大数据背景下基于分布式LDA算法的生产模式识别

结合大数据时代背景,在车间已经实现信息化的基础上,自行设计构建出了一种基于Hadoop框架的车间系统架构,用于车间海量数据的存储和分析。运用HDFS存储车间产生的海量数据;借鉴控制图识别不同生产模式的方法,将Mapreduce编程模型与LDA算法相结合对存储在HDFS上的数据进行分析,实现了对异常生产模式的快速识别和对生产过程的实时监控,从而解决了产品在生产过程中产生的海量数据存储难、分析难的问题,并为上层决策提供了支持。     

流域梯级水电站集控中心在线自诊断系统

介绍了流域梯级水电站集控中心在线自诊断系统的结构、功能和数据治理方法。系统以生产实际需求出发，实现了状态监测、能效分析、故障诊断、运行优化、检修决策等关键功能模块，构建人机友好界面，易于使用。系统采用B/S模式架构，构建KDP平台实现与梯级电站在线监测、监控系统的数据同步及统一数据访问服务。系统对数据统一编码，建立基于冗余校验、状态关联、延时聚类的数据清洗策略，构建基于工况和事件牵引的多层次、多来源数据集成，最终实现水电多系统全景状态数据集成与治理方法。通过大数据技术、神经网络算法深入分析不同工况下水电机组部件运行数据，构建数据模型并提取特征数据作为故障判断依据，简洁易用、分析迅速，便于及时发出风险报警，实现多工况、多参数、多尺度故障在线自诊断和状态预警。该系统能有效反映机组劣化趋势，为水电企业状态检修决策、生产运行管理提供数据支持。     

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。     

面向多视图的数字孪生制造单元数据集成与服务方法

传统车间在数据集成与服务方面存在智能化程度低、存储介质和生产介质单一的问题，为了解决这些问题，以数字孪生制造单元为研究对象，提出了面向多视图的数据集成与服务方法。首先，基于开放性生产控制和统一架构信息模型，构建了模型与数据实体之间的映射关系，并通过自组织的数据存储方法实现了制造单元的数据集成。其次，设计了面向多视图应用的表述性状态转移数据服务方法。最后，以数字孪生制造单元中具体的生产应用为案例，验证了所提方法具有更少的数据服务耗时和网络请求次数，可以有效提升数据集成的实时性。     

[数据建模]针织生产智能管控的通用数据模型研究

针对针织面料生产智能管控需求,从车间计划与调度、产品生产过程和设备监控管理三个典型管控功能角度出发,基于针织生产大数据分析,建立了针织面料生产智能管控通用数据模型。依据“数据-模型-关键流程-管控”方法,对针织面料生产过程产生的大数据进行抽取分析,考虑产品信息、设备信息和生产流程信息,实现对高端针织面料生产全流程的多维数据描述;在此基础上,分析生产计划与调度、生产执行管理和设备监控关键流程中的数据流,建立相应的通用数据模型,为进一步实现针织生产关键流程织造和染整流程的智能制造管控提供基础指导。     

并行多处理器运动控制系统中的分布式存储机制

针对应用于高速高精运动控制系统的并行多处理器控制架构,提出了一种分布式共享存储机制设计思路。基于数字信号处理器设计了并行计算节点,并为各节点设计了本地存储区;采用基于自定义内部总线的消息传递服务,实现了分布式存储区之间共享数据的刷新,构建了统一编址的分布式共享内存模型,以优化各并行计算节点间的数据交互。该分布式存储机制基于硬件实现,其有效性已在实际应用中得到了证实。     

车间生产过程数字孪生系统构建及应用

数字孪生可以真实地反映物理世界,车间生产过程数字孪生可以使生产过程透明化,利用孪生数据可以优化生产。为此,在数字孪生的理论背景下,建立了车间生产过程数字孪生系统体系架构,并对系统实现的3项关键技术——车间生产过程关键要素数字孪生建模与实现、基于OPC统一架构的车间生产过程物理实体数据获取以及车间生产运行实时映射进行了详细阐述。最后,对车间实际生产线进行了数字孪生的实现,验证了所提方案的正确性和有效性,为车间生产过程数字孪生的实现提供了技术解决方案。     

集成环境下的基于STEP的PDM产品数据建模

PDM集成了产品生命周期(PLM)过程中的所有数据,要求企业在PLM的任何阶段共享一个统一格式的产品模型,因此对产品数据进行正确建模是集成环境下PDM系统实现的前提和关键.本文利用STEP PDM Schema构建一个集成环境下的统一的产品数据模型和标准数据格式,采用这种模式能实现企业内和企业间集成环境下的产品信息共享,合理高效地存储繁杂的PDM产品数据,在并行工程环境中集成各种制造信息,实现PDM系统中以及多个PDM系统间基于STEP标准的数据交换.     

基于工业互联网标识解析体系的数据共享机制

数据共享是发挥工业数据价值、实现工业互联网创新发展的关键技术基础。基于对传统互联网、德国工业4.0和美国工业互联网体系架构中资源组织与信息互联的对比分析,提出一种基于工业互联网标识解析的数据共享机制,包括应用数据模型和信息服务模型两大核心模块。其中,应用数据模型提出了可识别数字对象的概念,规范了工业制造产生的各类数据的描述方法;信息服务模型构建了高效传递可识别数字对象的系统架构和服务流程。所提出的数据共享机制以标识为建立连接的核心要素,定义了面向制造业的物理资源数字化描述语言,基于工业互联网标识解析网络,研究建立了一种高效的标准化的数据获取、存储、访问和发布的实现方法,从而解决了制造业企业内部或企业之间信息交互的问题,充分发挥了工业数据在制造业中的应用价值。     

电力系统多源异构数据混合式存储方式研究

当今电力系统的数据量呈爆炸式增进趋势,电力行业迎来了大数据时期.大数据具有广泛的应用前景,但也面临着一些问题,例如数据异质性和数据的分散.在电力调度控制系统中,为了实现有效地利用控制大数据,有必要通过多源异构的数据处理方法控制多源异构数据,因此研究了电力系统多源异构数据混合式存储,构建了统一的数据模型和全景控制数据,这对多源异种数据配置和数据交融手段的研磋探索具有重大意义.     

数据驱动的过程模型

产品数据管理应基于集成的产品数据模型的过程模型。该模型不但能够提供产品生命周期中所需的所有产品本身的信息，而且还应包含全生命周期中各相关过程的全部信息，本文从并行工程的基本思想出发，讨论了一种集成的产品模型——数据驱动的过程模型，该模型以过程为核心，以数据为驱动源，对产品开发过程中所涉及的各种信息实现统一、动态的描述和管理。     

大规模装备监测数据的NoSQL存储方案EI北大核心CSCD

面向大规模机械装备监测数据管理中遇到的海量数据存储、快速读写响应、大规模数据分析等难题,提出使用基于NoSQL(Not only SQL)的LaUD-MS系统进行监测数据管理的存储架构。设计一种多列族自由表模型,并通过理论和实验对其读写性能进行分析对比,证明了本存储方案能够解决海量监测数据的存储难题,并满足面向维护、维修和大修服务的查询需求。     

基于XML的扩散制造数据管理技术研究

针对扩散制造数据交换需求,建立了扩散制造数据模型（PMDM）,提出了产品数据向PMDM的转化方法,基于PMDM实现了扩散制造数据集成。通过扩散制造数据模型的分析,结合EXPRESS-G图形描述模型建立了扩散制造过程中的统一数据标准,以STEP格式与XML转换映射模式为基础,以XML Schema作为转换模版,实现了扩散数据的网络化管理系统,在应用过程中证明了模型的有效性。     

基于UDS协议的汽车事件数据记录系统的数据提取和分析

针对汽车事件数据记录系统(EDR)设计了一种基于统一诊断服务(UDS)协议的数据提取方法,使用UDS中常用的读取数据流服务通过OBD口来读取EDR中的事件数据。分析了数据传送过程,并使用C#语言开发了上位机软件,通过通信接口模块可对EDR存储的事件数据进行提取、存储、显示和自动生成报告。     

基于生产者/消费者的数据采集系统设计

以LabVIEW为开发平台,介绍了生产者/消费者架构的设计思路和实现过程.详细介绍了以生产者/消费者为架构并结合事件响应机制创建的数据采集系统,可实现多通道数据的采集、数据的在线分析、数据的存储与复现.另外,该系统还具有友好的人机界面,可以有选择性地显示多个通道的数据波形及分析数据,且方便对之进行维护和实现功能的扩充....     

基于EBOP的复杂产品工艺数据模型研究

为实现复杂产品设计数据与工艺数据集成和企业信息共享,达到产品数据的全生命周期管理和控制,将产品数据集成模型分成设计数据模型和工艺数据模型两部分。以工艺活动为中心关联操作对象（输入）、结果对象（输出）设计数据、工艺数据和资源数据,按工艺活动的先后顺序形成工艺结构树或电子工艺清单（EBOP,Electronic Bill of Process）,使前继工艺活动的结果对象作为后续工艺活动的操作对象,建立反映复杂产品制造过程的复杂产品工艺数据模型。用体现EBOP数据结构的XML中性格式文件实现PDM与OAPP系统之间的集成,通过产品零部件对象实现PDM系统中EBOM与BOP之间的数据集成。同时,阐述了该工艺数据模型在复杂产品生产过程中的应用。     

数据—模型融合驱动的流程制造车间数字孪生系统研发EI北大核心

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。     

基于制造物联的电装生产质量数据采集与应用

针对电装生产过程中质量管控对零部件实时状态、生产过程数据采集及追溯的需要,构建制造物联环境下的生产车间数据技术架构,基于此架构提出电装生产过程质量数据的采集与应用方法,建立质量数据采集应用模型。设计生产过程质量数据采集与应用系统物理架构、逻辑架构和主要功能模块,开发原型系统,以某电装车间为应用对象验证了系统的可行性和有效性。     

基于CNC实时监测数据驱动方法的钛合金高速铣削刀具寿命预测

针对车间内不同设备的数据结构不一致导致车间监控数据中存在大量的多源异构数据,难以通过单一的通信协议采集与监控的问题,研究了基于OPC-UA技术与MTConnect协议的刀具、机床的数据模型、通信架构及访问策略,解决了多源异构数据的采集问题。针对硬质合金刀具在高速铣削钛合金工件时磨损较快、刀具剩余寿命的实时预测难度大的问题,建立了一种基于PCA前置处理数据的神经网络模型,实现了基于刀具剩余寿命的刀具健康状态信息的实时监测和预测。     

电动汽车充电站智能信息管理系统的数据库设计与实现

根据电动汽车充电站智能信息管理系统对大数据访问与存储的实际需求,提出了一种基于关系数据模型的数据库的设计与实现方案。分析了该系统的数据需求,提出了概念数据模型和逻辑数据模型。通过Power Designer和My SQL Workbench,构建了基于关系数据模型的电动汽车充电站智能信息管理系统的数据库。应用结果表明,该数据库系统能够有效满足电动汽车充电站智能信息管理系统对数据存储及访问的要求。