面向流程制造的数字孪生车间可视化监控系统研究

为了解决流程制造过程监控实时性差、准确性不足的问题,在数字孪生技术迅速发展且与制造业结合愈发紧密的背景下,提出基于生产要素数据、生产工艺流程与多工序设备实体对象的数字孪生车间可视化监控系统架构。从要素、状态、运行逻辑等多个维度对多工序耦合生产线实体对象进行孪生建模,基于OPC UA统一架构的数据采集传输,虚拟车间的实时驱动等关键技术,实现了流程制造设备状态、生产要素工艺全流程三维可视化监控。基于某流程制造企业制丝生产试验线开展了应用验证,为提升流程制造过程中全生产要素的预见性、联动性、自治性提供了方法和实现途径。

数据—模型融合驱动的流程制造车间数字孪生系统研发

针对流程制造过程工序间耦合严重、过程建模困难、生产活动规划的联动性和智能化水平较低等问题,提出数据与模型融合驱动的、覆盖工艺流程全变量空间的车间多维数字孪生模型及其系统架构。融合车间生产全要素孪生模型与动态生产数据,建立了贯穿生产过程中不同工序的设备实体对象模型,从几何、物理、行为、规则等多个维度对耦合生产线实体对象特征进行刻画,实现了工艺设备静动态多维属性的数字化精准映射。在此基础上,搭建了包括物理产线、虚拟产线、信息服务等支撑多系统数据交互映射的车间数字孪生系统,研发了基于开放平台通信—统一架构(OPC UA)与Kepware的通信技术的静动态虚实映射和迭代运行机制,实现了从车间物理制造流程耦合向各孪生体参数间耦合的转换。最后,基于某流程制造企业制丝生产试验线开展应用验证,为解决流程工业耦合复杂而造成的协同交互与迭代运行难题提供了方法和实现途径。

基于集成学习和改进粒子群优化算法的流程制造工艺参数优化

针对流程制造过程中工艺过程复杂、多工序耦合严重、工艺参数优化困难等问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络、极限梯度提升(XGBoost)算法和改进粒子群优化(IPSO)算法的多工序工艺参数融合优化方法。基于LSTM神经网络建立了数据预处理模型,通过LSTM神经网络提取流程工艺数据的时序特征,进而实现了对工艺数据中异常值的处理。在此基础上,通过XGBoost算法拟合工艺参数与质量指标间的非线性关系,并结合粒子群算法构建了PSO-XGBoost质量预测模型,再将预测模型的输出作为适应度,调用改进粒子群算法反向搜索全局最优工艺参数,得到各工序的最优工艺参数组合,从而实现了流程制造加工质量的融合优化。以某企业的一条流程生产线为例,验证了多工序工艺参数融合优化模型的有效性。

融合GRU-Attention与鲸鱼算法的流程制造工艺参数云边联动优化

为解决流程制造工艺参数优化面临的多工序耦合模型构建复杂、多目标冲突分析困难、实时和准确性难以保障等问题,提出一种融合GRU-Attention与鲸鱼算法的流程制造工艺参数云边联动优化方法。设计了适用于多工序耦合生产的训练计算云边协同架构,通过设备边缘节点与云平台的高效协同,完成了预测模型和优化模型的云端训练,边缘端数据收集、模型下载和调用计算。在此基础上,建立了基于GRU-Attention多层神经网络的生产工艺质量预测模型,将输出质量指标作为适应度,调用鲸鱼算法对生产工艺参数进行全局寻优,获得不同工序最优工艺参数组合,实现流程生产不同工序加工质量的实时预测和综合优化。最后,以某流程制丝生产线为例进行了实验验证,结果表明,所提基于深度学习的云边联动方法可实现生产质量的综合动态优化,同时可降低工艺参数调控任务的完成时间。

人工智能赋能流程制造业转型升级

人工智能技术赋能流程制造业,可以助力探索尚未发掘的生产价值增长点,为流程制造业转型升级提供新的动力。

面向2035的流程制造业智能化目标、特征和路径战略研究

本文重点研究流程制造业制造流程的本构特征、耗散结构、耗散过程和建模机理等物理本体问题,以石化工业和钢铁工业为主要研究对象,将智能化与信息物理系统的概念进行对接,研究如何实现全厂性动态运行、管理、服务等过程的自感知、自学习、自决策、自执行、自适应,构建基于信息物理系统的智能化工厂。据此论证面向2035年的流程制造业智能化发展的目标、特征和路径,并针对性提出机制建设、科技项目、财政支撑、技术研发、知识产权、国际交流等方面的对策建议。

流程制造型企业的资源价值流转模型构建研究

以物质流转平衡为基础,通过界定资源流转价值概念,构建流程制造型企业的资源价值流转四大模型:核算模型以核算基本式与分解式为基础,用以刻画生产过程的资源投入、消耗、产出及废弃价值信息;方程式评价模型包括基于资源、经济价值与环境三效率一体化的总体方程式,并从资源输入、消耗与循环、输出三环节延伸至企业内部结构层面构建因子分解式;因子联动分析模型可有效揭示企业资源流转的价值变化规律及相互关联,满足企业资源流转改善潜力与优化路径的信息需求,提升产品综合价值。最后将各类模型融入PDCA螺旋式优化管理过程中,实现企业资源、能源消耗与经济效益、环境负荷的动态优化与协调,为企业环境管理、资源流转优化及可持续发展提供决策支持。

流程制造业与离散制造业物流特点

流程制造业是制造业的重要组成部分,流程制造业的物流问题长期以来没有得到学术界应有的重视,但是,物流问题对于流程型制造业的影响十分重大而深远。通过对连续流程制造业为典型的流程制造业与多品种小批量离散制造业为典型的离散制造业物流特点进行对比分析,为这两个工业门类的物流管理及运作建立了整体的分析框架。在前述基础上,进一步提出:流程制造业和离散制造业本身产品的理化特点、产品结构、工艺流程将极大程度上决定其在供应物流、生产物流、销售物流、回收及废弃物物流等物流核心领域的运作模式。

数据驱动的流程制造工艺参数匹配方法

针对流程制造业在个性化制造环境中工艺参数难以快速决策以响应用户需求的问题,提出一种基于数据驱动的流程工艺参数匹配方法。从海量制造工艺数据中选取相近工艺的产品生产数据,基于信息论从制造工艺参数中提取能够划分不同产品的工艺特征,基于集成分类构建产品制造要求与工艺特征的关系模型,并建立产品工艺相似度函数。通过对比历史生产数据与目标产品制造要求的相似度实现工艺参数匹配。将该方法应用于钢板热轧环节,验证了所提方法可以有效提供工艺知识服务,并能够处理耦合性特征的知识发现。

流程制造业生产作业计划模式研究

生产作业计划的制定在企业中占有重要的地位。ＭＲＰＩＩ已被广泛应用。本文试图通过一个案例介绍一种在流程制造业更为有效的生产计划模式———过程流计划（ＰＦＳ）。

流程制造业与循环经济

阐述了发展循环经济的意义与循环经济的内涵,提出技术-经济及时空因素的集成与协调是推进循环经济的有效手段。在我国实现新型工业化的过程中,流程制造业既是支柱产业、基础产业,也是推进循环经济的重要切入点。

论流程制造业循环经济的价值流分析

价值流分析是循环经济研究中的一个新兴手段。本文从流程制造业循环经济价值流分析问题入手,较深入地研究了价值循环流动的价位变化原理,提出了具体应用方法,可为企业开展循环经济价值流分析提供有效的应用指导。

MES在批流程制造业的应用与发展

制造执行系统 (MES)作为连接上层经营控制与底层过程控制的桥梁 ,是一种面向车间层的管理控制 ,又是现代集成制造的重要扩展。在综述EMS的内涵和模型架构的基础上 ,以典型的批流程制造业———卷烟企业为背景 ,对批流程制造执行系统的应用特征、技术及其发展作了框架性论述。

铂金:钻流程制造的牛角

流程制造行业的铂金ERP,矢志成为汽车零部件行业的QAD“第二”。

流程制造业本质性分析

为了能对流程制造业未来的发展方向有更加深刻的认识,本文从流程制造业中各行业的共性特点出发,将分析的视角从单一行业拓展到整个流程制造业,立足于热力学和熵等概念,对流程的本质及本质性特征进行了清晰深入的分析研究,构建了以"流"–"程"、"物质"–"能量"–"信息"、"规模"–"效率"三组重要因素为主的本质性分析框架,并对化工流程和磷化工流程案例进行了本质性分析。结果表明流程制造业发展的根本方向是要追求整体系统的熵增量趋向最小,而不是仅追求流程系统的熵减而忽视了外部环境系统中产生的熵增。要使整体系统的熵增趋向最小,不仅要关注流程系统的经济效益,同时也要提高资源和能源、环境效率。效率的提升本质上需要技术的改进、升级、创新来提供支撑,在流程系统中技术的改进升级可以小幅度提升流程系统的效率,而将颠覆性创新技术引入流程系统则可能使效率大幅度提升。

中小型半流程制造业的生产作业调度系统研究与应用

面向客户订单的多品种、小批量的生产模式,正在成为半流程制造业的主导生产方式。从半流程制造业的生产特点出发,采用粗排程、再排程两步走的策略来解决调度问题,在实际中得到了初步应用。

流程制造业中数据挖掘技术的应用

在对复杂流程制造业生产过程的数据特点进行充分分析的基础上，紧密结合流程制造业综合自动化的应用需求，给出了流程制造业数据挖掘的体系框架，分析了流程制造业数据挖掘中的关键问题。

聚焦人工智能赋能流程制造 布局制造业高质量发展 流程制造科技创新论坛在沪举办

在人工智能成为新一轮科技革命核心引擎的当下,如何充分释放人工智能对流程制造的赋能效应,推动我国流程制造业高质量发展?围绕"人工智能赋能流程制造"主题,2020年12月13日,由华东理工大学和上海流程智造科技创新研究院联合主办的流程智造科技创新论坛在上海国际会议中心召开。

沈阳机床潜心打造智能机床——以智能工厂为代表的流程制造试点示范

仅仅一个i5智能机床就能满足沈阳机床的胃口吗?答案显然是否定的,在沈阳机床的下一步中,云制造和机器人等字眼已经露出端倪。沈阳机床的智能产品总是先人一步,或许这才是智能制造的真正内涵。最近的沈阳机床可谓风光无限。尤其是被打上智能制造的标签之后。4月20至25日,沈阳机床集团以强大阵容参加了北京国际机床展览会。沈阳机床此次以"你好·明天"为主题参展。

流程制造企业基于ERP的成本精细核算方案

利用ERP可以有效帮助企业实现成本精细化核算,制定解决方案过程中需要根据企业生产特点确定成本对象和成本项目,通过增强ERP标准功能实现各成本项目的成本确认,实现分步法下成本对象的精细成本归集。