基于改进MLEA算法的多目标离散车间节能调度

1

作者 顾文斌 郭镇洋 +2 位作者 刘斯麒 苑明海 裴凤雀 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2499-2514,共16页

针对多目标离散车间节能调度问题,以优化最大完工时间和加工总能耗为目标,提出一种多邻域局部增强搜索算法(MLEA)。根据问题特点,引入工序向量(OS)自指定规则对解空间降维,设计一种机器贪婪分配机制,以均衡机器负载,为优化初始解的质量... 针对多目标离散车间节能调度问题,以优化最大完工时间和加工总能耗为目标,提出一种多邻域局部增强搜索算法(MLEA)。根据问题特点,引入工序向量(OS)自指定规则对解空间降维,设计一种机器贪婪分配机制,以均衡机器负载,为优化初始解的质量,提出一种基于Pareto支配关系的双规则协调种群初始化方法。受生物激素反馈调节机制启发,提出自适应全局强化搜索算子和局部增强搜索算子,两种算子交替运行,以提高算法的全局搜索能力和局部搜索深度,增加记忆池矩阵,避免算法过早收敛。最后,通过对比实验,验证了所提算法在解决多目标离散车间节能调度问题上的优越性和稳定性。 展开更多

关键词 离散车间 节能调度 机器贪婪分配机制 全局强化搜索算子 局部增强搜索算子

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离散车间制造物联网及其关键技术研究与应用综述 被引量：68

2

作者 黄少华 郭宇 +2 位作者 查珊珊 方伟光 王发麟 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期284-302,共19页

物联网在制造领域的深度渗透和落地应用催生了一种以"物物互联、泛在感知"为特征的新型制造技术—制造物联网。在解析制造物联网基本概念、特征和应用需求的基础上,以多源制造数据的感知、传输、分析和应用为主线,阐述了面向... 物联网在制造领域的深度渗透和落地应用催生了一种以"物物互联、泛在感知"为特征的新型制造技术—制造物联网。在解析制造物联网基本概念、特征和应用需求的基础上,以多源制造数据的感知、传输、分析和应用为主线,阐述了面向离散车间的制造物联网关键技术;通过分析国内外制造物联网技术的相关应用研究文献,分别从车间制造资源管理、生产过程调控、车间物流优化、质量监控与追溯、智能服务与保障5方面,总结了制造物联网在离散车间的应用模式;基于制造物联网核心技术的应用和发展需求,以及与云制造、大数据、信息物理系统的紧密关联,探讨了智能制造背景下制造物联网的未来发展趋势。 展开更多

关键词 离散车间 制造物联网 多源制造数据 信息物理系统 智能制造

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面向服务的离散车间可重构制造执行系统研究 被引量：42

3

作者 王琦峰 刘飞 黄海龙 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期737-743,共7页

为有效地集成生产装备和操作工人实现在线的数据采集与信息交互,提出了一种面向服务的离散车间可重构制造执行系统,该系统通过实时数据采集与信息交互平台的构建,实现了与装备的集成化运行,并为操作工人提供了一个实时的信息采集与信息... 为有效地集成生产装备和操作工人实现在线的数据采集与信息交互,提出了一种面向服务的离散车间可重构制造执行系统,该系统通过实时数据采集与信息交互平台的构建,实现了与装备的集成化运行,并为操作工人提供了一个实时的信息采集与信息交互的工作平台。在此基础上,提出了一个四维的系统模型,该模型包括基于模型驱动的系统构建方法、面向服务的系统体系结构、基于服务的可重构单元构建方法和面向服务的系统集成技术。其中,通过模型驱动的系统构建方法,实现了系统模型与系统实现的统一,以及系统的跨平台重构;通过基于服务的可重构单元构建方法,构建不同粒度的服务、基于动态服务组合的流程编排,实现了业务功能的重用和动态的流程重构。最后,基于上述系统架构和实现方法,进行了系统开发和应用试点。 展开更多

关键词 离散车间 可重构 制造执行系统 面向服务架构 模型驱动

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基于组合赋权的离散车间生产计划综合评价 被引量：9

4

作者 罗樟圳 江海凡 +1 位作者 付建林 丁国富 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1856-1865,共10页

针对离散车间生产计划缺乏通用的评价指标体系以及定性和定量相结合的综合评价方法,从经济性、时间性和适应性三个方面构建离散车间生产计划评价指标体系,提出一种基于组合赋权的离散车间生产计划综合评价方法。该方法通过综合可拓层次... 针对离散车间生产计划缺乏通用的评价指标体系以及定性和定量相结合的综合评价方法,从经济性、时间性和适应性三个方面构建离散车间生产计划评价指标体系,提出一种基于组合赋权的离散车间生产计划综合评价方法。该方法通过综合可拓层次分析法、熵值法和改进CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)法得到具有主客观意义的组合权重,提高了离散车间生产计划综合评价的科学性。实例验证结果表明该方法对数据的敏感程度更高,具有更好的评价灵敏度。 展开更多

关键词 离散车间 可拓层次分析法 改进CRITIC法 熵值法 生产计划综合评价

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基于UWB的离散车间天车数据采集与监测系统 被引量：2

5

作者 貊佩印 袁逸萍 +1 位作者 李明 阿地兰木·斯塔洪 《机床与液压》 北大核心 2023年第4期92-98,共7页

针对离散制造车间对天车运行状态缺乏高效监测手段的问题,提出一套基于超宽带(UWB)定位技术的离散车间天车数据采集与监测系统。基于UWB实时定位系统结合无线传感硬件获取离散车间天车实时定位及负载数据,针对UWB定位异常数据进行平滑处... 针对离散制造车间对天车运行状态缺乏高效监测手段的问题,提出一套基于超宽带(UWB)定位技术的离散车间天车数据采集与监测系统。基于UWB实时定位系统结合无线传感硬件获取离散车间天车实时定位及负载数据,针对UWB定位异常数据进行平滑处理,运用时空数据融合建模方法输出天车作业相关信息,采用混合开发架构搭建天车可视化监测与数据统计界面。实际应用结果表明:该系统数据处理精度较高,可视化效果良好,提供了高效的天车监测方式。 展开更多

关键词 离散车间天车 UWB 数据采集与监测 时空数据 可视化

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在离散车间下的AGV任务分配规划研究 被引量：3

6

作者 冯开团 袁杰 《现代电子技术》 2022年第18期69-74,共6页

针对离散车间实时动态任务分配结果不理想的问题,文中提出一种改进的注水算法。相较于原有注水算法,改进的注水算法加入工作速率和费用因子,可协调工作速率、费用以及运送工件之间的关系。该算法综合考虑原有未运送工件和AGV工作速率、... 针对离散车间实时动态任务分配结果不理想的问题,文中提出一种改进的注水算法。相较于原有注水算法,改进的注水算法加入工作速率和费用因子,可协调工作速率、费用以及运送工件之间的关系。该算法综合考虑原有未运送工件和AGV工作速率、费用的关系,由KKT条件推导出分配结果的最优解析解,对分配结果进行调整并对剩余工件进行二次分配,以满足离散分配的要求。改进注水算法能够对临时增加的工件进行实时、动态分配,且分配方案不受原有工件分配的影响,每次分配结果均相互独立。最后,将改进注水算法与两阶段优化方法、匈牙利算法、注水算法进行对比。实验结果表明,改进的注水算法在运送时间和运送费用上具有一定的优势,且运算复杂度仅与AGV的数量有关。 展开更多

关键词 离散车间调度 改进注水算法 动态分配 AGV任务规划 离散化分配 分配结果调整 结果分析

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设备健康监测与备件库存优化方法在离散车间的应用 被引量：3

7

作者 吴浩 吉卫喜 +2 位作者 张泽宏 张贇 党英 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第10期152-155,160,共5页

针对离散车间传统的现场设备管理模式存在效率低、日常维护成本高等弊端,提出了基于数据驱动的设备健康监测和备品备件的库存优化方法。首先,对设备生产过程中产生的反映设备健康状况的关键信号经采集、处理与封装后,利用改进粒子群优化... 针对离散车间传统的现场设备管理模式存在效率低、日常维护成本高等弊端,提出了基于数据驱动的设备健康监测和备品备件的库存优化方法。首先,对设备生产过程中产生的反映设备健康状况的关键信号经采集、处理与封装后,利用改进粒子群优化(IPSO)算法优化隐马尔科夫模型(HMM)评估设备当前健康等级,依据评估结果进行设备的主动维护。其次,为了优化库存降低备件更换不及时带来的损失,建立了考虑设备备件的重要度与成本最小为目标的库存控制模型。实验结果表明:健康预测模型能够实现设备健康状态的准确识别,识别精度达96%以上;库存模型可有效降低配件的总成本,结合企业实际验证了方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 离散车间 设备健康监测 备件库存优化 隐马尔科夫模型

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基于改进注水算法的离散车间任务分配问题研究

8

作者 冯开团 袁杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期768-776,共9页

针对离散车间实时动态任务分配结果欠理想的问题,提出了改进的注水算法。该算法加入了加工速率和费用因子,协调了加工速率和费用以及加工工件之间的关系,实现了不同代价的工件分配,对分配结果进行了调整,满足了离散分配的要求。改进的... 针对离散车间实时动态任务分配结果欠理想的问题,提出了改进的注水算法。该算法加入了加工速率和费用因子,协调了加工速率和费用以及加工工件之间的关系,实现了不同代价的工件分配,对分配结果进行了调整,满足了离散分配的要求。改进的注水算法能够对临时新增的工件进行实时动态的分配。提出的算法与匈牙利算法、两阶段优化方法以及注水算法进行了对比,实验结果表明,改进的注水算法在加工时间和加工费用上具有一定的优势,其运算复杂度仅与加工中心的数量有关。 展开更多

关键词 离散车间调度 注水算法 动态任务分配 匈牙利算法 两阶段优化方法

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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

9

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

10

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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面向离散制造车间的CNN-GRU超宽带数据融合定位算法

11

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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离散型制造车间AGV小车自主避障路径选择研究 被引量：1

12

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

13

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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离散型车间生产过程中的物料实时跟踪与管理 被引量：13

14

作者 高欢 王少华 张亮星 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第5期269-272,共4页

针对离散型车间生产过程中物料信息可追溯性和实时性差的问题,基于精益生产管理理念和数据实时采集技术,分析了车间生产过程物料转移过程,提出了基于RFID的数据采集方案,构建了系统的网络支撑体系结构,实现了一个面向生产过程的物料实... 针对离散型车间生产过程中物料信息可追溯性和实时性差的问题,基于精益生产管理理念和数据实时采集技术,分析了车间生产过程物料转移过程,提出了基于RFID的数据采集方案,构建了系统的网络支撑体系结构,实现了一个面向生产过程的物料实时跟踪与管理系统。该系统由物料信息管理、物料状态跟踪、物料供应和消耗情况、在制品信息统计和产成品质量追踪五大模块组成,完成了对生产过程中物料信息的实时采集和跟踪管理,为车间管理人员提供了全面、实时的物料信息,从而保证相关人员及时、有效的组织和调整物料路径,最终达到物料的通畅,实现对车间生产过程中物料信息的有效管理。 展开更多

关键词 离散型车间 生产过程 数据采集 物料跟踪 RFID

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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

15

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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离散型车间生产过程实时监控系统研究 被引量：5

16

作者 高欢 王少华 +1 位作者 张亮星 杨林 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第1期111-113,117,共4页

为了解决离散型车间监控手段落后导致车间管理人员难以实时准确掌握车间生产过程情况的问题,在分析基本车间生产过程模型和数据类型的基础上,设计开发了一个面向生产过程的实时监控系统。通过建立系统的体系结构和功能结构,完成了对生... 为了解决离散型车间监控手段落后导致车间管理人员难以实时准确掌握车间生产过程情况的问题,在分析基本车间生产过程模型和数据类型的基础上,设计开发了一个面向生产过程的实时监控系统。通过建立系统的体系结构和功能结构,完成了对生产执行过程、物料、设备、质量和人员5个方面的监控和管理,提高了车间生产过程的监控水平,保证了车间信息的全面性和生产全过程可视化,有助于车间管理人员及时发现生产过程中的浪费现象并进行改善,实现了对车间生产过程的有效控制和整体优化。 展开更多

关键词 离散型车间 生产过程 数据采集 实时监控

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基于RFID物联网的离散型车间物料输送系统研究 被引量：11

17

作者 孙书伟 胡国清 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2014年第11期25-30,共6页

针对离散型车间存在的现场数据釆集手段落后、物料配送低效混乱等问题,提出一种基于无线射频识别(Radio Frequency Idenfication,RFID)物联网的离散型车间物料输送系统。该系统作为离散型制造执行系统(Manufacturing Execution System,M... 针对离散型车间存在的现场数据釆集手段落后、物料配送低效混乱等问题,提出一种基于无线射频识别(Radio Frequency Idenfication,RFID)物联网的离散型车间物料输送系统。该系统作为离散型制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)的基本组成部分,为离散型MES提供RFID设备采集的实时生产进程信息和物料输送信息。并接收离散型MES发出的物料输送命令,然后运行实时路径优化算法,以最短的路径将物料送往目的地。 展开更多

关键词 离散型车间 无线射频识别物联网 物料输送系统 路径优化

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射频识别技术在离散生产车间中的应用综述 被引量：7

18

作者 白翱 林叶 陈杨 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第1期47-52,56,共7页

回顾和总结了近年来射频识别技术(RFID)在离散生产车间中的应用。首先简要分析了离散生产车间应用RFID的主要需求;然后总结了RFID在物料跟踪、质量控制与质量追溯、设备资产管理、在制品管理、生产过程控制与调度等方面的具体应用模式... 回顾和总结了近年来射频识别技术(RFID)在离散生产车间中的应用。首先简要分析了离散生产车间应用RFID的主要需求;然后总结了RFID在物料跟踪、质量控制与质量追溯、设备资产管理、在制品管理、生产过程控制与调度等方面的具体应用模式及其案例;最后讨论了当前应用RFID的主要障碍,以及离散生产车间应用过程中需要解决的若干关键科学和技术问题。 展开更多

关键词 物联网 RFID 离散生产车间 智能制造 制造物联/物联制造 U-制造/泛在信息化制造 制造过程管理 生产管理

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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

19

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

20

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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