大规模个性化定制的价值涌现原理——价值共创的新形态

依托生产模式的三维结构框架,从复杂性视角,针对手工生产、大规模生产、大规模定制、大规模个性化和大规模个性化定制等主要生产模式,分析其中从价值交易到价值共创再到价值涌现的价值生成演化历程,提炼出客户维、生产维和服务维3个维度下的价值生成路径。基于局部作用导致整体涌现的系统科学观念,揭示出大规模个性化定制的价值涌现原理,明确了该原理的基本内涵。人单合一是大规模个性化定制的一种具体实现,其价值创造规律遵从价值涌现原理。生态价值是人单合一价值创造的源泉,海尔的超模块平台组织结构可实现人单合一中的价值涌现。大规模个性化定制的价值生成过程具有涌现性特征,它以价值涌现的方式表现出来,是价值共创的一种新形态。

工业智能作业感知平台的探索与应用

针对工业“人联网”智能作业感知平台在我国劳动密集型企业的应用展开探索,搭建“智能采集+云端协同运算+人联网数字化分析管理”系统,聚焦工厂精益生产、质量管控、生产安全等场景,通过数字孪生、人工智能等技术,为制造业打造关于人员作业动作识别、工时测算、质量隐患分析、人因工程等多功能的管控平台。平台以人为本,聚焦现代化工厂人员作业精益化管理,结合数字孪生技术赋能智慧工厂,为工厂提供关于效率提升、品质优化、人岗匹配和安全管理等一系列问题的整体解决方案,为现代化智慧工厂精益管理赋能。

基于独立变桨距技术的风力发电机组载荷控制研究

研究了基于独立变桨距技术的风力发电机组的载荷控制,研究方法主要从空气动力学入手,建立了风力发电机组独立变桨距系统的多输入多输出线性化模型,利用d-q坐标变换将旋转坐标系下的载荷转换到固定坐标系下,设计模糊控制器,对d轴和q轴的载荷分量分别采用模糊PID控制。为了检验该控制方式的效果,在半物理实验平台上进行相应的仿真实验,结果显示独立变桨距控制技术可有效消除风力机上的不平衡载荷,与统一变桨距控制相比,叶轮的俯仰力矩最大峰值减少68.1%,偏转力矩的最大峰值减少52.3%,同时也可以看出,采用独立变桨距技术后对功率的输出影响不大。

漂浮式海上风力发电机组独立变桨距控制技术研究

主要研究了漂浮式海上风力发电机组的独立变桨距控制技术。首先概述了当前海上风电的发展情况,重点介绍漂浮式海上风力发电机组,分析了漂浮式平台的流体动力学和运动学特征,建立了平台的模型方程。借鉴陆上风力发电机组独立变桨距控制器的控制策略,将平台的纵摇、艏摇和发电机的输出功率作为变桨距控制器的控制目标,针对风力发电机的非线性设计了专家PID控制器,利用d-q坐标变换技术将控制量分配到3个桨叶。为了验证控制器的可行性,在国外成熟的风力发电机非线性模型FAST上进行仿真试验,将结果与不对平台运动进行控制时和采用统一变桨距控制器时的结果进行对比,对比结果表明独立变桨距技术能有效减小平台的纵摇运动,并且对输出功率的影响较小。

基于无模型自适应控制器的风力发电机载荷控制

建立了风力发电机独立变桨距系统的线性化模型。为了便于控制器设计,通过Park坐标变换将叶根的弯矩转换到两个固定的直交坐标系,对两个坐标系分别设计无模型自适应控制器进行载荷控制。在NREL建立的风力发电机模型FAST上对设计好的控制器进行了验证,结果表明基于MFA的独立变桨距控制器可以有效消除风力机上的不平衡载荷。与统一变桨距控制相比,叶轮俯仰弯矩最大峰值减小62.5%,偏转弯矩最大峰值减小60.1%,独立变桨距技术的采用对功率的输出影响不大。

家电行业工业互联网平台的云边协同资源优化调度研究

针对家电行业在数智化转型中的痛点,海尔集团建立了基于云边协同的家电行业工业互联网平台,通过平台内置模块能够实现云边资源的智能分配和任务优化调度。该模块包含任务响应接收与处理子模块、任务部署子模块和任务调度算法库子模块三部分,能够从大规模任务统一调度、异构计算协同部署与边缘任务实时重构三个层面对云边计算资源进行高效管控,满足异构计算、任务部署、协同优化的实时需求。目前该平台已经在多家工厂落地应用,为家电企业的数字化、智能化转型提供了良好的启示借鉴。

独立变桨距风力发电机系统辨识研究

主要研究了独立变桨距风力发电机的系统辨识技术。针对风力发电机系统的非线性,以风速为依据将运行过程分为若干工作点,对每个工作点的线性模型进行辨识;针对独立变桨距控制输入输出的周期性变化,将节距角信号分解为平均分量和差动分量,并将3个周期变化的差动分量通过d-q坐标变换转换为时不变的d轴分量和q轴分量;针对辨识过程中的有色噪音,采用增广的最小二乘法(RELS)对系统进行无偏一致的估计。辨识实验的对象采用成熟的非线性风力发电机模型FAST,在Matlab/Simulink中搭建了辨识实验系统。模型验证结果显示,辨识模型在工作点能很好地拟合原系统的特性,同时也可看出,辨识模型实现了对输入输出的自动解耦,可方便地进行变桨距控制器设计。

针对工业安全场景的智能管控平台研究与应用

针对复杂工业场景安全管控的痛点问题,通过融合物联网、人工智能、5G、边缘计算等新一代信息技术,提出了建设具备感知、监测、预警、处置、评估等功能的全场景工业安全智能管控平台的思路。该平台分为设备层、边缘层、云层以及应用层,实现了人机料法环全要素覆盖,提升了企业安全生产数字化、网络化、智能化水平,为智能安全管理平台的建设提供理论、模式以及体系架构方案的支持。同时,平台采用大企业共建-小企业共享的服务模式打造了智能安全生产行业新生态。

数字孪生技术在家电领域的模型架构与应用

数字孪生是目前智能制造领域最为热门的技术之一,已经广泛应用于汽车、航空航天等研发设计和生产控制领域。通过对家电行业数字化研发技术的分析,同时结合海尔在智能家电方面的研发实践,总结了家电研发流程中与数字孪生相结合的方向及价值,并给出家电全生命周期研发过程中实施数字孪生的方法及建议,提出家电产品数字孪生体的架构模型,为探索未来家电研发技术提供新的思路。

风力机柔性制动系统设计与仿真

在分析风力机制动数学模型的基础上,设计了柔性制动系统,搭建了半物理混合仿真实验台,并在实验台上进行了风力机柔性制动模拟仿真实验。实验结果表明,风力机正常停机时,柔性制动系统通过改变PLC的PWM输出控制高速开关阀通断时间,从而调节制动力,完成柔性制动过程,可以使叶轮转速下降平缓,风力机齿轮箱扭矩波动减小。

大规模个性化定制研究综述

大规模个性化定制作为未来主流生产模式,日益受到学术界和产业界的关注。本文对大规模个性化定制的原理、技术、应用等进行了系统性研究:首先,详细介绍了大规模个性化定制的历史起源和研究历程;其次,研究分析了实现大规模个性化定制所需要的基本原理和关键技术,如用户需求识别技术、个性化产品设计技术、规模定制化生产技术等,并基于家电、汽车等典型行业案例对应用路径和实际效果进行了说明;最后,总结了大规模个性化定制的价值,并对未来发展趋势进行了阐述。

冰箱能耗贴自动打印贴敷系统应用与实践

目前冰箱生产中能耗贴都是由人工录入模板印刷、人工贴敷。人工操作容易出现能耗贴错贴、容积印刷错误、二维码扫描同产品编码不一致等问题。针对上述问题,设计了一种能耗贴自动打印贴敷系统,并对该系统组成、工作原理、工作流程、难点解决方案及实际应用效果进行了详细介绍。通过读码器读取产品条形码信息获取产品信息、打印机根据获取的产品信息打印相关型号能耗贴、机器人负责抓取并贴敷能耗贴,整个工作过程自动完成,无人化操作,将人为误判操作造成的能耗贴不良率降低至零,同时降低了人工成本。

基于工业互联网平台的大规模个性化定制解决方案

针对目前企业在大规模个性化定制转型中的痛点,海尔集团基于自身制造经验和数字化转型实践,打造了基于工业互联网平台的大规模个性化定制解决方案。该方案包含Baa S数字工业操作系统、BaaS工业大脑及大规模个性化定制套件,能够解决企业数字化转型中的路径不清、技术薄弱和投入巨大等痛点问题,有效提升了企业核心竞争力。目前该解决方案已经在家电、服装等多个行业应用,有力支撑了我国制造业的高质量发展。

基于载荷估计的风力发电机组独立变桨距技术研究

研究基于载荷估计的风力发电机组独立变桨距技术。传统的独立变桨距控制技术需测量叶根弯矩作为目标值,且需在每个桨叶上安装载荷传感器,增加了安装和维护成本,同时会引入测量噪音,基于载荷估计的独立变桨距技术能很好地克服上述问题。分析风力发电机组载荷的主要来源及其影响程度,建立风载荷的过程模型,并以此构建载荷估计器。在NREL建立的风力发电机组模型FAST上对载荷估计器进行验证,并与传统方式进行对比,结果表明:基于载荷估计的独立变桨距控制器在一定程度上可消除风力发电机组上的不平衡载荷,与统一变桨距控制相比,叶轮的俯仰力矩最大峰值减少23%,偏转力矩的最大峰值减少15%,与传统独立变桨距控制技术相比,成本大大降低。

基于工业互联网平台的智能工厂模式研究

海尔是中国最早一批探索工业互联网的企业。2017年,海尔依托自身30余年制造经验和多年数字化转型经验,推出了具有中国自主知识产权、全球首家引入用户全流程参与体验的工业互联网平台——卡奥斯平台。卡奥斯平台连续两年入选国家工信部“跨行业跨领域工业互联网平台”,并位居首位,揽获中国管理科学奖、德国工业4.0奖、中国工业大奖;主导或参与40余项国际、国家标准的制定,唯一被三大国际标准组织共同批准主导制定大规模定制国际标准;参与欧洲联邦云GAIA-X建设,成为欧盟外首个将平台架构融入到欧洲数据和云主权中的工业互联网平台。

基于CiteSpace的全球智能家居行业研究知识图谱分析

以WOS核心合集2011年至2020年度有关智能家居领域的14411篇文献为对象,利用CiteSpace软件对研究作者(Author)、机构(Institution)、关键词(Keywords)、共被引(Co-citation)等进行知识图谱分析和结果可视化。分析结果表明,近十年来中、美在智能家居领域的研究成果和研究贡献价值占据主导地位,其中智能电网、能源管理以及IoT等技术是智能家居领域持续受到国内外学者关注的热点技术,也是未来发展智能家居必须重点投入解决的问题挑战。同时,人工智能技术在智能家居领域的应用研究成果并不多,需要全球专家合力推动智能场景落地,真正实现智能化。为智能家居领域企业、科研院所提供主要研究热点、技术发展动向和行业发展态势,指导企业更好开展战略规划、技术占位和情报分析。

基于风速模型的风电机组动态转矩前馈控制技术

对基于风速模型的风电机组动态转矩控制技术进行研究。首先基于扩展Kalman滤波器构建风速估计模型,利用风电机组空气和结构动力学特性建立动力学方程并对其进行线性化。在利用扩展Kalman滤波器进行状态观测器设计时,采用连续离散混合类型的迭代方式构建风速估计模型。然后利用该风速模型估计出风轮气动转矩,利用估计出的气动转矩建立风电机组动态转矩前馈控制算法,并给出了控制算法稳定性设计方法。最后以国内某厂家2MW风电机组为例,对风速估计前馈控制算法进行了仿真和现场测试验证。结果表明,风速模型的估计值与现场实测值吻合度较高,风速相关性达98.4%,基于风速模型的风电机组动态转矩控制方法可以有效降低风电机组关键部位的极限载荷。

兆瓦级风力发电机组主轴优化设计

主轴作为风力发电机组传动链系统中的核心部件,其结构强度对整个机组的安全、稳定运行有着至关重要的影响。针对某4 MW双馈式风力发电机组主轴,根据其结构形式和载荷传递特点,利用参数化建模语言,以仅受压属性的杆单元模拟主轴轴承滚子,建立了有限元分析模型。依据GL2010认证规范,推导出考虑主轴平均应力效应的S-N曲线,并根据轮毂中心处的极限工况载荷与疲劳时序载荷,进行主轴静强度和疲劳损伤计算,结果显示主轴的静强度满足设计要求,疲劳强度需要优化提升,针对上述结果从结构刚度协调性和表面粗糙度两方面进行优化设计研究,最终,在保证主轴满足强度要求的同时,重量降低了约2.23%,实现了轻量化设计。

浮体间距对半潜式风力机平台水动力性能的影响

由于半潜式海上风力机平台的浮体(立柱和下浮箱)之间的相互影响,船长与浮体中心线间距的比值L/b不同时半潜式风力机平台的水动力性能存在显著差异。对5种不同L/b值的半潜式风力机平台的波浪载荷、运动性能进行频域水动力数值预报,探究半潜式风力机平台水动力性能随L/b值的变化规律。结果表明,当L/b值介于1.8~2.0之间,半潜式海上风力机平台具有最佳的水动力性能,这也与国内外已经交付的11条半潜式平台的主尺度统计资料相吻合。

面向大规模个性化定制的互联工厂的数字化技术应用研究

大规模个性化定制的互联工厂是以用户互联为核心,整合用户个性化需求,并深度参与企业全流程、零距离互联生态资源,快速、低成本且高效地提供智能产品、服务和增值体验的智能制造模式。基于对大规模个性化定制的互联工厂的数字化技术应用研究,提出互联工厂的数字化技术总体实施架构,同时结合互联工厂中的实际业务需求场景,介绍数字化技术在大规模个性化定制的互联工厂中的应用实践和关键作用。通过互联工厂的数字化体系建设,实现互联工厂全流程业务智能管控、智慧运营和智能决策,最终实现降本提效,更好地服务企业管理,提升企业核心竞争力。