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基于融合孪生模型的数控机床轮廓误差预测方法
1
作者
田颖
湛杨
+4 位作者
岳辰
葛璐
王太勇
崔桐成
赵志丹
《计算机集成制造系统》
北大核心
2025年第7期2392-2401,共10页
为了提升数控机床轮廓误差的实时预测精度,提出一种机理数据融合驱动的数字孪生模型。首先构建包含伺服系统和机械系统的机理模型,用于描述进给系统在数控系统插补指令下的动态响应;其次,建立结合多任务学习的时序数据驱动模型,构建融...
为了提升数控机床轮廓误差的实时预测精度,提出一种机理数据融合驱动的数字孪生模型。首先构建包含伺服系统和机械系统的机理模型,用于描述进给系统在数控系统插补指令下的动态响应;其次,建立结合多任务学习的时序数据驱动模型,构建融合机理模型孪生数据和实时采集数据的特征数据集进行模型训练,通过多时间步残差补偿修正机理模型的位置预测值,从而提高孪生模型的预测精度。最后,设计了多组空间运动轨迹进行了模型验证实验,并对不同模型的预测能力进行了对比。结果表明,所提融合孪生模型能够在轮廓误差多个时间步的预测任务中均保持较高预测精度。
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关键词
轮廓误差预测
数字孪生模型
多任务学习
多时间步预测
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职称材料
面向开放式结构产品的智能制造车间实时调度方法
被引量：
6
2
作者
吴晓强
田松龄
+1 位作者
郑淑贤
项忠霞
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2020年第10期2703-2713,共11页
开放式结构产品(OAP)对制造系统的规划和实施提出了更高的要求。车间环境下制造过程具有高度动态性与时变性,须考虑车间环境下的不可预测性。针对以机床故障为代表的异常事件扰动问题,提出了基于队列控制的调度执行机制,不仅可以保障在...
开放式结构产品(OAP)对制造系统的规划和实施提出了更高的要求。车间环境下制造过程具有高度动态性与时变性,须考虑车间环境下的不可预测性。针对以机床故障为代表的异常事件扰动问题,提出了基于队列控制的调度执行机制,不仅可以保障在车间系统不发生扰动时按照预定调度计划安排各工序制造,还可以在发生扰动时实时修正队列参数保证车间系统运行的可靠性。针对机床故障信息不完备的实时调度问题,提出了基于自动机模型的车间异常事件监测方法和基于多代理模型、队列控制调度执行机制的实时调度方法。在标准算例实验中最早完成加工规则(ECP)和剩余工序最多规则(MWR)的组合规则得到方案的平均偏差百分比PD为4.591%,更接近于理论最优解。工程应用实验证明了基于多代理模型、队列控制调度执行机制的实时调度方法是一种基于车间事件监测基础上的完全分布式的协调与决策方法,能够兼顾车间调度的实时性和调度结果的质量要求。
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关键词
开放式结构产品
智能制造系统
多智能体
车间调度
时间自动机
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职称材料
可重构机床多目标优选方法
被引量：
2
3
作者
王太勇
孙熙冉
+2 位作者
田松龄
张雷
马明珠
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期881-889,共9页
模块化的可重构机床使可重构制造系统具备高效生产零件族的能力,对可重构制造系统的可重构能力和响应能力有着显著影响.为设计一个低成本、高可重构能力的可重构制造系统,提出了一种基于布谷鸟搜索算法的可重构机床多目标优选方法.首先...
模块化的可重构机床使可重构制造系统具备高效生产零件族的能力,对可重构制造系统的可重构能力和响应能力有着显著影响.为设计一个低成本、高可重构能力的可重构制造系统,提出了一种基于布谷鸟搜索算法的可重构机床多目标优选方法.首先,通过加工方向建立加工工序与可重构机床的映射关系.其次,考虑到制造系统生产零件族中不同零件时需进行重构,对可重构机床进行标识以清晰地表述可重构制造系统重构过程中可重构机床的变化.再次,从设备级和系统级两个层级分别量化了重构过程中的重构成本和重构指数,并基于此提出了两个目标函数:最小化可重构制造系统设计总成本和最大化总重构指数.最后,通过工程实例来验证该方法的有效性和高效性.案例结果表明:得到的设计成本最低的方案值为316.7,最佳的重构指数方案的值为27.4.此外,与解决此类问题常用的多目标优化算法NSGA-Ⅱ比较,多目标布谷鸟搜索(MOCS)算法能快速收敛并在200次迭代后取得全局的Pareto最优解,证明了提出的方法能够高效地筛选出更经济、更高重构指数的可重构机床选择方案.所提出的多目标优选方法可为后续的相关研究和生产实践提供指导.
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关键词
可重构机床
可重构制造系统
机器选择
多目标布谷鸟算法
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职称材料
题名
基于融合孪生模型的数控机床轮廓误差预测方法
1
作者
田颖
湛杨
岳辰
葛璐
王太勇
崔桐成
赵志丹
机构
天津
大学机械工程学院
天津市
天森智能设备
有限公司
天津市泰森数控科技有限公司
出处
《计算机集成制造系统》
北大核心
2025年第7期2392-2401,共10页
基金
天津市科技计划重点资助项目(23JCZDJC01260)。
文摘
为了提升数控机床轮廓误差的实时预测精度,提出一种机理数据融合驱动的数字孪生模型。首先构建包含伺服系统和机械系统的机理模型,用于描述进给系统在数控系统插补指令下的动态响应;其次,建立结合多任务学习的时序数据驱动模型,构建融合机理模型孪生数据和实时采集数据的特征数据集进行模型训练,通过多时间步残差补偿修正机理模型的位置预测值,从而提高孪生模型的预测精度。最后,设计了多组空间运动轨迹进行了模型验证实验,并对不同模型的预测能力进行了对比。结果表明,所提融合孪生模型能够在轮廓误差多个时间步的预测任务中均保持较高预测精度。
关键词
轮廓误差预测
数字孪生模型
多任务学习
多时间步预测
Keywords
contour error prediction
digital twin model
multi-task learning
multi-step prediction
分类号
TG659 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
面向开放式结构产品的智能制造车间实时调度方法
被引量：
6
2
作者
吴晓强
田松龄
郑淑贤
项忠霞
机构
天津
大学机构理论与装备设计教育部重点实验室
内蒙古民族大学机械工程学院
天津
城建大学控制与机械工程学院
天津市泰森数控科技有限公司
出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2020年第10期2703-2713,共11页
基金
国家社会科学基金资助项目(19XTQ011)。
文摘
开放式结构产品(OAP)对制造系统的规划和实施提出了更高的要求。车间环境下制造过程具有高度动态性与时变性,须考虑车间环境下的不可预测性。针对以机床故障为代表的异常事件扰动问题,提出了基于队列控制的调度执行机制,不仅可以保障在车间系统不发生扰动时按照预定调度计划安排各工序制造,还可以在发生扰动时实时修正队列参数保证车间系统运行的可靠性。针对机床故障信息不完备的实时调度问题,提出了基于自动机模型的车间异常事件监测方法和基于多代理模型、队列控制调度执行机制的实时调度方法。在标准算例实验中最早完成加工规则(ECP)和剩余工序最多规则(MWR)的组合规则得到方案的平均偏差百分比PD为4.591%,更接近于理论最优解。工程应用实验证明了基于多代理模型、队列控制调度执行机制的实时调度方法是一种基于车间事件监测基础上的完全分布式的协调与决策方法,能够兼顾车间调度的实时性和调度结果的质量要求。
关键词
开放式结构产品
智能制造系统
多智能体
车间调度
时间自动机
Keywords
open architecture product
intelligent manufacturing system
multi-agent
shop floor scheduling
timed automata
分类号
TP3 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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职称材料
题名
可重构机床多目标优选方法
被引量：
2
3
作者
王太勇
孙熙冉
田松龄
张雷
马明珠
机构
天津
大学机械工程学院
天津
大学仁爱学院
天津
城建大学控制与机械工程学院
天津市泰森数控科技有限公司
天津
商业大学机械工程学院
出处
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期881-889,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51975402).
文摘
模块化的可重构机床使可重构制造系统具备高效生产零件族的能力,对可重构制造系统的可重构能力和响应能力有着显著影响.为设计一个低成本、高可重构能力的可重构制造系统,提出了一种基于布谷鸟搜索算法的可重构机床多目标优选方法.首先,通过加工方向建立加工工序与可重构机床的映射关系.其次,考虑到制造系统生产零件族中不同零件时需进行重构,对可重构机床进行标识以清晰地表述可重构制造系统重构过程中可重构机床的变化.再次,从设备级和系统级两个层级分别量化了重构过程中的重构成本和重构指数,并基于此提出了两个目标函数:最小化可重构制造系统设计总成本和最大化总重构指数.最后,通过工程实例来验证该方法的有效性和高效性.案例结果表明:得到的设计成本最低的方案值为316.7,最佳的重构指数方案的值为27.4.此外,与解决此类问题常用的多目标优化算法NSGA-Ⅱ比较,多目标布谷鸟搜索(MOCS)算法能快速收敛并在200次迭代后取得全局的Pareto最优解,证明了提出的方法能够高效地筛选出更经济、更高重构指数的可重构机床选择方案.所提出的多目标优选方法可为后续的相关研究和生产实践提供指导.
关键词
可重构机床
可重构制造系统
机器选择
多目标布谷鸟算法
Keywords
reconfigurable machine tool
reconfigurable manufacturing system
machine selection
multi-objective cuckoo search(MOCS)algorithm
分类号
TH164 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于融合孪生模型的数控机床轮廓误差预测方法
田颖
湛杨
岳辰
葛璐
王太勇
崔桐成
赵志丹
《计算机集成制造系统》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
面向开放式结构产品的智能制造车间实时调度方法
吴晓强
田松龄
郑淑贤
项忠霞
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2020
6
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职称材料
3
可重构机床多目标优选方法
王太勇
孙熙冉
田松龄
张雷
马明珠
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
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