知识化制造系统——新一代先进制造系统 被引量：31

1

作者 严洪森 刘飞 《计算机集成制造系统-CIMS》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期7-11,共5页

首先讨论了将先进制造模式转化为先进制造知识的必要性和可行性 ,以及现有商品化软件的缺陷 ;然后提出了一种知识制造系统新理念。这是一种高智能生物进化制造系统 ,并讨论了其体系结构、功能结构、逻辑层次、关键技术和已有的研究基础。

关键词 知识化制造系统 企业资源计划 知识化制造执行系统 知识化制造单元 先进制造系统

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知识化制造系统中生产瓶颈的分析方法 被引量：13

2

作者 施文武 严洪森 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期271-279,共9页

在产品的制造过程中,如果某些生产环节能力过于薄弱,将会形成瓶颈效应,阻碍其他部分生产能力的充分利用。为此,建立了知识化制造系统的网状模型,该模型适用于柔性生产线的生产瓶颈分析。在此基础上,提出了完备生产网络的概念和寻找完备... 在产品的制造过程中,如果某些生产环节能力过于薄弱,将会形成瓶颈效应,阻碍其他部分生产能力的充分利用。为此,建立了知识化制造系统的网状模型,该模型适用于柔性生产线的生产瓶颈分析。在此基础上,提出了完备生产网络的概念和寻找完备生产网络中生产瓶颈的方法。利用自学习方法将瓶颈和其对应的生产条件存入瓶颈知识库,以便确定在不同生产条件下哪些环节需要改进。最后通过算例分析,证实了该瓶颈分析方法的有效性。 展开更多

关键词 知识化制造 生产瓶颈 自学习 知识化制造单元

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知识化制造环境中基于双层Q学习的航空发动机自适应装配调度 被引量：11

3

作者 汪浩祥 严洪森 汪峥 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期3000-3010,共11页

针对不确定生产环境下航空发动机装配的自适应调度问题,结合强化学习的实时性特点和知识化制造系统的自适应特征,提出用于解决航空发动机装配问题的双层Q学习方法。上层Q学习着眼于局部,学习合适的分派规则并将作业分配到并行机器,从而... 针对不确定生产环境下航空发动机装配的自适应调度问题,结合强化学习的实时性特点和知识化制造系统的自适应特征,提出用于解决航空发动机装配问题的双层Q学习方法。上层Q学习着眼于局部,学习合适的分派规则并将作业分配到并行机器,从而最小化设备空闲和平衡机器负荷;下层Q学习着眼于全局,学习最优的调度策略用来对分配到机器的工序进行调度,以最小化作业整体提前期。采用基于函数逼近的Q(λ)学习方法对值函数进行更新,通过合理地定义强化学习问题三大要素:动作、状态和回报函数,将航空发动机自适应装配调度问题转化为强化学习问题。仿真实验结果表明,通过在上下两层适时选取调度规则,采用双层Q学习方法比单层Q学习在总体上具有更好的优势,调度结果远优于单个规则,显示出了良好的自适应性能。 展开更多

关键词 知识化制造 航空发动机 装配 自适应调度 Q学习

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基于组件技术的知识化制造系统自重构的实现 被引量：9

4

作者 薛朝改 严洪森 王艳斌 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2004年第F12期39-45,共7页

为了实现知识化制造系统的自重构,对自重构的使能工具进行了开发及应用。首先研究了知识化制造系统中知识的表示方法,讨论了知识网库的设计;然后分析了知识化制造系统自重构使能工具的功能;详细讨论了知识网自重构使能工具的实现以及自... 为了实现知识化制造系统的自重构,对自重构的使能工具进行了开发及应用。首先研究了知识化制造系统中知识的表示方法,讨论了知识网库的设计;然后分析了知识化制造系统自重构使能工具的功能;详细讨论了知识网自重构使能工具的实现以及自重构后软件系统的自动生成等难点技术;最后,在.NET平台上,基于组件技术,通过实例说明了知识化制造系统自重构技术的应用;自重构后新系统的有效运行,充分说明了知识化制造系统自重构的可行性及有效性。 展开更多

关键词 知识化制造系统 自重构 使能工具 开发应用 管理信息系统

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知识化制造环境下模糊调度模型和算法 被引量：7

5

作者 杨宏兵 严洪森 陈琳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期1374-1382,共9页

为解决实际生产中一些不精确调度知识的描述问题,通过引入模糊理论中的测度概念,建立了模糊调度模型和求解该模型的混合模糊遗传算法。首先,在变速并行机生产环境下,针对工件加工时间和交货期的不确定性,基于可能性测度和必然性测度的定... 为解决实际生产中一些不精确调度知识的描述问题,通过引入模糊理论中的测度概念,建立了模糊调度模型和求解该模型的混合模糊遗传算法。首先,在变速并行机生产环境下,针对工件加工时间和交货期的不确定性,基于可能性测度和必然性测度的定义,提出了工件拖期可信度指标,用于衡量工件发生拖期的可能性;然后,基于工件拖期可信度指标,建立了以最小化工件平均拖期可信度为目标的混合整数规划模型,通过分析该调度模型,得到最优模糊调度的相关性质;最后,以上述工作为基础,给出一种混合模糊遗传算法的求解方法,并以某电机制造企业为例,对所提出的算法进行了有效性验证。 展开更多

关键词 知识化制造 模糊调度 拖期可信度 工件 并行机 混合模糊遗传算法

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知识化制造环境下航空发动机装配线调度及自重构 被引量：7

6

作者 万晓琴 严洪森 汪峥 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期136-146,共11页

航空发动机装配工序数量多、工序间装配约束复杂.当产品需求变化时,人工调整存在响应速度慢、装配效率低等问题.以最小化产品完工成本、工序提前期惩罚成本及班组重构成本加权和为目标,建立了航空发动机装配线调度和装配班组自重构优化... 航空发动机装配工序数量多、工序间装配约束复杂.当产品需求变化时,人工调整存在响应速度慢、装配效率低等问题.以最小化产品完工成本、工序提前期惩罚成本及班组重构成本加权和为目标,建立了航空发动机装配线调度和装配班组自重构优化模型.提出一种新的基于工序局部最优排序的分解算法,将调度问题分解为单个装配组上工序顺序优化问题.设计了一种工序后向插入搜索策略.最后提出装配线调度及自重构集成优化算法.通过数值试验,验证了模型与算法的有效性. 展开更多

关键词 知识化制造 航空发动机 自重构 装配作业车间调度

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知识化制造系统的知识网数据库设计 被引量：5

7

作者 王艳斌 严洪森 +1 位作者 马力伟 薛朝改 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第B11期24-29,共6页

首先分析了KMS自重构中的数据操作过程 ,设计了知识网E R图 .在此基础上 ,通过设计先进制造模式与知识网之间映射关系表实现两者之间一对一的映射 .通过设计知识网公共属性表、知识点间继承流和信息流表、知识点功能描述表和虚拟Agent... 首先分析了KMS自重构中的数据操作过程 ,设计了知识网E R图 .在此基础上 ,通过设计先进制造模式与知识网之间映射关系表实现两者之间一对一的映射 .通过设计知识网公共属性表、知识点间继承流和信息流表、知识点功能描述表和虚拟Agent表 ,实现知识网的面向关系数据库的表示 .通过设计知识点功能的资源约束、父知识点功能与子知识点功能之间的约束和功能与信息流之间的约束等 3个基表 ,评判知识网的有效性与合理性 .然后根据KMS的特点与数据库表的逻辑设计给出了数据库的物理实现 .该知识网数据库已作为KMS自重构工具的一个重要组成部分并已成功运行 . 展开更多

关键词 知识化制造系统 知识网数据库 数据库设计

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面向航空发动机装配线的知识化制造系统重调度和自重构 被引量：4

8

作者 万晓琴 严洪森 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期903-911,共9页

为了解决航空发动机装配过程中存在的不确定返工问题,建立了面向航空发动机装配线的知识化制造系统(knowledgeable manufacturing system,KMS)重调度和班组自重构优化模型,提出装配线重调度及自重构集成优化算法.在算法调度层,证明了以... 为了解决航空发动机装配过程中存在的不确定返工问题,建立了面向航空发动机装配线的知识化制造系统(knowledgeable manufacturing system,KMS)重调度和班组自重构优化模型,提出装配线重调度及自重构集成优化算法.在算法调度层,证明了以加权完工成本为优化目标的工序排序性质,并对工序进行初始排序.定义了3种邻域结构,用变邻域搜索(variable neighborhood search,VNS)对工序在并行装配组上的指派问题和调度问题进行优化.在重构层,在不违背装配组装配技能约束的前提下利用装配线负载平衡原则对装配班组进行配置,并采用禁忌搜索(tabu search,TS)对班组配置进行优化.仿真实验结果表明了模型与算法的有效性. 展开更多

关键词 知识化制造 自重构 装配 重调度

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静态知识化制造环境下航空发动机装配车间周期性自进化研究 被引量：2

9

作者 姜天华 严洪森 汪峥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期903-911,共9页

针对静态知识化制造环境下的航空发动机装配车间,研究了知识化制造系统自进化问题,采用滚动时域方法实现了该装配车间的周期性自进化。根据问题的特点,建立了系统在每个决策时刻的静态子问题的数学模型,提出了基于初始决策方案的滚动规... 针对静态知识化制造环境下的航空发动机装配车间,研究了知识化制造系统自进化问题,采用滚动时域方法实现了该装配车间的周期性自进化。根据问题的特点,建立了系统在每个决策时刻的静态子问题的数学模型,提出了基于初始决策方案的滚动规则,进而给出了一种求解自进化问题的两阶段算法。针对所建立的数学模型,设计了一种具有双层结构的遗传算法(Bi GA)。最后通过仿真验证了模型和算法的有效性和可行性,并分析了滚动窗口和滚动步长的大小对生产性能的影响。 展开更多

关键词 静态知识化制造环境 自进化 滚动时域 双层遗传算法 两阶段算法

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知识化制造系统产品工艺路线的自重构 被引量：4

10

作者 万晓琴 严洪森 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1559-1568,共10页

为满足动态多变的产品需求,研究了知识化制造产品工艺路线自重构问题。以最小化平均在制品水平和最小化重构后各工序在机器上的分配变动数目为目标,在满足生产率、工序优先顺序、工件加工完整性、机器加工可行性约束的前提下,对产品工... 为满足动态多变的产品需求,研究了知识化制造产品工艺路线自重构问题。以最小化平均在制品水平和最小化重构后各工序在机器上的分配变动数目为目标,在满足生产率、工序优先顺序、工件加工完整性、机器加工可行性约束的前提下,对产品工艺路线重构问题进行数学建模。提出了改进的混沌非支配排序遗传算法,利用带随机参数的Skew Tent映射对种群个体进行扰动,避免搜索陷入局部最优。设计了基于工序优先约束矩阵和候选机器集的解码方法,可获得产品可行的加工工序序列及加工机器序列。通过实例研究验证了模型和算法的有效性,为决策者提供了多种可选工艺路线重构方案。 展开更多

关键词 知识化制造 自重构 工艺路线规划 混沌非支配排序遗传算法

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基于模糊DEA/AR的知识化制造模式评价和选择方法 被引量：3

11

作者 王玉芳 严洪森 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第22期2702-2707,共6页

考虑知识化制造模式的复杂度,以知识化制造模式为决策单元建立了数据包络分析模型,提出一种用于制造模式相对有效性评价的模糊数据包络-保证域方法。模型中的输入变量和输出变量以三角模糊数表征,采用权重保证域以避免传统非阿基米德无... 考虑知识化制造模式的复杂度,以知识化制造模式为决策单元建立了数据包络分析模型,提出一种用于制造模式相对有效性评价的模糊数据包络-保证域方法。模型中的输入变量和输出变量以三角模糊数表征,采用权重保证域以避免传统非阿基米德无穷小量求解对评价结果的影响,引入α截集计算决策单元模糊有效性的上下界,实现决策单元的相对有效性评价。在此基础上,给出一种基于模糊有效边界值的制造模式相对有效性排序方法,为知识化制造模式选择提供依据。最后,通过试验算例验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 知识化制造模式 复杂度 数据包络分析 保证域 相对有效性

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一类流水型知识化制造单元调度的自进化算法 被引量：3

12

作者 李文超 严洪森 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期830-835,共6页

机器数大于2的流水型知识化制造单元调度属于NP完全问题,至今尚无完全有效的算法。针对该类问题的自身结构特性,提出一种具备学习能力的自进化算法。该算法采用强化学习中值迭代策略,在运行中能够从环境中获取相应知识,提高其搜索能力... 机器数大于2的流水型知识化制造单元调度属于NP完全问题,至今尚无完全有效的算法。针对该类问题的自身结构特性,提出一种具备学习能力的自进化算法。该算法采用强化学习中值迭代策略,在运行中能够从环境中获取相应知识,提高其搜索能力。提出一种混合核支持向量机对值函数进行逼近,以解决学习过程中状态过多的问题。数值仿真实验表明,算法对该类问题具有很好的学习进化能力。 展开更多

关键词 知识化制造单元 自进化 强化学习 支持向量机

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基于自动机的知识化制造单元死锁控制策略研究 被引量：3

13

作者 杨宏兵 严洪森 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期546-552,558,共8页

针对自动机理论用于制造系统建模时易受系统规模影响的问题,提出了一种构建分布式自动机死锁监控器的新方法,用于解决知识化制造单元死锁问题。该方法可有效地提高自动机建模和运算效率。引入知识化制造单元关联矩阵的概念,给出关联矩... 针对自动机理论用于制造系统建模时易受系统规模影响的问题,提出了一种构建分布式自动机死锁监控器的新方法,用于解决知识化制造单元死锁问题。该方法可有效地提高自动机建模和运算效率。引入知识化制造单元关联矩阵的概念,给出关联矩阵自相关操作定义,在此基础上,将知识化制造单元划分为若干个单元子模块,构建了相应的分布式自动机死锁监控器,并得到了知识化制造单元无死锁的控制策略,用于对知识化制造单元进行实时监控,保证知识化制造单元运行的安全性。实例研究表明了该策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 知识化制造单元 死锁 自动机 分布式死锁监控器

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知识化制造单元的动态任务控制策略 被引量：2

14

作者 董昊 严洪森 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期548-554,共7页

针对知识化制造系统中的任务控制问题,提出状态跃迁系统的概念,并以此来分析带故障并具有不确定因素的知识化制造单元。提出了对随机事件概率分布参数进行自学习的方法,把知识化制造单元中的不确定因素纳入任务控制的数学模型。结合一... 针对知识化制造系统中的任务控制问题,提出状态跃迁系统的概念,并以此来分析带故障并具有不确定因素的知识化制造单元。提出了对随机事件概率分布参数进行自学习的方法,把知识化制造单元中的不确定因素纳入任务控制的数学模型。结合一致化技术和随机动态规划的方法,得到了知识化制造单元的最优任务控制策略。仿真结果表明,在不同的初始状态下,目标函数均稳定在一定范围内,说明所提出的控制策略是可行的。此外,将该控制策略与随机控制原则和最大值控制原则两种方法进行比较,在该控制策略下的目标函数明显低于用另外两种方法得到的目标函数,说明此控制策略是有效的。 展开更多

关键词 知识化制造单元 状态跃迁系统 基状态 随机动态规划 控制策略

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基于非线性模糊支持向量机的知识化制造模式与动态环境匹配分类方法 被引量：1

15

作者 王玉芳 严洪森 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期957-962,共6页

为了评价企业当前知识化制造模式与动态环境因素的匹配性,为企业的快速响应提供依据,提出了一种考虑模糊输入和不均衡样本的非线性模糊加权支持向量机(NFW-SVM)模型.考虑到实际生产面临的动态环境因素具有模糊性和不确定性,引入三角模... 为了评价企业当前知识化制造模式与动态环境因素的匹配性,为企业的快速响应提供依据,提出了一种考虑模糊输入和不均衡样本的非线性模糊加权支持向量机(NFW-SVM)模型.考虑到实际生产面临的动态环境因素具有模糊性和不确定性,引入三角模糊数对模糊因素进行描述.针对不同匹配类别数据样本的不均衡性,设置了不同的分类惩罚因子,以降低小样本错分的比例.将变异算子和具有收缩因子的动态惯性权重引入到标准粒子群优化算法中,利用改进的粒子群算法对模型参数进行优化,提高模型的分类精度.给出了基于NFW-SVM模型的知识化制造模式与动态环境匹配的分类方法.最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 知识化制造模式 环境因素 支持向量机 粒子群优化

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知识化制造系统中模式选择的风险评价 被引量：1

16

作者 杨人子 孙琳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期90-97,共8页

为解决知识化制造系统中模式选择的风险评价问题,提出了基于网络分析法和熵权系数法的风险决策方法。根据知识化制造系统的特点,对实施知识化制造模式所具有的风险因素进行了详细分析,建立了制造模式选择的网络分析法模型;考虑到风险各... 为解决知识化制造系统中模式选择的风险评价问题,提出了基于网络分析法和熵权系数法的风险决策方法。根据知识化制造系统的特点,对实施知识化制造模式所具有的风险因素进行了详细分析,建立了制造模式选择的网络分析法模型;考虑到风险各因素之间的依赖与反馈关系,以及避免主观判断的不确定性和随意性,提出了将主观判断与客观情况相结合的集成网络分析法和熵权系数法的新风险决策方法。实例研究表明,该方法在模式选择的风险评价中减小了人为因素的影响,提高了评价结果的科学性和公平性。 展开更多

关键词 知识化制造系统 制造模式 风险评价 网络分析法 熵权系数

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面向航空发动机装配线的知识化制造自适应优化调度

17

作者 汪浩祥 严洪森 汪峥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期3180-3187,3194,共9页

为了解决不确定生产环境下的航空发动机装配调度问题,设计了一种面向航空发动机装配线的知识化制造自适应优化调度算法。算法采用强化学习和过程仿真相结合的调度策略求解方式,以最小化提前期惩罚费用和完工时间成本为调度目标,给出了... 为了解决不确定生产环境下的航空发动机装配调度问题,设计了一种面向航空发动机装配线的知识化制造自适应优化调度算法。算法采用强化学习和过程仿真相结合的调度策略求解方式,以最小化提前期惩罚费用和完工时间成本为调度目标,给出了航空发动机装配的Q学习自适应调度模型;针对装配调度问题定义了四个新的调度规则,定义了航空发动机装配的四个状态特征用于对系统状态进行描述,并针对调度目标设计了合理的回报函数。仿真实验结果表明,在调度过程中,采用提出的Q学习方法在多数情况下都远优于其他规则,尤其在装配任务到达频繁的情况下,总体上表现出更好的优势,显示了良好的自适应性能。 展开更多

关键词 调度 航空发动机装配 知识化制造自适应 Q学习

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基于链约束的Job-Shop型知识化制造单元自进化算法

18

作者 李文超 严洪森 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1911-1920,共10页

以最大完工周期为目标的Job-shop调度问题是一类NP完全问题,迄今仍未发现其求解的有效算法。通过Job-shop型知识化制造单元自身结构特性分析,构建其链约束模型,并通过对其链路图添加约束获得可行调度。在此基础上提出一种自进化算法,该... 以最大完工周期为目标的Job-shop调度问题是一类NP完全问题,迄今仍未发现其求解的有效算法。通过Job-shop型知识化制造单元自身结构特性分析,构建其链约束模型,并通过对其链路图添加约束获得可行调度。在此基础上提出一种自进化算法,该算法在运行中通过q学习能够不断从环境中获取所需知识,使其搜索能力逐步提高。对于学习过程中系统状态过多的问题,采用径向基函数网络对q函数进行逼近。通过仿真计算表明了所提算法对该类问题具备明显的学习进化能力。 展开更多

关键词 自进化算法 强化学习 知识化制造单元 径向基函数网络

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面向航空发动机装配车间知识化制造系统自进化

19

作者 姜天华 严洪森 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3222-3230,共9页

针对存在缺件情况的航空发动机装配车间,研究了知识化制造系统自进化问题。采用事件和周期混合驱动型自进化机制,结合滚动时域法实现车间自进化。基于生产特点提出一种滚动规则,用于各决策时刻选取工序进入滚动窗口,建立了每个决策时刻... 针对存在缺件情况的航空发动机装配车间,研究了知识化制造系统自进化问题。采用事件和周期混合驱动型自进化机制,结合滚动时域法实现车间自进化。基于生产特点提出一种滚动规则,用于各决策时刻选取工序进入滚动窗口,建立了每个决策时刻系统中静态决策问题的数学模型,并给出了自进化问题的求解算法。针对模型设计了一种遗传—变邻域搜索算法进行求解。通过仿真实例对算法的性能进行了分析。实验数据表明,自进化在提升系统生产性能方面发挥了重要的作用。 展开更多

关键词 知识化制造系统 自进化 航空发动机装配车间 滚动时域 遗传—变邻域搜索算法

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知识化制造单元协同工作模型的研究 被引量：2

20

作者 孙中桥 陈菊红 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期1534-1538,1544,共6页

为了满足知识化制造单元及时响应多任务工作的请求,提出了一种基于契约网络协议的协同工作模型。对知识化制造单元的协同环境进行了假设,分析了协同工作机理。设计了功能结构,并将其划分为逻辑功能块、创新功能块及协同功能块,以便于知... 为了满足知识化制造单元及时响应多任务工作的请求,提出了一种基于契约网络协议的协同工作模型。对知识化制造单元的协同环境进行了假设,分析了协同工作机理。设计了功能结构,并将其划分为逻辑功能块、创新功能块及协同功能块,以便于知识化制造单元之间顺利工作;构画了工作协同的实现步骤,给出了知识化制造单元知识匹配的过程;最后简单描述了Web实现问题。该方法已在实际中得到了验证。 展开更多

关键词 知识化制造单元 协同工作 模型 知识管理 集成技术

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