面向离散制造车间的CNN-GRU超宽带数据融合定位算法

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作者 陈伟 郭宇 +1 位作者 田旭 王胜博 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期360-364,368,共6页

针对离散制造车间各制造要素定位过程中存在非视距误差和测量系统误差的问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)的超宽带数据融合定位算法。首先,对采集到的超宽... 针对离散制造车间各制造要素定位过程中存在非视距误差和测量系统误差的问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)的超宽带数据融合定位算法。首先,对采集到的超宽带定位数据进行格式转换,以满足CNN和GRU的输入要求;其次,使用多通道CNN提取定位数据空间上的局部重要信息,并通过两层双向GRU单元挖掘数据的时序特征,在此基础上,利用集成学习思想融合局部重要特征和时序特征,以提高数据融合的定位准确度。最后,在某航天车间进行定位实例验证,实验结果表明,相较于CNN或GRU模型,所提方法在定位精度上具有更优越的性能。 展开更多

关键词 离散制造车间 超宽带室内定位 卷积神经网络 门控循环单元

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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 被引量：70

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作者 曹伟 江平宇 +1 位作者 江开勇 路平 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期273-284,共12页

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... 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。 展开更多

关键词 无线射频识别 离散制造车间 数据采集 可视化监控 配置

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离散制造车间生产数据实时采集系统设计 被引量：12

3

作者 林国富 汪惠芬 +1 位作者 刘婷婷 费一正 《机床与液压》 北大核心 2011年第19期71-74,共4页

针对离散制造车间现有的数据采集方式的不足,研究开发了一种能够及时、便捷、准确获取现场数据和下达生产指令的数据采集系统。其中数据采集器以C8051F020单片机为核心控制器,可通过键盘输入现场加工数据及进度等信息;通过以太网CP2200... 针对离散制造车间现有的数据采集方式的不足,研究开发了一种能够及时、便捷、准确获取现场数据和下达生产指令的数据采集系统。其中数据采集器以C8051F020单片机为核心控制器,可通过键盘输入现场加工数据及进度等信息;通过以太网CP2200模块实现实时传输,并及时接收来自车间上层的生产指令。应用该数据采集系统,能够实现车间与上层之间高效、精准的信息传输。 展开更多

关键词 离散制造车间 实时数据采集 数据传输

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基于DBN-DNN的离散制造车间订单完工期预测方法 被引量：12

4

作者 刘道元 郭宇 +2 位作者 黄少华 方伟光 杨能俊 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2445-2452,共8页

准确的订单完工期预测是离散制造车间生产计划制定、调度排产、产品按时交付的重要保证。基于海量的多源制造数据,设计了一种基于深度置信网络—深度神经网络(DBN-DNN)的预测模型,用于实现具有大数据特征的制造系统订单完工期快速预测... 准确的订单完工期预测是离散制造车间生产计划制定、调度排产、产品按时交付的重要保证。基于海量的多源制造数据,设计了一种基于深度置信网络—深度神经网络(DBN-DNN)的预测模型,用于实现具有大数据特征的制造系统订单完工期快速预测。选取ReLU为激活函数训练深度置信网络以提取特征,完成预训练;将预训练网络的权重和偏置参数传递至深度神经网络作为预测模型的初始化参数,并增加dropout和L2正则化,避免预测模型的过拟合问题。以某航天机加车间的10000条具有1059个特征的样本为数据集进行了数值实验,通过与多隐含层反向传播神经网络、主成分分析和反向传播神经网络的结合、主成分分析和支持向量回归的结合3种常用预测模型的对比分析,验证了所建立的预测模型在准确度和适用性方面具有更优的性能。 展开更多

关键词 大数据 订单完工期 回归预测 深度置信网络—深度神经网络模型 离散制造车间

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基于改进教与学算法的离散制造车间能效优化 被引量：6

5

作者 徐军辉 王艳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3019-3026,共8页

针对离散制造车间多目标性、多约束性的特点,以车间总耗能最小为优化目标,构建离散制造车间能效优化模型;针对上述模型提出了一种基于改进教与学算法的离散车间能效优化方法,该改进算法在教阶段引入自适应参数,提高算法的学习效率和适应... 针对离散制造车间多目标性、多约束性的特点,以车间总耗能最小为优化目标,构建离散制造车间能效优化模型;针对上述模型提出了一种基于改进教与学算法的离散车间能效优化方法,该改进算法在教阶段引入自适应参数,提高算法的学习效率和适应性,同时在教和学两个阶段加入二次离散过程,在保证算法的收敛性快速和寻优能力强的特点的前提下,使该算法能够应用于离散制造车间优化中。对具体实例进行测试,将基本教与学算法、粒子群算法、鸡群算法与改进教与学算法的结果进行比较,通过分析该改进算法优化的能效明显优于另外两种算法,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 离散制造车间 能效优化 教与学优化算法 自适应参数 二次离散

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面向离散制造车间实时定位的UWB部署优化方法 被引量：4

6

作者 吴旗 郭宇 +2 位作者 黄少华 葛妍娇 张蓉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第9期203-210,共8页

针对超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术在离散制造车间实时定位中,存在的由于定位UWB传感器部署不合理导致的制造要素"离线"问题,结合离散制造车间特点,提出了一种基于改进遗传算法的部署优化方法。对UWB定位在离散制造车间中... 针对超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术在离散制造车间实时定位中,存在的由于定位UWB传感器部署不合理导致的制造要素"离线"问题,结合离散制造车间特点,提出了一种基于改进遗传算法的部署优化方法。对UWB定位在离散制造车间中的性能与大空间连续部署问题进行了分析研究;从部署与优化两个阶段过程分别以最小成本和最大定位精确度为目标构建模型;采用改进遗传算法并基于OpenCL并行计算框架求解模型,以某车间为例进行部署求解,通过与常规方法和其他算法运算结果的对比分析,验证了该方法的有效性与可行性。 展开更多

关键词 离散制造车间 超宽带(UWB) 实时定位 遗传算法 部署优化

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实时定位环境下离散制造车间生产瓶颈预测 被引量：3

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作者 杨昊龙 郭宇 +1 位作者 方伟光 崔世婷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第10期176-180,共5页

针对离散制造车间生产瓶颈预测的实时性差、无法表征车间实际状态的问题,结合定位系统在车间实时监控领域的优势,提出了一种实时定位环境下的生产瓶颈预测方法。首先,围绕实时定位环境下离散制造车间的信息特征,定义并量化表示了车间生... 针对离散制造车间生产瓶颈预测的实时性差、无法表征车间实际状态的问题,结合定位系统在车间实时监控领域的优势,提出了一种实时定位环境下的生产瓶颈预测方法。首先,围绕实时定位环境下离散制造车间的信息特征,定义并量化表示了车间生产瓶颈;其次,用历史的瓶颈指数序列作为主要输入,在制品、转运车等其他车间生产要素的状态信息作为辅助输入,使用基于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络预测瓶颈指数;最后,以某航天产品机加车间为例,预测了该车间在给定时延内全部工位的瓶颈指数,以此为依据,瓶颈工位的平均预测准确率为96.73%。实验结果证明了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 实时定位 离散制造车间 生产瓶颈 长短期记忆

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基于ESOINN的离散制造车间生产异常实时检测方法研究 被引量：3

8

作者 崔世婷 郭宇 +1 位作者 汪伟丽 梁睿君 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第8期104-109,共6页

离散制造车间存在制造要素偏离生产计划导致的生产异常事件,准确的车间异常检测有助于实时监控生产过程,提高动态决策响应速度,保证订单按时交付。针对异常检测的准确性和实时性需求,提出一种增量式无监督学习的车间生产异常检测方法。... 离散制造车间存在制造要素偏离生产计划导致的生产异常事件,准确的车间异常检测有助于实时监控生产过程,提高动态决策响应速度,保证订单按时交付。针对异常检测的准确性和实时性需求,提出一种增量式无监督学习的车间生产异常检测方法。首先,以在制品在车间的流转过程为主线定义生产异常种类,搭建离散制造车间生产异常检测框架;其次,使用增强自组织增量神经网络实时检测生产异常,并根据当前生产数据在线更新模型,以适应数据分布的动态变化,提高模型检测准确率;最后以某航天机加车间为例,将所提方法与两种增量式及两种非增量式聚类算法进行对比实验,并在离散制造车间应用生产异常检测系统,验证了该方法在生产异常检测问题上的有效性。 展开更多

关键词 离散制造车间 生产异常检测 增量学习 增强自组织增量神经网络

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离散制造车间下智能加工设备构建方法研究 被引量：2

9

作者 沈小雨 唐敦兵 +2 位作者 张泽群 郑杜 管晨丞 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期86-94,101,共10页

随着“工业4.0”的到来,物联技术与制造技术不断融合,制造车间中的加工设备与制造系统之间联系更加紧密,对设备间互联提出了更高的要求。在传统制造车间中,加工设备仅作为独立的个体存在于制造系统,加工设备之间无法进行交互协商,导致... 随着“工业4.0”的到来,物联技术与制造技术不断融合,制造车间中的加工设备与制造系统之间联系更加紧密,对设备间互联提出了更高的要求。在传统制造车间中,加工设备仅作为独立的个体存在于制造系统,加工设备之间无法进行交互协商,导致设备无法及时对加工过程进行适应性调整。为此,结合物联制造技术理论,研究车间中面向物理资源的加工设备智能化构建方法。以离散制造车间中的加工设备为对象,构建面向不同类型数控系统设备的适配层,并以此为基础,建立设备的智能分析层,使设备可以通过对环境信息与自身状态信息的分析合理执行加工任务。同时定义设备与系统内其他设备间的交互方式,克服传统设备的独立性,使设备间具备交互能力。最后,将构建结果应用于实际数控系统的加工设备,提高了整个制造系统的动态性能,证明该构建方法的可行性。 展开更多

关键词 离散制造车间 加工设备 制造系统 适配层 物联制造技术

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离散制造车间实时定位数据可视化平台设计 被引量：3

10

作者 耿向征 袁逸萍 +1 位作者 毛军 吴正春 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第7期236-241,共6页

室内实时定位技术被广泛地应用于获取离散制造车间中生产要素的位置信息。然而,传统的单机计算方法已不能满足制造大数据环境下定位数据的实时处理需求。通过利用UWB实时定位技术、Apache Kafka、Spark Streaming、HBase等大数据技术及D... 室内实时定位技术被广泛地应用于获取离散制造车间中生产要素的位置信息。然而,传统的单机计算方法已不能满足制造大数据环境下定位数据的实时处理需求。通过利用UWB实时定位技术、Apache Kafka、Spark Streaming、HBase等大数据技术及Demo 3D软件,搭建一套制造车间定位数据获取、收集、计算、存储和可视化的平台,并设计了基于Spark流式处理框架下的多线程卡尔曼滤波器,相较于传统单机多线程计算方式快218.2s。实现了对车间中叉车、人员、关键物料的实时定位、监管和海量数据的存储,提高了车间的透明化管理水平。 展开更多

关键词 离散制造车间 大数据技术 卡尔曼滤波器 Demo 3D 可视化

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大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法 被引量：4

11

作者 张朝阳 吉卫喜 仇永涛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第9期1395-1403,共9页

为实现生产过程的节能减排,提出一种大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法。首先,从能耗数据与工艺数据两个方面构建了制造数据封装模型,以实现制造大数据的采集与存储;其次,通过数据聚类与数据关联分析,建立了制造大数据分析方法... 为实现生产过程的节能减排,提出一种大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法。首先,从能耗数据与工艺数据两个方面构建了制造数据封装模型,以实现制造大数据的采集与存储;其次,通过数据聚类与数据关联分析,建立了制造大数据分析方法,实现了能耗数据的特征提取及其与工艺数据的关联融合,并据此建立了离散制造车间多层次实时能效分析指标。该方法将大数据处理与制造车间能效分析相结合,通过能耗数据的挖掘分析与可视化展示,为智能车间的节能控制提供了决策依据。 展开更多

关键词 大数据 能效分析 离散制造车间 数据关联

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离散型制造车间AGV小车自主避障路径选择研究 被引量：2

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作者 付涛 景兴淇 +1 位作者 李正雄 任涛 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期238-243,共6页

离散型制造车间分工区域多,导致工件运输环境复杂,自动导向车(Automated Guided Vehicle,简称AGV小车)极易发生碰撞事故,提出离散型制造车间AGV小车自主避障路径选择方法。采用栅格地图法将离散型制造车间划分为若干栅格,构建路径长度... 离散型制造车间分工区域多,导致工件运输环境复杂,自动导向车(Automated Guided Vehicle,简称AGV小车)极易发生碰撞事故,提出离散型制造车间AGV小车自主避障路径选择方法。采用栅格地图法将离散型制造车间划分为若干栅格,构建路径长度、转角和、危险率、避障等待时间等目标函数,建立AGV小车多目标路径规划评价函数。利用熵权法确定各目标的权重系数,设置动态环境中AGV小车避障约束条件。通过粒子群优化算法和鸽群优化算法进行AGV小车运行路径联合寻优,得到最优路径集合。将评价值最低的路径作为AGV小车运行路径,实现AGV小车自主避障路径选择。实验结果表明,所提方法选择出来的AGV小车运行路径更为平滑、长度更短且规划用时更少。 展开更多

关键词 离散型制造车间 AGV小车 自主避障 路径选择 鸽群优化算法

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基于注意力QRNN的离散车间生产瓶颈预测 被引量：2

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作者 汪伟丽 郭宇 +2 位作者 刘道元 高瀚鹏 杨志伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第9期151-154,159,共5页

针对离散制造车间的瓶颈漂移现象导致的生产瓶颈预测困难问题,提出了基于注意力机制的准循环神经网络(quasi-recurrent neural networks,QRNN)瓶颈预测方法。首先,根据制造系统的生产特性量化制造单元的瓶颈程度;其次,以反映车间运行状... 针对离散制造车间的瓶颈漂移现象导致的生产瓶颈预测困难问题,提出了基于注意力机制的准循环神经网络(quasi-recurrent neural networks,QRNN)瓶颈预测方法。首先,根据制造系统的生产特性量化制造单元的瓶颈程度;其次,以反映车间运行状态的时序数据为输入,通过QRNN网络的卷积结构并行提取信息特征,减少计算时间;训练融合注意力机制的预测模型,充分挥发各时刻状态信息的作用,精准的预测制造车间生产瓶颈位置;最后,以某航天机加车间为例,将所提方法与LSTM、QRNN预测方法进行对比分析,证实了所提预测方法的有效性。 展开更多

关键词 离散制造车间 瓶颈漂移 注意力机制 QRNN

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基于参数知识鸽群算法的离散车间能效优化 被引量：7

14

作者 单鑫 王艳 纪志成 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2140-2148,共9页

针对离散制造车间复杂性、约束性特点,以车间总能耗最小为优化目标,提出一种求解离散车间能效优化的离散型知识鸽群算法。该算法在优化过程中引入参数知识以平衡局部收索和全局收索,提高了算法收敛性和寻优能力。在算法中加入离散过程,... 针对离散制造车间复杂性、约束性特点,以车间总能耗最小为优化目标,提出一种求解离散车间能效优化的离散型知识鸽群算法。该算法在优化过程中引入参数知识以平衡局部收索和全局收索,提高了算法收敛性和寻优能力。在算法中加入离散过程,不仅保留算法收敛性和寻优能力的特点,而且具有处理离散问题的能力。通过实例测试,将粒子群,遗传算法与鸽群算法的结果进行比较分析,鸽群算法在收敛性和寻优能力方面明显优于另外两种算法,验证了算法的合理性和有效性。 展开更多

关键词 离散制造车间 能效优化 鸽群算法 知识参数 二次离散

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基于有限状态机的车间逻辑建模与仿真研究 被引量：6

15

作者 刘名远 谢家翔 +2 位作者 吴豪 付建林 丁国富 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期853-861,共9页

离散型制造常见于飞机、船舶、电子设备、汽车制造等行业,为保证离散制造车间建模与仿真过程的正确性和灵活性,提出了一种面向离散制造车间生产过程的逻辑建模与仿真方法。基于离散事件建模理论与有限状态机理论,将离散制造车间中关键... 离散型制造常见于飞机、船舶、电子设备、汽车制造等行业,为保证离散制造车间建模与仿真过程的正确性和灵活性,提出了一种面向离散制造车间生产过程的逻辑建模与仿真方法。基于离散事件建模理论与有限状态机理论,将离散制造车间中关键元素的属性与行为抽象为统一形式化的逻辑模型,通过类继承的方式实现了各种元素的功能;设计了一种针对统一模型的生产过程仿真算法;开发了二维图形化的逻辑建模与仿真原型系统,以某汽车涂装生产车间为例,与商业软件Plant-Simulation开展实验对比。实验结果表明:该方法有效且可行,对离散制造行业生产过程模拟具有参考价值与意义。 展开更多

关键词 离散制造车间 建模与仿真 有限状态机 涂装生产线

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融合门控循环和残差单元的车间能耗预测 被引量：1

16

作者 田旭 郭宇 +3 位作者 黄少华 刘道元 高瀚鹏 刘赛 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第10期188-192,共5页

为实现离散制造车间能耗精准预测,进行生产过程低碳优化,提出了一种融合双向门控循环单元和残差单元的能耗预测方法。首先,采用门控循环单元挖掘数据的时序特征,并引入双向结构,增强数据间时序关联信息的提取;其次,纵向叠加融合多个残... 为实现离散制造车间能耗精准预测,进行生产过程低碳优化,提出了一种融合双向门控循环单元和残差单元的能耗预测方法。首先,采用门控循环单元挖掘数据的时序特征,并引入双向结构,增强数据间时序关联信息的提取;其次,纵向叠加融合多个残差单元降低了训练过程中样本数据的特征损失,防止模型性能退化;最后,使用某航天离散制造车间36480条、具有761个特征的数据集进行实例验证,实验结果表明,相较于多层感知机、双向门控循环单元、卷积神经网络模型、双向门控循环单元-卷积神经网络模型、门控循环单元-残差单元模型,所提方法能更加有效地实现离散制造车间能耗预测。 展开更多

关键词 离散制造车间 能耗预测 门控循环单元 残差单元

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应用RBF神经网络的订单完成时间(OCT)预测 被引量：5

17

作者 王燕青 袁逸萍 +1 位作者 李晓娟 李明 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第12期228-231,共4页

针对传统OCT预测对于影响因素考虑不周以及预测准确率低的问题,在实时作业车间基础上考虑RBF神经网络的优势,提出了一种基于RBF神经网络的OCT预测方法。首先,剖析了OCT的主要影响因素,明确了订单构成和车间实时负载对于OCT的影响;然后,... 针对传统OCT预测对于影响因素考虑不周以及预测准确率低的问题,在实时作业车间基础上考虑RBF神经网络的优势,提出了一种基于RBF神经网络的OCT预测方法。首先,剖析了OCT的主要影响因素,明确了订单构成和车间实时负载对于OCT的影响;然后,利用FLEXSIM仿真平台,建立了离散制造车间生产过程的先进仿真模型。采用仿真方法采集样本数据,利用RBF神经网络搭建OCT预测模型;最后,运用实例阐述了OCT预测的完整过程。结果表明,该方法对OCT的预测具有更好的效果。 展开更多

关键词 实时作业车间 离散制造车间 OCT预测 FLEXSIM RBF神经网络

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基于改进遗传算法的物料配送路径实时规划方法 被引量：12

18

作者 李思国 郭宇 +2 位作者 王益聪 吴旗 葛妍娇 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期786-792,共7页

针对离散制造车间环境复杂、外部干扰因素众多的情况,提出基于改进遗传算法的物料配送路径实时规划方法。该方法以工作中心为物料配送基础,对离散制造车间物料配送环境进行了分析,阐述了物料配送参数的多样性。在此基础上,结合物料配送... 针对离散制造车间环境复杂、外部干扰因素众多的情况,提出基于改进遗传算法的物料配送路径实时规划方法。该方法以工作中心为物料配送基础,对离散制造车间物料配送环境进行了分析,阐述了物料配送参数的多样性。在此基础上,结合物料配送时间窗要求,以最小物料配送成本为优化目标,建立了车间实时环境下的物料配送模型。采用改进遗传算法对模型进行求解,通过实例验证了该模型的可行性和有效性。 展开更多

关键词 离散制造车间 物料配送 时间窗 实时环境

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