“大数据与云制造”课程教学探索与实践

“大数据与云制造”作为一门将制造技术与信息技术深度融合的课程,对拓展学生创新思维,构建具有时代特征的智能制造知识体系具有重要意义。基于机械工程专业学科背景,探索了“大数据与云制造”课程的课程组织、教学模型、课程内容设计与考核等环节,通过将大数据和云制造两个维度技术融入其中,并围绕理论教学内容引入行业典型实践案例,优化教学环节和教学活动,以提高学生从大数据与云制造角度分析和解决复杂工程问题的能力和信心,为“新工科”背景下本科课程建设与探索提供参考。

基于制造数据驱动的质量波动溯源分析研究

为研究中国中车青岛四方机床加工过程中的加工质量波动与加工制造数据之间的关联性及问题溯源,通过传感器实时采集机床加工过程的加工制造数据参数,利用三坐标测量机检测加工尺寸精度(即加工质量),并通过MES系统导出数据。经过初步分析,认为温度是影响加工质量,造成加工质量波动的关键因素,通过采集轴承座和光栅尺位置处的温度数据,利用Matlab对温度数据和与之对应的加工质量数据进行关联性的回归拟合,利用神经网络进行优化得出最优模型,从而对优化加工质量的参数调整提供理论依据。同时对一日内的温度变化作出变化趋势的分析拟合,对一日内不同时间段的加工质量波动的溯源及优化作出指导。

一种基于规则的制造数据准备系统

介绍了一种基于规则的制造数据准备系统,包括具体的拣选规则、不允许规则、验证规则、铭牌规则,并给出了工作流程。这一系统通过具有较强逻辑性规则的自动化运行,可以快速生成物料清单,有效提高物料清单的完整性与准确性,为企业的生产保驾护航。

面向航天标准件产品的企业生产制造数据库建设思路

航天标准件涵盖产品类别多样、标准层级广泛,在标准件投产、制造、流转、使用等全生命周期中把控产品信息及技术状态显得尤为重要。运用信息化手段,通过建立航天标准件生产制造基础数据,对标准件产品数据进行信息化管理,确保标准件数据的标准化、规范化、同源化,以实现企业所有业务单元的数据共享。

数字化转型背景下冲压模具小刀块智能制造方案的研究与实施

冲压模具行业推进智能制造仍然存在诸多问题,能否成功实施和实现是影响智能制造发展的重要指标之一。以汽车冲压模具行业小刀块为例,设计标准不统一、加工方法繁琐、工作效率低下且成本居高不下是尤为突出的顽疾。以Tebis软件平台为实施基础,通过规范制造前期准备工作、优化标准化工艺和加工参数以及建立多工位智能加工模板,将小刀块加工过程实现标准化、数字化和智能化,帮助企业打造一个依赖于标准化体系的可持续、可升级的高效加工平台。帮助企业提高生产效率、缩短生产周期的同时,达到降低生产成本的目的。

以制造BOM为核心的制造工艺数据管理研究

制造BOM可显示产品制造的阶层关系、工艺路线、工艺装备、材料等,是离散型制造企业重要的基础和生产数据。对于制造企业信息化而言,建立以制造BOM为核心的产品数据流是一项核心工作。本文基于对产品生命周期各阶段BOM的研究,分析了制造BOM的内涵、结构,提出以制造BOM为核心的制造工艺数据管理,并面向制造企业数据管理的需求,对以制造工艺数据为基础的制造数据管理进行了论述。

基于服务的制造数据管理

为实现产品研制和生产中制造数据的有效管理,提出了一种基于服务的制造数据管理方法。该方法包括模型服务化、功能服务化和平台服务化三个方面。引入服务界面和服务群的概念,以增加模型面向服务的特性。分析了功能服务运行环境,该环境包括功能的服务化封装规则、服务适配器、服务的管理与执行环境以及模型与标准管理器四个部分。给出了制造数据服务平台的结构,包括企业信息技术资源、服务技术平台、业务服务平台和业务执行环境四个层次。最后,通过某航空制造企业的应用实践,说明了所提方法的有效性。

制造数据管理系统的总体设计及其功能实现

提出了制造数据管理系统的总体结构和处理流程，并详细划分制造数据管理系统应包含的功能模块，分析系统功能的实现途径。

面向过程的复杂产品制造数据管理

以过程为中心组织制造数据有助于从整体上实现制造数据的关联管理,通过对复杂产品制造数据管理需求的分析,提出面向过程的制造数据管理模式,将产品结构数据、质量数据和资源数据统一在一个模型中,给出了面向过程的制造数据模型,最后基于该模型构建了包含数据转换层、管理层和网络服务层三个层次的面向过程的制造数据管理平台。

制造大数据相关技术架构分析

针对大数据技术给制造业带来的机遇和挑战,通过分析制造大数据的研究现状和产生,给出了制造大数据的定义。依据制造大数据的处理流程构建其技术架构,并介绍了相应的关键技术。最后列举了几种典型的应用场景,指出了制造大数据面临的挑战并展望下一步发展方向。

MRPⅡ环境下制造数据管理系统的开发及其关键技术研究

结合国家 86 3/CIMS应用示范工程项目 ,开发了一个实用的 MRP 系统。制造数据管理子系统是整个 MRP 的基础 ,针对制造数据管理子系统 ,详细分析和描述了系统业务流程及应具备的功能 ,并对制造数据管理系统的一些关键技术 ,如产品结构的多层展开、低层代码生成、累计提前期计算。

基于EIM的制造数据管理模型研究

通过对目前企业数据分散管理引起的“信息孤岛”问题的分析 ,提出了面向PLM的企业整体模型概念 ,阐述了制造数据与企业整体模型的关系 ,分析了制造数据的静态属性和动态属性及其与企业各部门之间的映射关系 ,采用语义数据模型化技术IDEF1X ,给出了MBOM的组织结构 ,构建了基于EIM的制造数据模型 ,以实现制造数据与企业各部门数据的共享和集成 ,为构建EIM下的制造数据管理模块提供蓝图。

制造过程数据形式化语义建模

在总结制造过程数据内容和分析现有制造过程数据表达方法的基础上,提出一种基于多色集合理论的制造过程数据形式化表达方法,将制造过程数据所涉及的活动、对象、关系置于统一的以过程为核心的数学模型框架中。给出基于多色集的制造过程数据模型与过程描述语言(Process specification language,PSL)核心语义的映射关系,并对PSL核心语义进行扩展定义,以保证制造过程数据具有规范的过程语义。以一个齿轮轴工艺过程制造数据形式化语义定义为实例,说明基于多色集合理论和过程描述语言相结合的形式化语义建模方法在统一组织和关联描述制造过程数据以及维护语义一致性方面的可行性与有效性。

MES环境下组件化制造数据集成管理的研究与实现

组件化软件开发是当今软件业发展的主流,应用组件对象模型COM和XML技术,开发了MES环境下基于Web的组件化制造数据集成管理系统(CMDIMS),使系统的可重用性、可移植性和可维护性有了极大的提高。文中详细介绍了CMDIMS系统的体系结构,并对系统的功能特点以及关键技术等进行了分析。

敏捷制造数据源及其实现技术

为满足产品全生命周期管理对制造数据敏捷性的需求,提出一种敏捷制造数据源的数据管理方法.分析了敏捷制造数据的应用需求,将敏捷数据源定义为一种面向产品生命周期不断变化应用需求的数据定义和管理架构,该架构包括核心对象与本体层、元数据元模型层、服务组件层以及实施层等4个层次,对该架构的特点进行了分析.提出了实现敏捷制造数据源的3个实现技术,分别是抽象元建模技术、基于规则的数据视图快速生成技术以及基于服务技术的组件重用与快速重构技术.所提出的敏捷制造数据源为支持产品生命周期内制造数据的敏捷管理、应用以及提升应用信息系统敏捷性提供了新的途径.

基于制造历史数据的产品标识失效预测与补救方法

针对离散制造企业生产环境和工艺的复杂性容易引起产品标识由于磨损、污染等因素而不可识读的问题,提出一种基于制造历史数据的产品标识失效预测与补救方法。给出了基于直接标刻技术的产品制造历史信息模型,分析了标识失效的影响因素并对历史数据进行Z-score标准化,通过主成分分析方法优化提取的特征,建立了神经网络标识失效预测模型,结合神经网络预测结果和标识转移与继承方法进行了失效标识的恢复补救。实例结果表明,该方法能够较好地预测产品标识失效并进行补救。

基于制造执行系统数据采集的工时预测与进化

为提高定额工时的准确性,提出一种基于制造执行系统数据采集的工时预测与进化技术。给出了基于制造执行系统加工历史数据的实做工时统计方法,对工时影响因素进行分析并建立了工时预测神经网络。建立了工时进化过程模型并对进化过程进行描述,利用实做工时持续对定额工时与工时预测神经网络进行优化与训练完成工时的进化,通过进化使定额工时及其预测神经网络符合实际生产。在某航天企业对该方法的效果与可行性进行了验证。

一种基于制造大数据的产品工艺自适应设计方法

随着数字化与智能化生产方式在制造业中的广泛应用,引导企业重视并发挥制造大数据的价值对革新产品工艺设计具有重要意义。本文旨在面向企业数据与业务深度融合的应用需求,提出一种基于制造大数据挖掘的产品工艺自适应设计应用方法,用于解决企业中制造数据利用率不足等问题。以企业制造数据为起点,提出了“数据+知识+决策”的产品工艺自适应设计模式,总结了该模式的制造数据挖掘与利用流程,涵盖多源异构数据融合、数据清洗与预处理、数据变换与降维、数据挖掘、数据可视化和设计决策6个过程。最后以汽车产品焊接工艺为例,建立焊接工艺参数与焊接缺陷的预测模型,用于改善焊接工艺并提高焊接质量,实现制造大数据驱动的焊接工艺自适应设计。研究表明,制造大数据蕴含丰富的知识与模式,可以指导产品设计决策,支持实现不同制造环境下的产品工艺自适应设计;建议进一步推动大数据与第五代移动通信技术等新兴技术的结合,增加对大数据平台、算法设计平台研发的投入,激发制造大数据与产品工艺设计的更大交融。

嵌入全球价值链对出口贸易碳排放的影响——基于中国制造业行业层面数据的实证研究

除贸易规模、产品结构和技术因素外,中国制造业在全球价值链中的地位以及嵌入全球价值链的模式均对碳排放效应影响显著。研究结果表明,我国制造业全球价值链地位的提升对减少碳排放有积极影响,尤其对高碳制造业作用更加明显;通过前向关联模式嵌入全球价值链有助于减少碳排放量,而通过后向关联模式嵌入全球价值链会造成碳排放的增加,尤其在高碳制造业和高全球价值链地位的制造业表现得更为明显。为实现我国经济的绿色、可持续发展,在嵌入全球价值链的过程中,政府部门及企业要进一步加大科技研发投入力度,优化出口产品结构,不断提高我国在全球价值链中的地位。

FDI对我国技术溢出的门槛效应研究——基于我国制造业面板数据的实证分析

通过对我国的制造业各行业1995—2009年间的面板数据建立相应的计量经济模型,对我国入世以来的FDI技术溢出效应做实证分析,结果表明,FDI对我国的制造业确实存在技术溢出效应。