可重构低熵智能车间布局建模与优化

针对智能车间布局,采用单元布局的方式分别对单元间布局和单元内布局进行建模,设计涵盖物料搬运成本、时间损失成本、单元重构成本、设备成本、车间面积利用率和布局柔性等面向低熵化车间布局的多目标函数,给出包括边界约束、间距约束和固定位置约束等符合车间实际情况的定量约束条件。针对车间布局模型多变量、多约束和非线性的特点,设计一种基于精英策略和自适应交叉、变异算子的双层遗传元胞算法进行求解。通过典型企业作业车间布局改造实例分析,验证模型和算法的可行性和有效性。

智能车间的工业互联网平台设计

传统的工业生产场景中对工业设备的监控与维护主要依赖于车间管理员的巡察、监视,增加车间生产成本。为实现工业车间的数字化、智能化,设计了基于SpringBoot与MyBatis框架的智能车间的工业互联网平台。应用结果表明:该平台达到了设计目标,提高了工业生产的效率,降低了生产成本、人力资源成本、缩短制造周期、提高产品质量以及降低生产危机。

基于双深度Q学习网络的面向设备负荷稳定的智能车间调度方法

在车间管理中,设备负荷是一个关键性能指标,负荷稳定直接影响了生产效率与生产成本,但目前鲜有研究关注如何实现设备负荷稳定的问题。为此,提出一种面向设备负荷稳定的智能车间调度方法。该方法通过一个含有深度神经网络调度模型的调度智能体,分析车间生产状态与设备负荷间的相关性,及时输出满足期望目标的调度方案。针对深度神经网络调度模型,设计了一个基于双深度Q学习网络(DDQN)的深度神经网络调度模型训练器,其利用奖惩学习免监督地形成调度样本,借此对深度神经网络调度模型进行网络参数更新,实现模型自学习。所提方法在MiniFab半导体生产车间模型中进行了验证,证明了所提调度方法能实现对智能车间设备负荷的控制,从而保证车间整体设备负荷的稳定性。

针织智能车间自动换筒任务调度技术

在圆型纬编针织智能车间中,为实现针织换筒机器人自动换筒的合理调度,保证纱筒更换效率,提出一种考虑纱筒余纱量的针织换筒机器人换筒任务调度方法。基于纱筒余纱量、换筒任务响应时间、换筒任务总路径和圆机生产连续性等约束结合纱筒更换时序要求和换筒机器人运行速度,建立了以改进遗传算法为核心的针织换筒机器人自动换筒任务调度模型。基于换筒工序改进启发规则,对针织自动换筒任务进行选择排序,优化算法在排序生产和换筒路径规划中的合理性,提升换筒效率。实验测试表明,基于纱筒余纱量约束改进的遗传算法换筒效率优于单纯按空纱筒时间依次排序的算法,效率提升40%左右,且算法前期的收敛速度优于传统遗传算法,提升50%左右,对促进针织生产全流程自动化、换筒工序智能化发展具有实际的参考价值。

基于Q学习的智能车间自适应调度方法

为降低智能车间中动态不确定因素对生产性能的影响,提出一种基于Q学习的智能车间自适应调度方法。该方法设计基于强化学习的智能车间自适应调度框架,采用Q学习算法,通过智能体—环境交互试错机制,自主训练调度模型,并根据生产车间环境变化动态更新调度模型,以支持能够指导车间运行的最优决策轨迹的生成。所提方法在MiniFab半导体生产线模型上进行了验证,结果证明该方法能够有效应对智能车间生产环境变化,在生产全过程中能对调度决策进行实时调整,优化车间综合性能指标,同时显著降低时间与人力成本。

基于改进混合粒子群算法的智能车间无人机巡检路径规划

智能车间无人机巡检路径规划是一种典型的室内无人机路径规划技术,通过无人机对车间各工作区域进行智能巡检来解决部分在工作区域发生的问题或者对发生的问题进行及时反馈。针对路径规划这一问题,以巡检路径最短为目标提出一种改进的混合粒子群算法,该算法将粒子群算法和遗传算法进行结合,通过对遗传算法进行结构优化以及寻找粒子群算法的最优参数组合,使之更易收敛于最短路径。仿真实验证明,相较于传统的粒子群算法,优化后的混合粒子群算法收敛能力得到了很大的提升。最终的模拟实验验证了该算法的可行性。

绿色表面处理智能车间建设的研究与应用

本文介绍了绿色表面处理智能车间建设的研究目标及主要内容;主要介绍了绿色表面处理智能车间建设的总体规划、思路和目标;重点阐述了智能车间企业层、车间层、产线层、设备层各层关键技术解决方案。通过建立以柔性生产控制自动化产线为核心,生产管控系统为基础,对工单、工艺路线、生产过程中的物料、BOM、设备和工具,品质、生产异常及产品追溯等进行有效的管控的绿色表面处理智能车间,从而实现对生产数据及时准确的采集,增强生产流程的透明度;增强生产管控能力,使表面处理车间逐步成为高效、节能、绿色、环保的智能车间。

面向智能车间的工艺规划辅助决策方法

为了实现制造智能化环境下工艺规划决策目标,优化制造资源配置,提出面向智能车间的工艺规划辅助决策方法.以零件加工特征为基础,将含有加工工序和设备信息的历史工艺规划方案视为云服务资源,通过制定语义匹配策略,初步匹配出待选工艺规划方案集.把工件的加工时间、加工成本、在工序间的转运距离与设备实时状态效用作为优化目标,引入罚函数建立适应度函数模型,运用改进群领导优化算法在待选规划方案集中优选出最佳方案.通过实例验证了该方法的有效性.

智能车间及智能车床的研究

制造业转型升级是世界范围内的工业革命,发达国家纷纷针对各国制造业的特点提出了智能制造的战略规划。分析国际上著名的战略规划,结合我国制造业特点的基础,提出我国智能工厂的工作原理,并建立智能车间的体系结构。以智能车床为例对智能机床的设计进行了探讨,研究智能车床的生产过程,最后探讨智能车床关键技术。

基于信息物理系统的环锭纺纱智能车间温度闭环精准控制方法

环锭纺纱智能车间的温度对纺纱工艺和成纱质量有很大影响,需要精准控制其波动。提出基于信息物理系统的环锭纺纱智能车间的温度控制方法,通过对环锭纺纱温度大数据的分析,形成对空调出风量、加热量等的调节策略,实现温度闭环精准控制。首先,提出温度闭环精准控制架构,该架构分为物理层、通信层、信息层和控制层4层;其次,建立温度闭环精准控制模型,通过数据分析形成温度精准控制策略;最后通过案例仿真智能车间的气流场和温度场,并对实测平均温度值与模拟温度值作对比。结果表明,所实测平均值和模拟值相比偏差不超过±0.62℃,所提方法可以将智能车间温度精准控制在2℃内波动。

云制造智能车间机床资源的再分配服务模型与解算

针对多品种、小批量、强交货期的柔性生产方式下云制造智能车间机床资源再分配服务问题,以各工件在机床上加工的最短完成时间、机器总负荷最小、成本最低为多目标函数,以机床均衡率为综合评判函数,建立了再分配服务模型。采用一种基于Pareto外部档案的多目标教与学优化算法对上述模型进行了求解,仿真结果表明多目标教与学优化算法在收敛性和求解效率等方面具有较大优势。研究可为解决云制造平台下的智能车间生产规划难题提供有益指导。

智能车间图纸无纸化关键技术与应用研究

针对智能车间实施过程中加强技术状态管控、推行制造现场图纸无纸化的需求,提出图纸无纸化技术路线,并对其中的异构设计数据管理、BOM构建和演变过程、现场设计文件状态管控、大文件下载浏览等关键技术进行描述,最后基于现有信息系统架构,开发了对应的功能模块,介绍了实施图纸无纸化的效果。

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。

基于数字孪生的智能车间系统仿真加速测试方法

为解决当前制造系统软件可靠性仿真测试时间长、测试环境难以搭建等问题,提出采用数字孪生技术与智能车间系统仿真加速测试相结合的方法;建立智能车间高保真数字孪生模型替代现实生产车间系统用于制造系统软件的可靠性仿真测试,首先要构建包含产品、设备资源、工艺流程等系统级仿真模型;同时,为仿真车间生产事件流程,在模型中,还需结合生产实际情况,设置设备间通信协议、通信数据以及生产线事件及队列顺序,真实模拟系统运行环境;通过构建步进电机产线数字孪生模型,仿真加工装配流程,运行智能车间系统软件,采用仿真时钟推进机制开展加速测试,验证了该方法的有效性和实用性,对开展工业系统软件高保真快速测试评估具有一定的借鉴意义。

大型船舶分段焊接智能车间标准体系研究

文章介绍了大型船舶分段焊接智能车间的内涵及其标准体系研究现状,构建了大型船舶分段焊接智能车间的标准体系,阐述了该标准体系各部分的基本内容。大型船舶分段焊接智能车间的标准体系的研究为船舶企业分段焊接智能车间的建设提供了基础平台。

基于群决策的智能车间团体标准协调研究

随着人工智能、信息交互等新型技术迅猛发展,制造行业有了颠覆性的改变,全球范围内掀起了智能制造的浪潮。对于车间来说,实现智能化的关键之处在于数据共享和标准化,联盟企业在构建车间团体标准时,需要由多方协商讨论而来。为探究智能车间中的数据库团体标准的建立,构建了层次结构模型,从可操作性、适用能力、时效性和科学性这4个方面对方案进行评价,并运用模糊层次分析法作出决策,最终从多个方案中选择出了最优方案。

智能车间输送带多流程控制设计

本文主要根据智能化车间的生产管理背景出发,利用PLC1200设计实现货物精准运输的输送带多流程控制系统,该系统的设计可协同ABB工业机器人实现多条输送带的有序控制,设计触摸屏显示及控制,可有效提高操作人员的安全,达到智能车间的自动控制、安全生产,有效解决智能车间的各工序的时间分配,提高生产效率,解决手动控制带来的数据滞后,促进智能控制技术的发展和应用。

智能车间RFID标签有效识别及制造信息自动关联

提出了一种基于电子产品编码(EPC)和自动身份识别(Auto-ID)的智能车间RFID标签有效识别方法。通过对智能车间中制造资源种类的详细划分,在EPC Global编码规范的基础上进一步细分类型和序列号两个自定义字段,得到了车间内部制造资源的RFID编码结构;根据在制品(WIP)的设计信息和生产数据形成工件制造逻辑,进而利用数据库技术实现制造资源信息在群属、空间、时间上的自动关联;最后对WIP的RFID标签和制造信息的自动关联进行了实验,以验证所提出的模型和方法的可行性及普遍性。

智能车间系统下面向加工深度分析的聚类应用

为兼顾系统对数据"实时性"与"海量性"的要求,提出一种具有实时数据库与历史数据库的智能车间系统架构并着重论述采集层实现方案。为平衡系统代价与应用性能,完成理想模型向加工环境的转换,提出一种以理想平台实验、仿真对比实验、验证性实验为核心的(ISVE)系统应用开发模式,并提出一种生产参数分析应用模型,通过运用自适应滤波、小波包分解、模糊逻辑等方法处理加工过程中主轴进给方向加速度信号实现矩形铣削平面深度的批量识别。最后以该模型为例,展示了车间智能应用的开发过程,证明了ISVE开发模式的有效性。

智能车间实时定位与监控方法研究

针对传统车间信息不及时、不准确,过程不高效、不透明等缺陷,以车间生产过程中的实时定位和监控为研究内容;分析了智能车间的定位需求与RFID应用架构;利用基于RFID的定位跟踪技术,提出了一套在智能车间建设中的应用方案;开发了融合RFID技术的应用系统;设计了一种基于贝叶斯算法的K近邻改进算法。实现了对批量零件的数目统计和变动监控,对零部件在产线移动过程中的追踪,对车间工人的实时定位与管理。在一定程度上改善了车间手工统计、丢件缺件以及管理混乱等缺陷,从而提高了车间的信息化、透明化、高效化和安全化水平。