面向离散制造业的装配车间生产物流规划分析

本文以离散制造企业C的装配车间为例,对该车间生产物流进行了业务现状和需求分析,通过对其工艺布局的优化,基于新的工艺布局建立了AGV数量测算模型,并进行了车间实际需求AGV数量测算,最终提升了企业生产现场的作业效率,优化了车间物流,同时,降低了配送成本。     

分布式自主协同制造——一种智能车间运行新模式

为实现生产异常的实时监控、精准预测和快速响应,针对当前以制造执行系统为核心的传统车间运行模式一直存在的异常响应缓慢、决策实时性差、系统稳定性低等问题,提出一种智能车间运行新模式——分布式自主协同制造。阐述了智能车间的分布式自主协同制造的概念、体系架构和运行机制等,探讨了智能车间的分布式自主协同制造的关键技术和特点。最后指出,分布式自主协同制造模式为智能车间的实时管控和运行优化提供了一种有效途径,有可能成为未来复杂离散制造车间的主要运行模式之一。     

制造物联驱动的工序物流动态规划框架

针对离散型制造车间中存在的混流排程计划与多任务执行脱离的问题,结合制造物联技术的应用重新定义当前制造过程,设计具有实时制造信息特征的新工序物流规划模型和算法,以适应数字化和智能化制造的要求。以离散车间工序物流规划为研究对象,通过搭建面向实时制造过程的无线射频识别物联环境,构建了动态物流规划体系框架,详细分析了面向车间制造过程的传感物联网络构建、基于实时跟踪信息的工序物流规划、加权赋值有向型工序物流网络的拓扑构型等关键使能技术,给出了基于浏览器/服务器结构的工序物流规划实现方法,为提升制造车间的整体物流服务水平提供了基础。     

基于网络结构特征的作业车间瓶颈识别方法

针对作业车间管理层面的瓶颈识别,从制造系统复杂性与复杂网络相结合这一全新视角,提出基于网络特性的制造瓶颈识别方法。根据设备工装、工艺路线、物流路径和产品配置等多层次生产数据,建立了作业车间网络模型。对瓶颈内涵进行了扩充,提出基于网络瓶颈效率矩阵的瓶颈识别算法。综合考虑了网络结构、网络传播机制及节点自身特性的影响,利用节点的制造负载和节点间的网络瓶颈效率矩阵表征节点的瓶颈程度,克服了其他算法中瓶颈节点识别只依赖于邻接节点的不足。通过对某机电产品企业车间生产瓶颈的动态监控和预测,验证了该瓶颈识别方法的有效性和准确性,也表明制造系统的网络模型是实现制造系统快速评估的有效方法。     

离散制造车间质量管控模式研究

为解决复杂产品离散制造过程中质量数据分散、质量问题难追溯、缺乏完善的质量管理模式等问题,开展了离散制造车间制造质量管控模式研究.通过对离散制造车间质量管控业务运行流程和质量数据链路进行分析,明确了车间质量管理的痛点与难点;提出了离散制造车间质量集成管控框架,建立了多工序质量传递模型,通过采用数字化检测设备与车间M ES...     

基于网络分析的制造车间瓶颈识别方法研究

车间制造系统中的瓶颈问题对其系统的产出价值有着重要的影响。针对复杂制造环境下瓶颈辨识困难这一问题,从复杂网络视角出发,提出一种基于网络分析的制造车间瓶颈识别方法。根据设备、部门、车间、人员、工段、工艺路线及物流路径等多层次生产数据建立复杂制造车间网络模型。基于网络模型,提取与瓶颈度相关的网络特征参数,用网络拓扑来描述制造车间的内部关联结构;提出衡量车间网络瓶颈的瓶颈贡献程度概念,将网络瓶颈度大小作为车间瓶颈识别的一个指标,并给出瓶颈度的计算算法。最后,以某车间的具体生产过程为例,通过对比分析验证了该方法的可行性和有效性。     

基于双单元制造模式的车间调度控制系统

基于敏捷制造思想研究了离散生产类型的先进制造车间的调度控制系统。在研究双单元制造模式运行和组织特点的基础上，给出了单元重组方法。研究了先进制造车间生产任务管理、生产计划、车间调度、生产运行控制、生产信息管理等问题，提出了以单元动态重组技术为基础的车间生产调度控制系统。     

制造资源实时状态驱动的离散制造车间低碳调度研究

针对离散制造车间低碳调度问题,考虑车间制造资源实时状态,构建实时数据驱动的车间状态监测框架,以机床能耗、刀具磨损和切削液损耗作为碳排放来源,结合最大完工时间,建立一个制造资源实时状态驱动的离散制造车间低碳调度模型,并提出一种融合Tent映射的多目标Jaya优化算法。首先使用Tent混沌序列初始化种群,然后引入基于邻域搜索和模拟退火算法的局部搜索方法,并使用严格的外部档案集保存搜索到的解。最后通过灌装设备生产车间的实例数据对算法和模型进行验证,结果表明所提出的算法和模型能够有效求解离散制造车间低碳调度问题,减少车间异常状态对生产计划的影响,降低车间碳排放量。     

基于熵模型的生产物流系统运行评价

针对由不同生产方式或生产结构引起的不同生产运行状况间缺乏定量评价方法的问题,从模糊熵概念出发,依据信息熵原理及有序度定义,建立了生产系统要素条件下的物流运行熵模型,同时从生产物流系统构成要素角度建立了生产系统运行评价指标体系。实证研究中以某加工车间实施单元制造前后的物流运行节点为研究对象,依据所建立的生产系统运行评价指标体系,应用所建运行熵和有序度模型,最终求解出两种不同状态下的运行熵,结果验证了该方法的合理性,并扩展了此类运行熵模型的应用范围。     

基于MES的航天军工离散机加车间工时管理研究

针对国内航天军工离散机械加工车间普遍存在工时管理过程复杂、工时数据维护效率低、与其他系统传递不及时、难以有效统计等问题,提出并构建一种基于MES平台的工时信息管理模型。通过将企业的工时划分为定额工时、制造工时与实作工时,并结合车间的实际生产业务过程实现三者之间的有效集成与应用。最后,基于上述模型开发了基于MES的工时信息管理系统,该系统在某航天军工离散机加车间取得了成功应用。     

基于RFID技术的离散制造车间实时数据采集与可视化监控方法

为提高离散制造车间多品种、小批量生产过程的透明度和生产决策制定的实时性,提出一种基于无线射频识别技术的离散制造车间实时数据采集和可视化监控方法。在提出4种典型无线射频识别监控模式的基础上,揭示了离散制造车间中无线射频识别技术应用的本质,为无线射频识别配置提供指导。设计了一种事件驱动的无线射频识别数据采集单元模型,用于采集零件的状态、事件、时间、质量等实时信息;基于该模型依次建立了加工工序、工序流、批次与批量的无线射频识别监控模型,实现了对离散制造车间生产过程的可视化监控;提出一种无线射频识别数据处理方法,为车间可视化监控提供了业务逻辑信息。设计了基于无线射频识别的车间数据采集与监控系统的功能架构,并开发了相应的原型系统,通过简单的案例验证了所提方法和模型的可行性。     

面向U-制造的车间物流实时数据语义分析

针对U-制造环境下“数据有余、信息不足”的典型问题,研究了从车间物流实时数据中有效提取信息的语义分析原理。采用射频识别技术采集工艺路线物流实时数据;通过复杂事件处理方法将简单事件（即射频识别读事件）聚合为6种常见的物流复杂事件;构建物流进度矩阵完整地记录不同时刻复杂事件的发生,以矩阵的秩和元素作为主要参数反映和描述单批次生产任务的执行进度。给出了所提原理的运行模式,开发了对应的原型系统。通过某汽车电机制造商的应用案例验证了所提原理的可行性。     

多品种小批量复杂精密零件生产车间质量信息集成运行研究

针对多品种小批量复杂精密零件生产车间质量信息数据量大、实时交互性差、统计分析困难,以及生产质量得不到有效控制等问题,结合精益制造和集成化等先进管理思想,提出一种多品种小批量复杂精密零件生产车间质量信息集成运行模式,从目标层、业务执行层、状态分析层以及信息采集与交互层等四个层次构建了该运行模式的总体框架,并研究了基于网络化多功能交互式信息终端的信息交互层模型和质量信息集成运行的信息采集与交互平台,以支持该模式的运行.针对某多品种小批量复杂精密零件生产车间,采用该模式进行了应用实践,取得了良好的应用效果.     

基于解释结构模型和复杂网络的制造系统关键脆性因子辨识

针对制造系统关键脆性因子难以辨识的问题,基于解释结构模型(ISM)和复杂网络理论,在充分考虑不同脆性因素影响的基础上,综合节点局部和网络全局两个方面提出一种制造系统关键脆性因子辨识方法.将脆性因素视为网络节点,依据复杂网络理论构建脆性因子复杂网络模型,从节点局部连接特性出发对复杂网络中节点的多个重要网络特征参数进行分析求解;同时结合ISM理论,对复杂网络进行层级划分,明晰各节点在整个网络中的层次结构关系并绘制基于ISM的网络递阶有向图,从网络全局的视角分析节点重要性,辨识出制造系统中的关键脆性因子,为制造系统的安全运行提供保障.以某装配系统为例验证了该方法的正确性,并将其用于ARPA网络,结果表明,相比于其他方法,所提方法更能有效区分网络中各节点重要性的差异,进一步验证了所提方法的有效性.     

复杂产品制造过程重要资源节点发掘

结合复杂网络理论在复杂系统评价上的优势,构建了产品制造过程系统网络模型。将系统中的各设备资源定义为网络中的节点,考虑任务路线的流向,同时加入各工段占用设备的有效时间,将产品制造过程等效为一个有向加权网络图。基于所建立的模型,从网络节点拓扑位置差异与节点自身所具备的关键属性两方面给出资源节点重要度评价指标体系,提出了一种基于熵权—模糊综合评价方法的产品制造过程资源节点重要度评估方法。结果表明该方法能有效地发掘复杂产品制造过程中的重要资源节点。最后,结合变压器制造企业的产品制造过程实例,证明了方法的合理性和有效性。     

基于RFID的离散型制造物联实时数据采集系统的研究与开发

针对制造物联环境下离散制造车间生产数据采集实时性、可靠性差的问题,开发了一种基于RFID的实时数据采集系统。对离散制造车间数据采集与处理进行了分析,对数据采集系统的总体架构进行了设计,并且构建了系统的体系架构与功能模型。该系统采用多线程同步技术和数据库辅助设计程序,能够实现对车间现场实时数据的采集、车间生产任务的合理安排、车间加工设备和操作员工的实时监控。实现了一种新的车间现场生产数据采集方式,为实现离散制造车间的实时生产奠定了基础,有效的解决了各生产作业单位的信息断层与信息孤岛问题,提高了企业的生产效率。     

5G技术赋能的智能离散制造车间主动调度模式

分析了当前离散制造车间调度模式的不足和面临的挑战，在此基础上，提出一种5G技术赋能的智能离散制造车间主动调度模式，将生产过程的传统被动调度模式转化为“互联-预测-调控”的主动调度模式。针对实际生产中交货期变化、机器故障等异常工况，通过5G技术构建云-边-端协同的车间多源异构数据互联互通体系，打通各层级之间的通信壁垒，实现全生产要素的数据实时感知与互联以及生产指令的上传下达；基于感知数据，采用深度学习等人工智能技术实现车间运行状态与异常事件的精准预测；根据预测结果主动调控生产计划，优化资源配置，构建了云-边-端协同的主动调度机制，实现调度“规则+算法”的混合联动，降低异常事件对生产过程的影响，实现复杂动态制造环境下的车间性能优化。     

基于轴辐理论的现代区域物流网络节点选择

为充分发挥区域物流在区域经济发展中的作用,提出构建一种以轴辐式网络为模型的轴辐式区域物流网络,这种物流网络具有轴辐式网络规模经济、范围经济、密度经济和结构经济的特点;为确定轴辐式区域物流网络的节点等级,选择对物流影响较大的变量,运用主成分分析法,通过最后的得分排名来确定节点等级;以湖北省为例,为确定湖北轴辐式区域物流网络的节点等级,选取对物流影响较大的八个指标,通过城市得分排名来确定物流节点的等级,并提出了对湖北物流网络的优化。     

基于视觉增强检测的车间人员数字孪生模型快速构建方法

作为车间制造资源的基本组成单位,人员主观活动具有高度不确定性,数字孪生车间中人员位置和分布信息的获取一直是难点。从现实生产生活的迫切需求出发,构建了一种自适应车间人员识别网络,并基于人在回路思想对车间复杂环境的检测效果进行增强。实验证明,所提方法与已有的三阶段级联卷积神经网络相比,检测效率和准确率更高、自适应性更强,可以为数字孪生模型提供稳定准确的支撑。     

基于.NET开发平台的离散制造车间MES的设计与研究

传统的离散制造车间生产依赖若干独立的单一功能软件,由于缺乏有效的集成与数据共享,难以达到车间生产过程的总体优化。为了对车间生产过程进行集成化管理,提高产品的生产质量,缩短生产周期,需要对制造执行系统开展研究,并开发支撑车间生产的软件系统。该文针对某重型机械企业离散制造车间现存生产调度问题及管理弊端,设计了该离散制造车间的MES总体解决方案,基于.NET开发平台的VS开发环境,开发以生产计划调度和数据管理为核心的MES系统。