基于RFID技术的行李管理应用研究

为解决客运站行李托运服务的准确性和高效性等问题,将基于改进LANDMARC算法的射频标签定位技术应用到行李的定位系统中。通过对算法的标签预分类和参考标签辅助方法的分析,建立了优化算法和行李定位精度之间的关系,提出了将改进后算法结合RF Code公司的硬件平台应用于铁路站行李托运管理系统的方法,在分析和优化读写器位置、参考标签密度等系统参数的基础上对定位精度进行了评价,并进行了实际定位效果的试验。试验结果表明,系统的标签定位平均误差减少了18%,并且有效减少了系统冗余计算,从而提高了行李定位速度。     

基于RFID的冲压模定位管理系统研究

针对制造企业冲压生产车间智能化管理需求,提出了一种基于RFID的冲压模定位管理系统。结合RFID和TDOA定位算法获取出车间内模具信息,将同一工作区的机床和模具组成一个冲压单元,进而获取加工单元的现场生产数据。通过在模拟环境下进行仿真,验证了算法具有较高的定位精度。基于C#开发的模具管理系统,可实时提供车间生产信息,实现制造企业生产过程的可视化、智能化管理。     

基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间调度

采用多目标进化算法解决具有工件释放时间、工件目标差异的柔性作业车间调度问题。依据实际制造系统中存在较多的最大完工时间、平均流经时间、总拖期时间、机器总负荷、瓶颈机器负荷和生产成本性能指标,建立多目标柔性作业车间调度模型。针对柔性作业车间调度问题的特点,设计一种扩展的基于工序的编码及其主动调度的解码机制,以及初始解产生机制和有效的交叉、变异操作;针对非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)在非支配解排序和精英选择策略方面的不足,设计一种改进的非支配排序遗传算法,应用改进的算法求解柔性作业车间调度问题得到一组Pareto解集,并运用层次分析法选出最优妥协解。通过测试基准和模拟实际生产的实例,验证提出算法的可行性和有效性。     

基于Agent敏捷化车间调度系统的研究

分析了网络制造时代传统生产调度的局限性，在Agent理论的基础上，建立了车间资源调度模型。利用改进的甘特图，进行了车间调度算法分析，并编制新型调度实验系统，模拟了敏捷制造环境下的车间生产调度情况，为车间的能力评价，生产计划以及资源重组提供依据。     

面向不确定性的车间布局调度集成建模与优化

针对制造系统的不确定性和车间布局调度协同优化难题,研究了不确定环境下车间布局调度集成优化问题,旨在耦合车间布局调度中的不确定因素,实现制造系统的高效有序运作。选取工件需求、工序加工时间和设备故障作为影响布局调度集成优化的不确定因素,构建以制造过程中总费用、总完工时间最小和鲁棒指标最大为优化目标的面向不确定性的车间布局调度集成优化模型。设计了一种具有改进选择算子的NSGA-Ⅲ(NSGA-Ⅲ with improved selection operator, NSGA-Ⅲ-ISO),改进选择算子增强了算法的全局搜索能力和稳定性,同时引入PBI距离并改进其极小值取值方法。通过基准函数测试结果表明,新算法具有更好的前端分布性和收敛性。将集成模型和改进的求解算法应用于车间布局调度工程实例,其结果进一步验证了模型和算法的有效性和可行性。     

模具车间MES系统的研究与应用CSCD

针对模具生产制造过程,研发了基于RFID的模具制造过程精益管控系统。首先,构建基于固定式RFID、手持式RFID、电子标签和无线路由硬件架构的数据采集系统,设计车间生产过程动态MES系统;然后建立车间优化调度模型,采用改进的鸡群算法,进行车间排产优化系统的设计与研发。最后,通过系统上线前的仿真测试和上线后的实际运行效果证明,示范企业模具车间的加工效率有了明显提升。     

基于无线传感器网络的自治制造车间控制

为应对制造环境不可预知和动态的变化,基于无线传感器网络的自治车间控制系统,通过在制造车间中的各种物理对象（产品、设备等）上嵌入无线传感器节点,赋予其通信、计算和决策能力,实现了基于信息素的自治控制。该算法模拟蚁群觅食过程,将复杂的车间控制问题变为多个产品自治地寻找最佳加工路径的过程。原型系统实验证实了该方法能有效地适应动态变化的制造环境,获得了满意的控制效果。     

模具车间MES系统的研究与应用

针对模具生产制造过程,研发了基于RFID的模具制造过程精益管控系统。首先,构建基于固定式RFID、手持式RFID、电子标签和无线路由硬件架构的数据采集系统,设计车间生产过程动态MES系统;然后建立车间优化调度模型,采用改进的鸡群算法,进行车间排产优化系统的设计与研发。最后,通过系统上线前的仿真测试和上线后的实际运行效果证明,示范企业模具车间的加工效率有了明显提升。     

RSSI分区化处理的自适应车间定位算法

为了研究适用于制造车间的基于RSSI(Received Signal Strength Indication)测距的高精度定位算法,考虑到制造车间的复杂环境,本算法引入高斯滤波和均值滤波器减少定位误差,提高定位稳定性;提出了传输模型分区概念,对于处在不同的锚节点和同一锚节点的不同方位区间的节点,采用不同的无线信号传输模型计算盲节点与锚节点之间的距离;在所有的盲节点与锚节点之间的距离中选择最小的三个,采用几何三边测量法求取盲节点的坐标值。实验及数据分析可知,基于RSSI滤波、分区处理和距离优化后的定位算法,其实验样本的平均定位误差为0.8899m,较改进前提高了22%,同时定位精度较高且稳定性很好,经假设检验证明,本算法较原始的RSSI定位算法在定位效果上有了显著的提升。     

拖拉机智能装配车间定位系统设计

针对拖拉机制造车间资源管理信息滞后和准确性差的问题,结合车间环境和定位需求,设计了基于UWB定位技术的拖拉机智能装配车间定位系统。系统由定位标签、定位基站、定位软件、POE交换机等组成,通过定位软件建立整个智能装配车间实时地图,设置各装配单元的坐标位置,在各移动物资上安装定位标签,根据车间定位环境在适当位置处安装定位基站并选用AOA和TDOA两种算法进行组合作为智能装配车间的定位方法;根据车间定位精度高的需求和定位对象的不同,对定位系统硬件进行选型,并在拖拉机智能装配车间的基础上对定位基站进行布局,满足了长81 m、宽72 m的拖拉机智能装配车间用13个定位基站实现0.1 m的定位精度要求,为拖拉机智能装备车间提供实时准确的资源位置信息,方便智能管理系统对装配物资的及时调度,实现对拖拉机离散制造车间资源实效、准确的管理。     

全天候移动车间巡检机器人目标定位算法

全天候移动车间巡检机器人移动轨迹复杂,为获取高精度的巡检机器人目标定位结果,提出一种全天候移动车间巡检机器人目标定位算法。优先标定得到移动车间环境的相机,获取相机参数,通过高低纹理匹配完成移动车间环境重建。然后通过相机内外参数将匹配点的图像坐标和世界坐标相关联,以此为依据估计巡检机器人的位姿。最终将得到的移动车间环境地图和周围数据相结合,采用粒子滤波算法对全天候移动车间巡检机器人位置组建的粒子群集合优化处理,通过不断迭代更新,输出目标定位结果。结果表明,所提算法可以有效降低巡检机器人目标定位时间以及联合定位误差,获取准确率更高的目标定位结果。     

基于敏捷制造单元的车间动态重构

为适应现代车间的敏捷化需求,提出了一种基于敏捷制造单元的车间动态重构方法.车间的动态重构是一个优化制造资源,进而构造面向产品的敏捷制造单元,形成虚拟车间的过程,采用数学规划和模糊理论相结合的方法,优化制造资源.同时,提出了一种基于不完全知识和进化博弈理论的动态单元重构模型,它能够面向不确定的需求目标,采用自下而上和自上而下相结合的方法,快速生成稳定优化的可重构制造单元,从而实现敏捷车间的组织再设计.该模型求解采用协同进化算法,并通过实例,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于改进案例推理的智能车间扰动处理决策研究

车间扰动事件一旦发生会严重影响车间的生产运作。为了快速高效地处理扰动事件,恢复车间正常运作,提出了一种基于改进案例推理的智能车间扰动处理决策方案。以智能制造环境下离散制造车间扰动处理为研究对象,利用三元法对车间扰动案例进行建模,分析了案例问题域的阶梯层次属性,设计了案例特征属性多维相似度匹配算法及对应的相似度计算公式;结合指标贡献率和核密度估计改进了序关系分析法,并计算最终案例属性权重值,提高了案例匹配的精确度,实现了扰动案例与历史案例的快速高效匹配,提供了应对车间扰动的具体解决方案。通过某模具智能制造车间扰动案例验证了所提方法的有效性和可行性。     

面向大规模个性化制造的车间制造服务协作链构建方法

大规模个性化制造模式下，车间内部的制造资源需频繁进行重组以构建新的服务协作链来完成不同的制造任务。为提高服务协作链的高效性和稳定性，建立了制造资源聚合模型来描述车间制造资源的聚集关系，并基于改进的K-means++算法将制造资源封装成车间制造服务。使用频繁子网络挖掘算法挖掘了频繁出现的服务协作链，并提出服务协作链评价方法来对获取的服务协作链进行评价和筛选。最后通过案例分析对所提方法的可行性和有效性进行了验证。     

基于移动信标的无线传感器网络混合节点定位算法

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一。本文在采用装备有GPS装置的移动信标的基础上,提出了加权质心定位方法和Unscented—KF滤波组合定位算法。算法首先利用加权质心定位方法,获得无线传感器网络未知节点的初步位置,再用Unscented—Kalman filter进一步提高定位精度。算法可以实现传感节点的低成本定位,容易达到很高的定位精度、可实现分布式定位计算。仿真结果显示,与算法较常用的极大似然估计相比,未知节点的定位精度有较大的提高。本算法定位过程中节点间无通信开销,计算量小,节省了宝贵的节点能量。在本文中算法是基于RSSI测距方式,它还可应用于TDOA,TOA等基于测距的定位算法中,具有较普遍的应用意义。     

模具电火花加工车间的非同等并联机混合遗传算法

针对模具企业电火花加工车间的生产调度特点,提出了一种非同等并联机的调度数学模型.与此同时,建立了一种遗传与模拟退火的混合算法,并应用于模具企业电火花加工车间,实际算例说明了该数学模型和求解方法的可靠性和有效性.     

基于 UWB 系统的采煤工作面端头采煤机 自主定位方法研究

采煤机自主定位装置的长期定位精度是煤矿智能开采的关键。 针对当前采煤机定位精度难以满足自动开采的需求,提 出了采煤工作面端头自动校准惯性导航定位系统的方法,构建了基于 UWB 系统的井下局部定位系统,对采煤机位置进行修正 纠偏,能实现采煤机长期循环自主定位的策略。 考虑 UWB 系统在非视距(NLOS)环境下的定位精度较低,提出了基于不等式 约束的平方根无迹卡尔曼滤波(CSRUKF)定位算法;为了进一步消减 NLOS 误差的干扰,提出了基于考虑运动速度的抗差泰勒 级数(VRTS)算法对定位结果进行优化,提升最终的定位精度。 以 UWB 定位系统和移动平台为基础,开展了模拟端头定位的 实验。 实验结果表明,CSRUKF-VRTS 方法能够减小定位误差,提高 NLOS 环境下的定位精度,x 轴、y 轴和 z 轴的平均误差分别 由 0. 332、0. 404 和 0. 306 m 降低到 0. 266、0. 212 和 0. 159 m,对应的平均精度分别提升了 17. 4% 、47. 5% 和 48. 1% 。 所提的采煤 工作面端头循环定位策略为采煤机实现长期自主定位提供新的思路,为非视距环境下的定位提供参考。     

基于RFID离散制造业车间生产过程控制系统研究与开发

针对当前离散制造车间生产过程控制的实时性、可靠性差的问题,提出了一种基于射频识别技术的离散制造车间生产过程控制系统解决方案。面向离散制造企业车间层的生产过程控制系统强调制造过程数据的实时采集、生产作业计划的可执行性和有效性。开发了基于RFID的离散制造业生产过程控制系统,经仿真实验平台验证表明：所设计的过程控制系统切实有效,为实现离散制造车间的准时生产奠定了基础。     

一种面向网络化制造的车间层生产控制体系结构及实现技术

随着网络化制造的发展,车间层生产控制在企业制造中的作用日益增强。提出了一种基于CORBA、SOAP及A- gent技术的车间层生产控制体系结构,研究了企业内部生产控制尤其是远程联盟企业间协同生产控制的实现技术。运 用该体系结构和实现技术,企业提高了市场应变与制造能力,从而快速响应外部环境。