基于YOLOv5的机械零件识别及表面损伤判识研究与应用

零件识别及表面损伤判识是机器视觉在工业领域中的重要应用。文章提出一种基于深度学习的图像识别方法来进行机械零件缺陷判别。首先建立机械零件缺陷样本库,使用YOLOv5算法进行模型搭建,并经过训练、调参后获得最优模型;在求解模型过程中,文章针对机械零件数据集进行测试,结果表明模型在验证集上的精度达到92%以上,最后经过验证,模型可以准确识别缺陷,为实际机械零件识别提供了有效的决策支持。

混流制造车间物料配送路径优化

物料及时、准确送到混流制造系统的各工位节点不仅是系统正常运行的保证,也是混流系统高效运转的根本。针对混流制造系统物料配送车辆路径优化问题,从优化目标、约束条件和影响因素等方面考虑,建立了以车辆行驶距离最短、车辆利用率最大和配送次数最少为优化目标的多目标配送车辆路径优化模型。根据问题的具体情况,设计了解决该多目标优化问题的双层递进进化多目标优化算法,给出了算法的进化过程和交叉、变异模式及其实现过程。通过一个混流装配系统的实例证明了所建立的模型和设计算法的有效性。

基于马尔可夫过程的混流装配线缓冲区容量研究

为研究混流装配线缓冲区容量,基于马尔可夫过程原理,建立了通用的混流装配线模型,分析了模型中工作站和缓冲区状态,绘制了工作站与缓冲区的状态图,建立了状态转移矩阵,分析了工作站与缓冲区在不同状态下装配线正常运转的概率,推导出了装配线可用度与缓冲区容量之间的关系。用可用度计算公式分析混流装配线缓冲区设置对提高装配线可用度的影响,并以两级系统为例计算缓冲区容量,分析了缓冲区容量与可用度、费用之间的关系。

中美能源价格波动对中国进出口贸易的差异化影响研究

中美能源价格差的客观存在,既会形成国内生产的一种比较优势,又会影响我国对美国的出口贸易。本文选取中国与美国1990—2021年的面板数据为样本,基于比较优势理论,采用国家面板PPML模型展开中国对美国出口比较优势的研究。研究发现:中美能源价格差异产生的比较优势对中国出口美国贸易额影响为正,但并不显著;中国能源利用率的提高会产生不显著的负影响,而中国相对劳动力生产率的提高会显著促进中国出口美国贸易;中国在高能耗“污染类”产品生产上具有比较优势,成为“污染类”产品的出口国。

基于状态熵的制造系统结构脆弱性评估方法

针对制造系统结构脆弱性难以量化评估的难题,在分析系统结构脆弱性成因的基础上,提出一种基于马尔科夫过程和信息熵原理的制造系统结构脆弱性量化评估方法。通过分析制造单元的各种工作状态,建立了状态转移方程;定义了制造单元临界脆弱性状态,利用信息熵原理计算制造单元的脆弱性,测度其脆弱性程度;通过分析缓冲区的状态,定义了缓冲区脆弱性,分析了缓冲区状态及容量对系统结构脆弱性的影响;通过简化系统状态,定义系统脆弱性的临界状态,基于单元脆弱性和信息熵原理对系统结构脆弱性进行量化评估。利用制造单元的结构脆弱性,判断不同的制造单元在面对风险时潜在威胁性的大小,为系统安全运行和监控提供借鉴。通过混流制造系统结构脆弱性的具体评价表明该方法在量化评估系统脆弱性时具有较好的效果。

基于CPS方法与脆弱性评估的制造系统健康状态智能诊断

现有的制造系统健康管理技术很少应用信息物理系统(CPS),也很少有学者从脆弱性的角度探究制造系统的"病因"。根据制造系统的结构特征和健康管理技术原理,提出在其关键设备上嵌入基于CPS与脆弱性分析的健康管理模块,以实现系统健康状态与影响因素的在线动态分析。重点研究基于脆弱性的系统健康状态判断方法、基于数据驱动的制造系统性能异常判断和亚健康状态下设备异常因素的识别。基于嵌入式CPS的制造系统设备健康状态诊断与分析可以根据设备服役过程中的脆弱性状况判断设备的健康状态,基于数据驱动的设备异常因素判断方法可以监测设备服役过程中的性能参数变化情况,及时判断造成设备异常的关键因素。通过柔性制造系统仿真实验,证明了所提方法可实时判断系统的健康状态,有效识别导致设备亚健康状态的性能参数。

基于复杂网络的制造系统脆弱性综合评估方法

针对现有制造系统脆弱性研究的不足,提出一种基于复杂网络的制造系统脆弱性综合评估方法。对制造系统复杂网络的节点、边、局域世界和网络生长模式进行定义,建立了对应的复杂网络模型;构造了制造系统脆弱性的评估框架,从结构脆弱性和功能脆弱性两个维度进行具体评价;基于系统复杂网络的拓扑特性评估其结构脆弱性,基于系统的功效性指标评估其功能脆弱性,综合两种脆弱性建立系统的整体脆弱性综合评价模型;以发动机装配制造系统为例,通过建立该系统的复杂网络模型,评估系统的脆弱性,验证了该方法的可行性,并给出了安全运行的合理建议。

基于通用生成函数的混流制造系统脆弱性评价方法

为了解决基于状态熵的脆弱性评价方法在面对多状态系统组合爆炸问题时的困难,提出了一种基于通用生成函数的混流制造系统脆弱性量化评价方法。首先,分析求解各制造单元的状态及其概率,得到制造单元的通用生成函数,定义并计算各单元的脆性熵,建立制造单元的脆弱性分析模型;其次,根据混流制造系统结构特征和通用生成函数的串并联构造算子,得到系统通用生成函数,定义其脆性熵,基于脆性熵建立混流制造系统的脆弱性评价模型;最后,以某典型的混流制造系统为例,利用所提出的脆弱性评价方法,评估其脆弱性,并与基于状态熵的评价方法进行对比,结果表明该方法可显著提高脆弱性评价的效率。

基于模糊决策与进化算法的生产设备布局优化

为解决复杂情况下制造系统的生产设备布局优化问题,提出了一种将模糊决策与进化算法相结合的设备布局优化方法。进一步完善了优化模型,优化目标包括总成本最小、设备相邻要求最大化和面积利用率最大化等优化目标;其中总成本最小目标考虑了物料搬运成本,设备重置导致的设备拆装、移动成本,生产停工造成的产能损失成本。该方法考虑了用户对于成本、利用率及相邻性要求等存在的满意度、优先度等模糊情况,基于模糊决策理论,对多目标优化模型进行了模糊化处理,设计了模糊适应度函数,用以根据用户的优先关系评价pareto解集。基于求解模型的特点,对多目标进化算法的染色体编码方式与交叉、变异等遗传操作方式进行改进,以提高求解该模型的实用性与效率。最后以实际案例的优化结果证明了该方法的有效性。

制造系统局域世界网络演化模型及其复杂性度量

为了构建符合制造系统特性的复杂网络模型,以利用复杂网络理论分析其复杂性,建立了一种模拟制造系统演化规律的多局域世界复杂网络演化模型。提出基于复杂网络的系统复杂性度量标准,阐述了制造系统多局域世界网络模型的建模原则及其构造过程,从理论上分析了模型度分布具有幂指数在2~∞之间可调的幂律分布特性。通过仿真,验证了在不同参数取值下该模型的度分布和强度分布的幂律特性。通过发动机装配系统复杂网络模型的构造和统计分析,验证了模型的演化规律,分析了发动机装配制造系统的复杂性特征。

基于WEB的中小型机械制造业ERP采购管理模块的研究与设计

就目前中小型机制制造业的特点提出适用其管理特点的ERP系统框架,并就其中的采购管理模块进行了详细分析和实现的技术和方法。

面向网络化制造的可重构ERP系统研究

本文研究了面向网络化制造环境下的支持功能可重构的ERP系统的相关技术,提出了系统的体系结构及实施的技术方案,目的在于提高ERP系统的柔性和灵活性,利用构件技术扩展系统的适用范围,延长系统的生命周期。

新工科建设背景下创新型IE人才培养对策研究

社会经济的发展需要创新型工业工程(Industrial Engineering,即IE)人才,根据"万众创新"的要求,对新工科建设背景下的IE人才培养模式进行了研究。提出以教学改革为实践,以课程建设为契机、以校企合作为推动力、以学生竞赛为抓手的IE创新创业人才培养新理念。加强IE学生创新意识、精神的培养,开展切实有效的创新教育,使更多的IE学生投入到创新实践中去,能积极应对未来社会的调整,开发创造性思维,提高创新素质。

面向创新创业能力培养的IE课程体系优化研究

针对新工科建设背景下工业工程(Industrial Engineering,IE)专业创新创业能力培养课程体系结构失衡、课程体系中各类课程课内外渗透性差、课程内容和创新创业要求难以无缝对接等诸多问题,利用学校推进新工科建设的契机,将IE专业教育和当前大学生的创新创业能力培养相融合,优化现有课程体系结构、调整课程体系内容、优化课程体系的实施范式等,以此优化面向创新创业能力培养的IE课程体系。

一种具有唯一解的边界元法计算三维声散射问题

针对传统边界元法在求解外部声学问题时存在非唯一解的缺点,本文利用Burton-miller公式有效解决这一问题。对于Burton-miller公式引入的超奇异积分算子,采用奇异性减少技术进行弱奇异积分规划,有效避免了计算超奇异积分的困难,数值处理变得十分有效。此外,在算法中还采用有效的块对角预处理迭代求解器加速求解线性方程系统,全面提高算法的计算效率。数值算例验证了算法计算三维声散射问题的准确性、有效性及潜在的工程应用价值。

一种基于马尔可夫链的多设备串并联系统视情机会维修策略

针对一类有多种不同设备的多设备串并联系统,提出了一种新的视情机会维修策略,在该策略中,设备劣化过程建模采用连续参数马尔可夫链,设备的劣化过程为全新、轻度劣化、重度劣化3个状态点;在考虑设备维修经济关系的基础上,基于设备实际劣化状态进行维修决策。以轿车发动机车间缸体生产线设备维修优化问题为背景,建立了基于eM-Plant的缸体生产线仿真模型,详细给出了该策略下基于eM-Plant的蒙特卡罗仿真算法。通过数值算例,得到了该策略下轿车发动机车间缸体生产线在有限时间区段内的平均维修费用,给出了最优的决策变量值。

状态不完全可观条件下设备检修策略研究

为了诊断状态不完全可观条件下的设备状况,介绍了部分可观察的马尔可夫决策过程的基本原理和Perseus近似算法的基本流程。给出了基于设备加工次品率和某些核心组件振动信号诊断信息的设备状态评估方法。在基于设备状态的视情维修模式下,考虑了检测手段的局限性和检测结果的不确定性,并以某轿车发动机缸体生产线上的一台加工中心为例,建立了以最小化折扣费用为目标的设备检测维修的部分可观察马尔可夫决策过程模型。最后应用Perseus近似算法对模型进行了求解,得到了有限区间条件下的近似最优检测、维修策略和近似最优的折扣费用值。

ERP系统构件结构模型及其合成应用

提出了 ERP(Enterprise Resource Planning)构件的结构模型和由 ERP构件合成企业资源计划系统的应用方法。采用该合成方法使企业的全部业务过程沿着物质形态流水作业线不断地延长 ,直到都用 ERP构件管理 ,这对企业资源计划系统在不同企业的应用具有现实意义。

基于SolidWorks的减速器产品三维参数化变型设计

以Solidworks软件为开发平台,采用基于实例的推理方法和用面向对象的模块化设计思想建立减速器参数化变型设计系统,围绕基于Solidworks的减速器参数化变型设计系统的关键技术、实例推理技术的变型设计原理和一般步骤,在Solidworks平台上的具体实施进行了探讨,并以齿轮轴零件为例具体说明参数化变型设计的全过程。

两轴联动的数字积分插补算法的实现

运用数字积分法设计了以单片机作为微处理器的开环数控系统,实现了两轴联动。在分析数字积分插补原理的基础上,进行了整体实现方案设计,并介绍了数字积分器的实现和步进电机的控制方法,给出了相应积分器的实现代码。