基于CPS的制造单元过程管控策略研究

发布时间：2017-09-15 07:26

  本文关键词：基于CPS的制造单元过程管控策略研究

  更多相关文章： 过程管控策略 制造单元 信息物理融合系统 语义标签 Petri网 制造资源

【摘要】：随着市场竞争的加剧和产业结构的变化,全球制造业正在面临严峻的挑战。以美国、德国、中国为首的制造业大国纷纷制定并实施了以发展先进制造业为核心的国家制造业发展战略,其核心内容是发展新技术驱动下的智能制造。其中,德国提出了以信息物理融合系统(CPS)和信息通讯技术为核心的“工业4.0”战略,旨在实现由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,推动制造业向智能化转型。制造单元是生产系统的基本粒度,发展CPS环境下的制造单元对于促进CPS在整个生产过程中的集成应用具有重要作用。因此,本文在结合离散型制造业特点的基础上,以CPS环境下的离散型制造单元为研究对象,以构建CPS环境下的制造单元过程管控策略为核心目标开展研究。首先,在分析CPS及管控策略研究现状与发展趋势的基础上,提出了一种CPS环境下的离散型制造单元(CPS-MC),定义了离散型CPS制造单元的内涵与特征,构建了离散型CPS制造单元的网络物理环境及其物理信息映射结构；其次,在分析CPS环境下制造资源(CPS-MCMR)类型与特点的基础上,定义了CPS-MCMR的语义标签,并对其进行形式化表达；据此,构建了基于面向对象着色知识Petri网的制造资源语义标签模型；最后,基于语义标签,提出了CPS-MCMR管控策略,并在分析CPS-MCMR之间关系的基础上,提出了CPS-MC管控策略,旨在为CPS环境下的离散型制造单元的构建与运行提供一种参考模式。
【关键词】：过程管控策略 制造单元 信息物理融合系统 语义标签 Petri网 制造资源
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP202;TP273
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-27
• 1.1 引言11-13
• 1.2 与本文相关的国内外研究现状13-21
• 1.2.1 生产管控方法研究现状13-14
• 1.2.2 CPS及相关技术研究现状14-18
• 1.2.3 Petri网及相关应用研究现状18-21
• 1.3 课题研究目的及意义21-22
• 1.4 课题主要来源22
• 1.5 本文主要研究内容及整体框架22-25
• 1.6 本章小结25-27
• 2 CPS环境下的制造单元构建27-39
• 2.1 引言27
• 2.2 离散型制造概述27-28
• 2.3 CPS-MC内涵及特征28-31
• 2.3.1 CPS-MC内涵28-29
• 2.3.2 CPS-MC组成29-31
• 2.3.3 CPS-MC特征31
• 2.4 CPS-MC网络物理环境构建31-35
• 2.5 CPS-MC物理信息映射35-37
• 2.6 本章小结37-39
• 3 基于OCKPN的CPS-MCMR语义标签构建39-77
• 3.1 引言39
• 3.2 CPS-MCMR语义标签概述39-41
• 3.3 OCKPN及CPS-MC制造资源语义标签构建41-46
• 3.3.1 面向对象着色知识Petri网(OCKPN)构建41-45
• 3.3.2 CPS-MC制造资源语义标签构建及形式化表达45-46
• 3.4 基于OCKPN的CPS-MCMR语义标签建模步骤46-47
• 3.5 基于OCKPN的CPS-MCMR语义标签建模47-76
• 3.5.1 基于OCKPN的CPS-MCMR语义标签建模约束47-48
• 3.5.2 CPS-MCMR颜色集建模48-53
• 3.5.3 被动资源语义标签建模53-57
• 3.5.4 主动资源通用语义标签建模57-76
• 3.6 本章小结76-77
• 4 基于CPS-MCMR语义标签的管控策略研究及验证77-95
• 4.1 引言77
• 4.2 基于语义标签的CPS-MCMR管控策略77-85
• 4.2.1 基于语义标签的感知控制方法77-81
• 4.2.2 CPS-MCMR异常诊断处理方法81-83
• 4.2.3 CPS-MCMR运算决策及通讯方法83-85
• 4.3 基于语义标签的CPS-MC管控模型构建85-87
• 4.4 基于语义标签的CPS-MC管控策略87-88
• 4.5 系统开发与语义标签管控策略验证88-94
• 4.5.1 基于语义标签的管控系统开发88-90
• 4.5.2 基于系统的管控策略验证90-94
• 4.6 本章小结94-95
• 5 总结与展望95-97
• 5.1 总结95-96
• 5.2 展望96-97
• 参考文献97-101
• 作者简历101-105
• 学位论文数据集105

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周炳海,王国龙,曹永上;制造单元控制系统的可重配置性研究[J];组合机床与自动化加工技术;2004年01期

2 谢楠;李爱平;徐立云;;基于广义随机Petri网的可重组制造单元建模与分析方法[J];计算机集成制造系统;2006年06期

3 王军强;孙树栋;王东成;杨宏安;;基于约束理论的制造单元管理与控制研究[J];计算机集成制造系统;2006年07期

4 董昊;严洪森;;知识化制造单元的建模、控制与仿真[J];机械工程学报;2006年08期

5 赵刚;江平宇;;面向大规模定制生产的e-陶制造单元标层解分析优化规划模型[J];机械工程学报;2007年02期

6 王国新;阎艳;宁汝新;王爱民;;模糊神经网络与启发式算法相结合的制造单元构建方法[J];计算机集成制造系统;2008年11期

7 李兵;;基于仿真的制造单元瓶颈分析[J];组合机床与自动化加工技术;2009年01期

8 范国民;;协同制造单元的知识自学习建模与技术研究[J];河南科技;2010年01期

9 周珍;车阿大;;自动化制造单元调度算法综述[J];计算机应用研究;2010年06期

10 刘力健;王计波;;车、铣制造单元在技术培训中的应用[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2010年09期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 梁峰;;基于功能合适度的制造单元重构性能评价方法[A];第十一届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2009年

2 金锡龙;吴冲锋;王浣尘;;制造单元设计——基于工序操作的矢量方法[A];企业发展与系统工程——中国系统工程学会第七届年会论文集[C];1992年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 从容;探索批产模式 构筑数字支撑[N];中国航天报;2005年

2 本报记者 刘斐;打造“航天新工厂” 变身“增产大户”[N];中国航天报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 王建维;制造单元构建的关键技术研究[D];大连理工大学;2009年

2 李杰;基于模糊技术的制造单元构建方法及其在变压器企业中的应用[D];河北工业大学;2002年

3 吴斌;基于功能块的可重构制造单元控制系统研究[D];上海交通大学;2008年

4 董昊;知识化制造环境下的任务分配与动态控制策略[D];东南大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 周建伟;基于路径依赖的可重构制造单元构建与布局研究[D];兰州交通大学;2015年

2 王德志;制造环境下单元生产分组问题的研究[D];浙江工业大学;2015年

3 高敏雄;基于CPS的制造单元过程管控策略研究[D];北京交通大学;2016年

4 刘云龙;基于人因学的制造单元规划技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

5 卢桂萍;制造单元的三维可视化重构及仿真技术研究[D];广东工业大学;2006年

6 王海龙;武器装备快速扩散制造单元的理论模型与关键技术研究[D];西北工业大学;2005年

7 彭煜;制造单元物联感知关键技术的研究与实践[D];武汉理工大学;2013年

8 陈雄兵;可重构制造单元构建及其评价研究[D];重庆大学;2012年

9 丁炼;面向模具行业的机器人制造单元通讯机制与控制系统研究[D];广东工业大学;2011年

10 李冬建;面向模具行业的机器人制造单元系统设计与实现[D];广东工业大学;2012年

，

本文编号：855124