元动态重组技术为基础的车间生产调度控制系统。     

基于多Agent和动态逻辑制造单元的车间控制系统研究

根据敏捷化生产的要求，分析车间控制系统的多Agent层次结构，提出动态逻辑制造单元的概念，用于组织车间制造系统资源，实现在动态多变的环境中车间制造系统快速重组，动态重构的能力，研究在动态逻辑制造单元的组织形式下，面向订单的生产调度的实现方法，并给出了车间多Agent系统的软件体系结构。     

基于敏捷制造单元的车间动态重构

为适应现代车间的敏捷化需求,提出了一种基于敏捷制造单元的车间动态重构方法.车间的动态重构是一个优化制造资源,进而构造面向产品的敏捷制造单元,形成虚拟车间的过程,采用数学规划和模糊理论相结合的方法,优化制造资源.同时,提出了一种基于不完全知识和进化博弈理论的动态单元重构模型,它能够面向不确定的需求目标,采用自下而上和自上而下相结合的方法,快速生成稳定优化的可重构制造单元,从而实现敏捷车间的组织再设计.该模型求解采用协同进化算法,并通过实例,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于制造资源优化配置的复杂零件工艺分工规划研究

动态联盟企业中面向复杂零件的工艺分工规划问题是网络化制造中的一个关键问题。针对该问题，提出了逻辑制造单元的概念，通过它在工艺分工规划和制造资源之间建立联系，研究了基于逻辑制造单元的制造资源能力建模、逻辑加工路线设计，以及面向逻辑加工路线的制造资源优化配置。最后面向复杂零件的制造，进行了基于制造资源优化配置的工艺分工规划系统体系结构设计，并给出了工作流程。     

硬质合金生产成型设备全生命周期效率优化模型构建

慢性故障的持续性发生会导致生产设备效率逐渐下降。但如果只以设备效率为优化目标,产品合格率易受负面影响。为此,构建一种新的硬质合金生产成型设备全生命周期效率优化模型。以影响硬质合金生产成型设备损失因素为基础,根据现场数据分析出的OEE(OverallEquipmentEfficiency,设备综合效率)结果,重新规范换线操作步骤,制定故障处理程度。以设备最小损失和最大产品合格率为目标,构建硬质合金生产成型设备全生命周期效率优化模型。采用遗传算法对模型求解,获取最优效率优化方案。仿真实验结果表明,所构建模型可以有效提升设备可用运行时间、总作业时间以及机械可用率,同时还能够有效缩短硬质合金生产成型设备工期。     

基于改进ALNS算法的离散制造车间物料配送路径优化研究

针对离散制造车间在多品种、小批量生产模式下面临的物料配送复杂性问题,提出了一种有效的路径优化方法。目标是通过创新的算法设计,实现物料配送的成本最小化,从而提高车间物料配送的效率,确保物料的及时供应,提高生产效率。为确保优化方法能够适应实际生产环境的需求,提高模型和实际环境的精确性和匹配性,构建了一个包括车间仓库、多个物料需求工位点、配送车辆及其载荷限制、时间窗要求等因素的离散制造车间配送模型,并考虑了车间内实际环境存在的路径约束,结合相邻工位间的实际距离,通过应用Floyd算法进行预处理,确保能够计算出所有最短路径。针对该数学模型设计相应破坏和修复算子,并运用了改进的自适应大领域搜索（ALNS）算法,通过破坏和修复过程有效地探索解空间,并利用模拟退火策略以避免陷入局部最优解。以某离散制造车间为例进行的实验验证,改进的ALNS算法展现了其在解决物料配送路径优化问题上的有效性和高效率,可以更好的减少配送成本和提高生产效率。     

制造企业能源信息模型的设计与应用

为了支持制造企业精细化的能源管理,满足多维度的能源监控与分析需求,采用面向对象设计模式,建立了一套可复用的制造企业能源信息模型,包括支持分层组合的设备资源模型,表达能源流程关系的能源网络模型,描述能源运行状态的能源计量模型。基于本模型开发了能源管理系统并经案例验证,表明本模型实现了设备资源、能源流程、能源计量的抽象和解耦,能通过配置满足制造企业从设备资源、时间、量纲等维度分层能源监控与分析的需求。     

基于GSM网络的柔性制造车间安防报警系统设计

基于GSM网络平台的柔性制造车间报警系统,集计算机技术、无线网络通信技术和测控技术于一体,实现了报警联网和远程监控管理功能[1].该系统可以实时接收远端现场情况的最新资料和报警信息,安防管理人员可以通过收到的信息及时了解前端现场的情况并进行处理.该系统结构简单、实施灵活,并节省了大量的人力和物力,提高了安全生产防范的监管力度和效率.因此研究及应用基于GSM网络平台的柔性制造车间报警系统具有非常重要的现实意义.     

基于模糊增强DEA和改进FMEA的制造技术选择方法

制造技术/设备选择是典型的多属性决策问题,针对AHP等方法确定评价指标权重具有的主观性,采用数据包络分析(DEA)方法评价制造技术。针对传统DEA模型处理不确定性信息能力差以及没有考虑指标权重范围的问题,提出基于模糊期望值法的模糊增强DEA模型。考虑到DEA模型适合将决策单元进行分类,同时制造技术需要进行风险评估的问题,提出采用改进故障模式与影响分析(FMEA)方法对筛选出的高效率制造技术进行风险评估,最终得到优选的制造技术。改进FMEA方法基于模糊数和灰色关联分析方法,考虑故障成本和维修难度以及各风险因子的权重,避免了传统将风险因子简单相乘的缺陷。以某半导体制造企业的晶圆切割制造设备选择为例,验证了所提方法的有效性。