離散制造業(yè)涉及航空航天、汽車、電子器件、裝備制造等行業(yè),數(shù)量巨大,其總體能耗及排放不容忽視.離散制造系統(tǒng)能耗與設(shè)備運行狀態(tài)及其傳動結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)、工藝特征排序、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)調(diào)度和啟�？刂频纫蛩鼐哂忻芮嘘P(guān)聯(lián)性.特別是柔性制造和混流制造等復(fù)雜離散制造過程受加工任務(wù)多變、設(shè)備狀態(tài)和工藝動態(tài)多變等工藝過程特征的影響,能耗機理復(fù)雜.加工參數(shù)/熱力學(xué)能耗模型中大量參數(shù)的事先未知性、設(shè)備能耗過程的高度非線性特點,以及復(fù)雜工作流中不可避免存在的隨機性、動態(tài)性,對系統(tǒng)能耗過程的建模、分析和優(yōu)化提出了挑戰(zhàn).現(xiàn)有的研究成果聚焦在基于靜態(tài)機理模型的能效指標(biāo)優(yōu)化運行上.在系統(tǒng)建模和優(yōu)化時,未充分考慮生產(chǎn)運行過程中動態(tài)不確定因素的影響,對于離散制造環(huán)境所提供的海量信息利用也不充分.本文從知識自動化的角度出發(fā),提出了面向離散制造系統(tǒng)的能耗知識表示與更新方法,并在能量流分析的基礎(chǔ)上基于能耗層次性和關(guān)聯(lián)因素分析分別提出工藝參數(shù)節(jié)能優(yōu)化方法、工藝路線節(jié)能優(yōu)化方法和動態(tài)柔性調(diào)度節(jié)能優(yōu)化方法,以實際車間為例開發(fā)了離散制造系統(tǒng)能效優(yōu)化軟件平臺.本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）基于離散制造系統(tǒng)能量流分析,提出了基于本體的能耗知識... 

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 能效優(yōu)化問題描述
    1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 離散制造能效問題的數(shù)學(xué)模型
        1.3.2 離散制造能耗知識表示與更新方法
        1.3.3 面向能效的工藝參數(shù)優(yōu)化方法
        1.3.4 面向能效的典型工藝路線發(fā)現(xiàn)方法
        1.3.5 面向能效的生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度方法
    1.4 論文主要研究工作
第二章 離散制造系統(tǒng)能耗知識表示與更新方法
    2.1 引言
    2.2 離散制造系統(tǒng)的能量流分析
        2.2.1 離散制造系統(tǒng)層次能耗模型
        2.2.2 能效關(guān)鍵影響因素分析
    2.3 離散制造系統(tǒng)能耗知識表示方法
        2.3.1 離散制造系統(tǒng)能耗知識的獲得途徑
        2.3.2 離散制造系統(tǒng)能耗知識的類別
        2.3.3 基于本體的能耗知識模塊化多粒度層次表示模型
        2.3.4 能耗知識本體的構(gòu)建
        2.3.5 能耗知識元定義與描述
    2.4 基于改進(jìn)記憶遺忘模型的能耗知識更新方法
        2.4.1 改進(jìn)的記憶遺忘模型
        2.4.2 改進(jìn)模型數(shù)學(xué)特性比較
        2.4.3 基于改進(jìn)記憶遺忘模型的知識更新方法
    2.5 能耗知識表示與更新方法案例分析
        2.5.1 層次能耗模型案例分析
        2.5.2 能耗知識的案例分析
        2.5.3 改進(jìn)記憶遺忘模型的案例分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于知識的工步能耗預(yù)測與工藝參數(shù)優(yōu)化方法
    3.1 引言
    3.2 基于實例的工步能耗知識建模與預(yù)測
        3.2.1 面向工步能耗的知識實例庫構(gòu)建
        3.2.2 知識實例庫預(yù)處理
        3.2.3 知識實例檢索與重用
        3.2.4 基于實例的工步能耗預(yù)測總流程
    3.3 基于CMOPSO的工藝參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 優(yōu)化模型構(gòu)建
        3.3.2 CMOPSO優(yōu)化方法
    3.4 仿真實驗分析
        3.4.1 案例知識庫構(gòu)建
        3.4.2 工步能耗預(yù)測模型性能分析
        3.4.3 面向能效的工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第四章 面向能效的典型工藝路線知識自動發(fā)現(xiàn)與推送方法
    4.1 引言
    4.2 典型工藝路線知識發(fā)現(xiàn)問題分析
        4.2.1 考慮能耗的工藝路線知識
        4.2.2 工藝路線工藝相似度度量
        4.2.3 工藝路線聚類
    4.3 工藝路線知識的定義與描述
    4.4 融合能耗信息的工藝路線綜合相似度指標(biāo)
        4.4.1 工序間相似度
        4.4.2 改進(jìn)的偽LCS相似度
        4.4.3 新型工藝路線工藝相似度指標(biāo)
        4.4.4 融合能耗信息的工藝路線綜合相似度
    4.5 考慮聚類有效性的典型工藝路線發(fā)現(xiàn)算法
        4.5.1 考慮聚類有效性的K中心算法
        4.5.2 考慮聚類有效性的AP算法
        4.5.3 考慮聚類有效性的混合聚類算法
    4.6 典型工藝路線知識自動推送
    4.7 仿真實驗分析
        4.7.1 工藝路線工藝相似度指標(biāo)的性能分析
        4.7.2 考慮聚類有效性的聚類算法的性能分析
        4.7.3 典型工藝路線自動發(fā)現(xiàn)和推送方法的節(jié)能效果分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 基于GPHH的節(jié)能調(diào)度規(guī)則自動發(fā)現(xiàn)方法
    5.1 引言
    5.2 基于規(guī)則的調(diào)度問題求解
        5.2.1 動態(tài)柔性離散制造系統(tǒng)調(diào)度問題描述
        5.2.2 超啟發(fā)式遺傳規(guī)劃算法
    5.3 節(jié)能調(diào)度規(guī)則知識的定義與描述
    5.4 基于路徑?jīng)Q策延遲策略的GPHH
        5.4.1 基于路徑延遲策略的元算法
        5.4.2 隊列選擇策略
        5.4.3 GPHH-DR的總體框架
    5.5 面向能效的仿真實驗設(shè)計
        5.5.1 面向能效的仿真模型構(gòu)建
        5.5.2 算法參數(shù)設(shè)定
        5.5.3 算法性能指標(biāo)
    5.6 實驗結(jié)果與分析
        5.6.1 算法總體性能分析
        5.6.2 算法實驗結(jié)果分析
        5.6.3 算法節(jié)能效果分析
    5.7 本章小結(jié)
第六章 離散制造系統(tǒng)能效優(yōu)化軟件平臺設(shè)計與應(yīng)用
    6.1 引言
    6.2 應(yīng)用背景分析
    6.3 離散制造系統(tǒng)能效優(yōu)化軟件平臺軟硬件搭建
        6.3.1 硬件部署架構(gòu)
        6.3.2 軟件平臺搭建
    6.4 實際節(jié)能效果對比
        6.4.1 節(jié)能前后工序能效對比
        6.4.2 節(jié)能前后設(shè)備能效對比
        6.4.3 節(jié)能前后零件能效對比
        6.4.4 節(jié)能前后產(chǎn)品能效對比
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 :攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向能耗的數(shù)控銑削過程建模與參數(shù)優(yōu)化[J]. 黃拯滔,楊杰,張超勇,周志恒,謝陽,林文文.  中國機械工程. 2016(18)
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[3]數(shù)控車床切削參數(shù)的能量效率優(yōu)化[J]. 周志恒,張超勇,謝陽,黃拯滔,邵新宇.  計算機集成制造系統(tǒng). 2015(09)
[4]面向節(jié)能優(yōu)化的數(shù)控銑削參數(shù)優(yōu)化方法研究[J]. 胡狄,張華,鄢威,李弼心.  機械設(shè)計與制造. 2015(08)
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[6]面向高效低碳的數(shù)控加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型[J]. 李聰波,崔龍國,劉飛,李麗.  機械工程學(xué)報. 2013(09)
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博士論文
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[4]面向產(chǎn)品綠色設(shè)計的知識建模及應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 吉祥.浙江大學(xué) 2013
[5]面向復(fù)雜產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化制造的知識集成與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉驕劍.南京航空航天大學(xué) 2012
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碩士論文
[1]面向加工中心的機械加工工藝過程節(jié)能優(yōu)化方法研究[D]. 胡狄.武漢科技大學(xué) 2016
[2]復(fù)雜產(chǎn)品生命周期設(shè)計知識大數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用研究[D]. 屈鵬飛.浙江大學(xué) 2016
[3]數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)能耗特性及運行節(jié)能技術(shù)研究[D]. 馬峰.武漢科技大學(xué) 2015
[4]面向中文專利文獻(xiàn)的相似例句檢索算法的研究[D]. 盧延科.沈陽航空工業(yè)學(xué)院 2010



本文編號：3731890