工艺规划柔性评价及其在生产调度中的应用

多工艺规划是提高制造系统运行柔性的有效方法。在规则调度中，系统运行柔性与各决策点所选的加工操作有关。定义了多工艺规划柔性概念；研究了多工艺规划间的相互关系及其对系统运行柔性的影响；讨论了多工艺规划柔性评价指标；提出一种操作优先级判据，实现了多工艺规划中不同操作的优先级排序，并用于规则调度。仿真实验表明，根据该判据，调度系统在每一决策点能优先选择使系统运行柔性较大的加工操作，从而提高系统的运行性能。     

基于信息流的医疗设备柔性智能制造研究

目的 对定制化的医疗设备制造过程的特殊要点进行总结,得出医疗设备柔性智能制造过程的设计和适用于质量控制的关键要点。方法 以医疗设备的生产流程为基础,结合医疗设备行业的特点,梳理医疗设备柔性制造中的关键问题和生产控制要点,提出适用于医疗设备柔性制造的改造思路。结果 理想的柔性制造应该依托数据流互通与溯源,进而实现建模、仿真、优化与预警的智能化应用。本文得出了三个建设要点：以“机器换人”为主要内容的技术改造形成了质量控制最基本的信息流;数字化引导,实现数据的分析利用及溯源,物料的可溯源检测实现加工工艺的调整和优化;大数据系统支持,帮助缩短制造流程,避免产品缺陷和错误。结论 医疗设备的智能制造可以依托生产执行系统制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES),从工业机器人-数据流-仿真建模的递进思路进行改造,实现柔性制造的订单可变、产能可用、物料可得的运作体系,实现产品生产全周期质量可控。     

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。     

敏捷制造柔性决策的智能多维统计启发式搜索技术研究

决策水平的高低直接影响敏捷制造的效率、效益和敏捷制造在我国的推广应用，而适合柔性决策的搜索技术成为影响柔性决策水平高低的直接和关键因素。本文在讨论敏捷制造柔性决策机理的基础上，对面向柔性决策的多维统计启发式搜索技术进行研究，提出了敏捷制造环境下面向柔性决策多维统计启发式搜索技术的基本思想和多维统计启发式搜索的算法，并且对基于规则的智能双向推理的知识库设计与推理机进行了较深入地研究。     

智能制造及其关键技术研究现状与趋势综述

新一代信息技术、人工智能等迅猛发展及其在制造领域的融合不断促使各先进制造国家积极探索智能制造的发展战略,以实现全制造流程与全生命周期数据的互联互通、业务的协同联动及决策的动态优化,最终达到制造系统的智能化、协同化、透明化、绿色化。为更全面地理解智能制造的内涵、现状与趋势,本文详细介绍了智能制造的历史与起源、制造模式的发展与演化,分析了国内外典型智能制造战略的内涵与特点,并从中抽取了若干影响智能制造有效实施的关键使能技术。最后,结合团队在智能制造领域近年来的研究基础,分析和讨论了智能制造未来的发展趋势。     

智能可重构汽车变速器装配生产线制造系统研究

围绕汽车变速器产品族装配线制造系统的柔性与重构问题,应用面向生产线重构的产品族装配工艺规划与重构装配线设计集成方法,提出可重构装配线的“主干线”设计思想。在对产品族基于功能实体识别的工艺规划基础上设计出“主干线”的柔性结构及系统的可重构实现机理。最后应用多智能制造思想构建了重构装配线的智能体系结构。该方法为提高实际装配线制造系统的柔性提供了有效技术手段。     

基于数字孪生的柔性线状态监测与分析系统

随着智能制造的发展，数字孪生技术在制造业中的应用逐步深化，可以用于复杂设备的运行监测。为实现柔性生产线的三维可视化与加工过程监控，同时指导用户对生产过程进行管理和预测，设计开发了一种基于数字孪生的柔性生产线状态监测系统。该系统的基本架构包括数据保障层、建模计算层、数字孪生功能层、用户空间层，保障了系统的功能性、时效性、可操作性等。同时从几何模型、行为模型、数据模型三个维度构建了数字孪生系统模型，实现了动作特征虚实融合一致性和工艺数据与质量数据采集。以某柔性生产线为例进行实验测试与分析，系统可以与实际柔性生产线正常通讯并对数据做出响应，且延迟均值为131.1 ms，可见虚拟映射与现实状况保持高度一致，验证了该方法的可行性。     

光纤传感在制造领域应用的分析与思考

智能制造是制造领域的最新发展方向,它是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,具备感知、决策、执行、学习、互联等特征,是先进制造技术、信息技术和人工智能技术的集成和深度融合,其中新型传感技术是实现智能的基础。新型传感技术为产品进化设计、制造工艺优化、产品质量和装备运行状态监测及装备预测性维护等提供可靠的数据来源,在智能制造中具有基础性的重要地位。回顾光纤传感这一新型传感技术局在离散制造、流程制造、重大和高端装备中的应用现状,分析光纤传感技术的特点和在制造领域的优势、光纤传感对推动智能制造的作用,以及光纤光栅传感技术和数字孪生的关系等。在此基础上,重点提出光纤传感技术在制造领域应用中存在的一系列科学问题以及光纤传感的应用原则,指出光纤传感技术将朝着标准化、智能化、网络化等方向发展,同时指出,在今后相当一段时间,光纤传感基础器件研究、面向极端制造环境和高端装备的应用研究以及精准化、微小型化、集成化和CPS融合等的研究乃是光纤传感技术在制造领域研究的主流。     

基于成组技术的敏捷制造技术研究

提出了基于GT的敏捷制造技术的思想,分析了GT是实现先进制造技术的基础,实现敏捷制造必须具备生产系统的高度柔性和制造流程的可重组性,实现虚拟企业和分散制造必须以GT为基础。研究了我国制造企业基于GT的敏捷生产组织构建方法以及敏捷制造单元的成组与制造系统重构技术。     

基于数字孪生的多维多尺度智能制造空间及其建模方法

随着数字孪生、信息物理融合系统等新兴技术的发展,如何实现面向制造业应用的物理空间、信息空间与业务空间的多维融合已成为智能制造落地实施的关键。针对该问题,从逻辑关联的视角提出了多维多尺度智能制造空间的内涵与特征,并结合数字孪生技术的实现逻辑,研究了智能制造空间的虚实映射建模方法、复杂多维时空域下智能制造过程及数据建模方法。进一步,结合某叶轮的生产制造案例对所提出的建模方法进行了验证,证明了该建模方法的可行性和有效性,为实现智能制造空间多要素、多业务、多流程的实时同步仿真与虚实联动控制提供了支撑。     

多种智能制造系统融合和应用研究

智能制造系统是一种是将物联网、大数据以及云计算等新一代信息技术与自动化技术、传感技术、控制技术和数字制造技术融合为一体的,实现工厂、企业和产品之间全生命周期管理的优化型制造系统。智能制造系统的目标是实现整个制造业价值链智能化,优化研发、工艺制造、采购、仓储、营销以及服务等各个环节。推进智能制造系统应用,是一个长期渐进的过程,它强调柔性、集成、协同高效、精益绿色和以人为本,需要充分结合行业特质产品和工艺特点。     

基于深度置信网络的大数据制造过程实时智能监控

针对基于浅层学习模型的过程监控方法难以对大数据制造过程运行状态进行实时智能监控的问题,提出了基于深度置信网络的大数据制造过程实时智能监控方法。利用灰度图建立大数据制造过程质量图谱,以精准表达其过程的运行状态;构建用于识别大数据制造过程质量图谱的深度置信网络;应用离线训练好的深度置信网络模型对当前监控窗口内的过程质量图谱进行识别,实现大数据制造过程实时智能监控。最后,应用该方法对某注塑件大数据制造过程进行实时质量智能监控,结果表明：所提方法的识别性能明显优于基于主成分分析与BP神经网络、支持向量机的识别模型,能有效应用于大数据制造过程实时质量智能监控。     

[服务型制造规划和实施]基于服务蓝图的服务型制造系统流程改善研究

针对产品制造和服务提供相融合的服务型制造系统流程改善问题,在服务型制造和服务蓝图耦合的基础上,构建了基于服务蓝图的服务型制造系统,并依据系统特征,给出了基于模糊树图的系统流程改善方法,实例分析验证了该系统流程改善方法的有效性。研究表明：基于服务蓝图的服务型制造系统能够快速响应客户的异质化需求,且系统流程改善的结果在时间、柔性、成本和质量等指标方面均能得以体现,这有助于制造企业服务价值创造的实现,以及客户通过参与获取差异化的高品质服务。     

先进光学数字化制造装备和工艺与信息融合技术研究

通过先进光学数字化制造装备、工艺与信息融合技术,能有效整合、打通光学元件制造过程中的数字化加工和检测装备,消除数字化装备孤岛;达到光学元件制造生产线上下游装备、工艺与信息的共享和协同,提升大口径超精密光学元件制造效率。应用流程分析和快速原型化方法,以光学元件数字化制造工艺流程线为基础,分析研究了数字化先进光学制造装备、工艺和信息融合技术,初步构建了数字化光学制造装备、工艺和信息融合原型系统。     

智能制造与智能混合系统

通过分析目前制造业智能化进程中存在的问题，对智能混合系统在智能制造中应用的理论和方法进行探讨，并就智能混合系统在质量管理、切削参数优化控制，设备状态监测与故障诊断、工艺过程设计和装配工艺流程设计等方面的应用作了详细的讨论。     

制造联盟的业务活动框架和决策流程研究

针对以往对制造联盟的研究多局限于概念和具体实现技术层次的不足，对制造联盟的设计、建立、运行、解散等步骤进行了研究，并分别利用建模工具IDEF0和GRAI Grid方法建立了制造联盟全生命周期的业务活动框架和决策流程，该业务活动框架和决策流程对制造联盟的设计与运作提供了指导方法，也为制造联盟的其他视图，如功能和信息视图的具体设计提供了帮助。工程实例验证了其可行性。     

数字化柔性智能制造系统在机床加工行业中的应用北大核心

针对机床加工行业中的数字化柔性智能制造系统,构建了整套系统的物理架构,给出了车间管控系统、智能仓储物流系统、三个数字化柔性加工单元的详细设计。通过传感器、无线射频识别(RFID)装置等,实时采集车间中需要监控、连接、互动的物料、刀具、物流小车、机床、量检具等的数据,并对物流过程、加工过程中的各种信息进行处理、优化和整合,构建车间局域网并与互联网结合形成车间数字化柔性智能制造系统。柔性制造化系统以实现车间工件的智能化识别、定位、跟踪、监控,并管理工厂中的人、机、料、水、电、气、生产进度、工艺参数、产品质量、环境因素等各种生产要素,目的是实现管理的自动化、智能化。最后,给出了系统的具体应用界面和应用结论。     

复杂零件网络协同制造平台研究

为了实现网络制造环境下制造资源共享与优化配置，提出了面向复杂零件的协同制造链的概念，分析了协同制造链的组织与运行模式；创建了一个基于语义Web的网络协同制造平台，对其主要功能、体系结构、工作流程进行了研究，指出网络协同制造平台在协同制造链构建与运行过程中居于核心地位。     

面向敏捷制造的可视化柔性决策研究

管理决策作为敏捷制造的三大支柱之一,决策水平的高低直接影响敏捷制造的效率、效益和敏捷制造在我国的推广应用。本文简述了敏捷制造的意义、特点、对管理决策的要求和柔性决策的产生,探讨了有限理性这一柔性决策的基本前提假设,提出了基于有限理性的柔性决策的概念,并通过与传统全面理性决策的比较,分析了柔性决策的特点、柔性决策机制、柔性决策步骤;最后进行了案例研究。     

面向凸轮轴磨削加工的智能决策云服务实现

在分析云制造模式下凸轮轴磨削加工特征和工艺智能决策需求的基础上,建立了凸轮轴磨削过程的智能决策云服务模式,设计了面向云服务的凸轮轴磨削工艺智能决策软件整体框架,构建了集成基础数据库、工艺知识库、工艺定义与决策优化等模块的工艺智能决策软件,搭建了面向凸轮轴磨削加工的智能决策云服务平台,并通过实例验证实现了工艺数据与智能决策的协同融合,为凸轮轴的高效智能磨削提供了新的思路和实现途径。