大数据驱动的离散制造车间生产过程智能管控方法研究

在智能制造背景下,离散制造企业对利用大数据技术提高车间生产管控水平提出了迫切的需求。研究大数据驱动的离散制造车间生产过程智能管控方法,在明确离散制造车间特点与管控需求的基础上,分析了传统方法的局限性和大数据方法的优势,进而提出大数据驱动的离散制造车间生产过程管控总体框架,以制造大数据的"采集-处理-分析-服务"为主线开展研究。在"进度预测-瓶颈发现-异常溯源-智能决策"的生产过程闭环管控机制中,分别提出：基于堆叠稀疏自编码机的生产进度在线预测技术,基于平行门控循环单元的生产瓶颈漂移发现技术,基于密度峰值-模糊C均值的生产异常溯源分析技术和基于多智能体强化学习的生产过程智能决策技术。最后,以某航空企业典型离散制造车间作为对象,对所提出的大数据分析与智能决策方法进行了原型系统开发和应用验证。     

基于RFID的离散型制造物联实时数据采集系统的研究与开发

针对制造物联环境下离散制造车间生产数据采集实时性、可靠性差的问题,开发了一种基于RFID的实时数据采集系统。对离散制造车间数据采集与处理进行了分析,对数据采集系统的总体架构进行了设计,并且构建了系统的体系架构与功能模型。该系统采用多线程同步技术和数据库辅助设计程序,能够实现对车间现场实时数据的采集、车间生产任务的合理安排、车间加工设备和操作员工的实时监控。实现了一种新的车间现场生产数据采集方式,为实现离散制造车间的实时生产奠定了基础,有效的解决了各生产作业单位的信息断层与信息孤岛问题,提高了企业的生产效率。     

离散车间制造物联网及其关键技术研究与应用综述

物联网在制造领域的深度渗透和落地应用催生了一种以"物物互联、泛在感知"为特征的新型制造技术—制造物联网。在解析制造物联网基本概念、特征和应用需求的基础上,以多源制造数据的感知、传输、分析和应用为主线,阐述了面向离散车间的制造物联网关键技术;通过分析国内外制造物联网技术的相关应用研究文献,分别从车间制造资源管理、生产过程调控、车间物流优化、质量监控与追溯、智能服务与保障5方面,总结了制造物联网在离散车间的应用模式;基于制造物联网核心技术的应用和发展需求,以及与云制造、大数据、信息物理系统的紧密关联,探讨了智能制造背景下制造物联网的未来发展趋势。     

大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法

为实现生产过程的节能减排,提出一种大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法。首先,从能耗数据与工艺数据两个方面构建了制造数据封装模型,以实现制造大数据的采集与存储;其次,通过数据聚类与数据关联分析,建立了制造大数据分析方法,实现了能耗数据的特征提取及其与工艺数据的关联融合,并据此建立了离散制造车间多层次实时能效分析指标。该方法将大数据处理与制造车间能效分析相结合,通过能耗数据的挖掘分析与可视化展示,为智能车间的节能控制提供了决策依据。     

离散制造型数字化车间技术架构与关键技术研究

分析离散制造的特点,研究数字化车间的技术架构,定义了数字化车间信息流与数据交互。为我国离散制造企业规划和建设数字化车间提供了可参考的方向和依据。     

基于RFID离散制造业车间生产过程控制系统研究与开发

针对当前离散制造车间生产过程控制的实时性、可靠性差的问题,提出了一种基于射频识别技术的离散制造车间生产过程控制系统解决方案。面向离散制造企业车间层的生产过程控制系统强调制造过程数据的实时采集、生产作业计划的可执行性和有效性。开发了基于RFID的离散制造业生产过程控制系统,经仿真实验平台验证表明：所设计的过程控制系统切实有效,为实现离散制造车间的准时生产奠定了基础。     

面向数字孪生的流程型制造车间管控系统

针对流程型制造车间数据采集不全面、生产过程不透明、生产故障监控实时性差而造成的产品劣品率与生产成本高问题，构建了一种制造物联和数字孪生融合的可视化管控系统。围绕“数据感知与传输、数据适配与存储、数据分析与应用”这一主线，分析了物理制造车间的监控数据体系和管控需求，构建了面向制造物联的多源异构数据感知、传输与分析架构，提出了基于数字孪生的物联、物理、虚拟交互方案，实现多视角、分层次的数据可视化监控。最后，该系统在某锂电池材料生产车间部署应用，验证了其优良性能。     

基于RFID离散制造业车间生产过程控制系统研究与开发

针对当前离散制造车间生产过程控制的实时性、可靠性差的问题,提出了一种基于射频识别技术的离散制造车间生产过程控制系统解决方案。面向离散制造企业车间层的生产过程控制系统强调制造过程数据的实时采集、生产作业计划的可执行性和有效性。开发了基于RFID的离散制造业生产过程控制系统,经仿真实验平台验证表明:所设计的过程控制系统切实有效,为实现离散制造车间的准时生产奠定了基础。     

基于数字孪生技术的复杂产品装配过程质量管控方法

针对复杂产品装配过程中质量管控时效性差、缺乏预测性等问题,提出基于数字孪生技术的复杂产品装配过程质量管控方法。通过构建物理车间、虚拟车间和车间生产管理系统协同工作的质量管控数字孪生模型,实现了装配过程质量数据的采集、分析与反馈,在此基础上利用Markov方法预测质量数据的未来状态。最后搭建了复杂产品装配过程质量管控平台,并通过实例验证了该方法的准确性,为复杂产品装配过程质量管控提供了一种新途径。     

智能车间质量数据集成及可视化分析平台设计

为充分利用车间产生的质量数据,解决车间综合质量管理问题,建立了智能车间质量数据集成及可视化分析平台.首先针对平台的整体建设目标设计了系统功能架构;其次,利用基于模板的自然语言生成技术为传统的可视化图表添加文本描述,并在文本中嵌入可视化图表,通过文本与图表之间的交互帮助用户进行数据的可视化探索,减少用户在两者之间频繁切换的问题;最后以某企业制造车间工程质量管理为例,对智能车间质量数据集成及可视化分析平台进行应用验证,结果表明该平台实现了以质量为核心的智能制造,且文本和可视化彼此丰富增强了可视化效果.     

分布式自主协同制造——一种智能车间运行新模式

为实现生产异常的实时监控、精准预测和快速响应,针对当前以制造执行系统为核心的传统车间运行模式一直存在的异常响应缓慢、决策实时性差、系统稳定性低等问题,提出一种智能车间运行新模式——分布式自主协同制造。阐述了智能车间的分布式自主协同制造的概念、体系架构和运行机制等,探讨了智能车间的分布式自主协同制造的关键技术和特点。最后指出,分布式自主协同制造模式为智能车间的实时管控和运行优化提供了一种有效途径,有可能成为未来复杂离散制造车间的主要运行模式之一。     

数字孪生制造单元多维多尺度建模与边—云协同配置

为了解决离散型智能车间多维、多尺度、高保真建模及其软硬件配置与协同问题，以离散型智能车间的基本实现单元——数字孪生制造单元为对象，从数据—知识混合驱动的角度，探明新一代信息技术赋能下数字孪生制造单元的构成要素与关键特征，提出数字孪生制造单元的多维多尺度智能空间模型及其高保真建模方法。进一步从边—云协同的角度构建软硬件集成的数字孪生制造单元配置模型，建立了基于智能合约的数字孪生制造单元边—云协同运行与智能化管控机制。采用Java Web技术开发了数字孪生制造单元原型系统，并以航空发动机整体叶轮加工过程为案例，验证了所提模型与方法的正确性和有效性。     

物联技术下智能制造车间自协作管理方式研究

为了解决智能制造车间实时调度问题,基于车间物联技术提出了交互式、命令式及预警式3种车间自协作管理方式。通过为车间生产过程中人员、设备、物料等配备RFID设备,采集实时生产数据并交由上层数据处理与生产管理系统进行分析处理,得到感知结果,从而采用相应的自协作管理方式对缺料、拖期、质量不合格等问题进行有效处理。最后结合离散车间生产管理系统的车间调度的应用实例,验证了方法的合理性。     

基于数字孪生的产品制造过程质量管理研究

数字孪生作为“工业4.0”、智能制造以及工业互联网等先进理念的关键使能技术,具有实时同步、高保真度及双向映射等特性,是实现产品物理模型与信息模型交互融合的重要技术手段,现已成为学术界和工业界的研究热点。当前,针对数字孪生的研究主要集中在车间运行方面,然而基于数字孪生的产品制造过程质量管理研究相对较少。为此,提出了一种基于数字孪生的产品制造过程质量管控模型,阐述了产品制造过程质量管理的流程。借助“虚实结合、以虚控实”的手段,系统地分析产品制造过程质量数据的实时采集、质量监测、动态分析、质量预测及智能控制,以提升产品制造质量,并为产品制造过程质量管理提供参考和依据。     

基于.NET开发平台的离散制造车间MES的设计与研究

传统的离散制造车间生产依赖若干独立的单一功能软件,由于缺乏有效的集成与数据共享,难以达到车间生产过程的总体优化。为了对车间生产过程进行集成化管理,提高产品的生产质量,缩短生产周期,需要对制造执行系统开展研究,并开发支撑车间生产的软件系统。该文针对某重型机械企业离散制造车间现存生产调度问题及管理弊端,设计了该离散制造车间的MES总体解决方案,基于.NET开发平台的VS开发环境,开发以生产计划调度和数据管理为核心的MES系统。     

基于FAHP的离散制造车间绩效评价研究

为了对离散车间进行科学、有效的绩效评价,提出了基于FAHP的离散制造车间绩效评价方法。首先,在分析离散制造车间生产系统之后,从管理能力、生产能力和服务能力3个方面构建了一套离散制造车间的绩效评价指标体系;其次,提出了运用FAHP法对离散制造车间绩效进行综合评价的步骤;最后,实证分析了某企业制造车间中存在的具体问题及解决策略。FAHP法为离散制造车间的评价提供了一种新的方法。实例验证分析表明,该方法对提高离散制造企业车间绩效有重要的促进作用。     

基于FAHP的离散制造车间绩效评价研究

为了对离散车间进行科学、有效的绩效评价,提出了基于FAHP的离散制造车间绩效评价方法。首先,在分析离散制造车间生产系统之后,从管理能力、生产能力和服务能力3个方面构建了一套离散制造车间的绩效评价指标体系;其次,提出了运用FAHP法对离散制造车间绩效进行综合评价的步骤;最后,实证分析了某企业制造车间中存在的具体问题及解决策略。FAHP法为离散制造车间的评价提供了一种新的方法。实例验证分析表明,该方法对提高离散制造企业车间绩效有重要的促进作用。     

基于制造物联的电装生产质量数据采集与应用

针对电装生产过程中质量管控对零部件实时状态、生产过程数据采集及追溯的需要,构建制造物联环境下的生产车间数据技术架构,基于此架构提出电装生产过程质量数据的采集与应用方法,建立质量数据采集应用模型。设计生产过程质量数据采集与应用系统物理架构、逻辑架构和主要功能模块,开发原型系统,以某电装车间为应用对象验证了系统的可行性和有效性。     

离散制造企业机械加工车间制造过程管理信息系统研究

为及时反映机加工车间的动态生产信息,连接企业上层生产计划和车间底层控制,通过对离散制造企业的调研,建立基于离散制造食业机加工车间的制造过程管理信息系统.详细分析其机加工车间的制造过程和需求,对车间制造过程信息系统进行设计,并给出实际应用案例.     

基于MES的航天军工离散机加车间工时管理研究

针对国内航天军工离散机械加工车间普遍存在工时管理过程复杂、工时数据维护效率低、与其他系统传递不及时、难以有效统计等问题,提出并构建一种基于MES平台的工时信息管理模型。通过将企业的工时划分为定额工时、制造工时与实作工时,并结合车间的实际生产业务过程实现三者之间的有效集成与应用。最后,基于上述模型开发了基于MES的工时信息管理系统,该系统在某航天军工离散机加车间取得了成功应用。