面向未来互联网的智慧制造研究现状与展望

现代集成制造已成为融合社会、经济、人文等方面在内的复杂大系统,而社会系统、信息系统、物理系统融合是当今制造业的发展趋势.智慧制造作为未来互联网的四大支柱或"四网"(人际网、物联网、务联网、内容/知识网)与先进制造技术融合而成的一种人机物协同的智能制造新模式——社会-信息-物理-生产系统受到广泛关注,因而很有必要对如此新...     

工业大数据驱动的智能制造服务系统构建技术

为了快速响应终端用户的制造服务需求,提出了智能制造服务系统构建方法,该方法以智能制造服务活动大数据为基础,将制造服务需求转换为智能制造服务方案,并调用智能制造服务模块匹配方案,集成为智能制造服务系统提供给终端用户.在智能工厂、智能生产、智能服务等智能制造服务活动大数据分析基础上,建立了智能制造服务系统模块化的过程模型,该模型以用户域、功能域、制造服务域、流程域、交付域刻画模块化过程的映射关系.结合工业大数据和改进遗传蜂群算法对智能制造服务系统构建过程中智能制造服务模块组合优选问题制定了优选方案,提出了基于反向学习的改进遗传蜂群算法(IGBCOL)的智能制造服务模块组合优选策略.最后通过汽车个性化定制服务模块的算例分析,验证了该算法的可行性,以及工业大数据驱动智能制造服务系统构建方法的有效性.     

面向航空协同制造的工业互联网架构研究与应用

当前新一代信息技术与制造业的深度融合,正驱动着传统制造业的数字化、智能化转型发展及业务模式的深刻变革.航空装备研制过程具有跨时空域、跨产业链、跨多主体高效协同的典型特征,是一项复杂的系统工程,构建面向航空复杂装备协同制造的工业互联网平台,既是满足当前航空复杂装备高效研制的必要手段,也是以新模式驱动航空制造数字化转型的重...     

基于工业互联网的制造与服务融合技术

制造与服务融合是智能制造的重要内容之一,服务要素渗透到制造各个环节中形成了生产性服务与制造服务化.本文从工业互联网的商业视角、使用视角、功能视角、实现视角建立了制造与服务融合中虚拟逻辑与实体活动交互的技术体系,针对商业视角下的制造与服务融合价值链,提出了生态位驱动的制造与服务横向价值链融合方法;针对使用视角下的制造与服...     

面向工业互联网的社群化制造模式及3D打印测试床研发

新一代信息技术与制造业的深度融合正推动着制造业向社会化、服务化、互联集成化与平台化发展,面向工业互联网的社群化制造模式契合了当前制造业在智能化转型升级和创建新业态上的愿景.据此,本文在对当前制造模式演变分析的基础上给出了信息-物理-社交互联驱动的社群化制造模式体系架构和运行逻辑,进一步探讨了社交传感器驱动的社群化资源聚...     

工业大数据驱动的核电装备智能设计-制造-服务技术与应用

针对核电大数据集成管理缺乏适应性和应用价值有限的问题,提出了一种基于工业大数据分析架构的核电装备智能设计制造服务体系.首先,基于核电大数据的领域特性设计了核电装备全生命周期数据空间,通过业务系统数据与主数据两个层次,实现海量多源异构数据分布式存储,并提出模型驱动的核电大数据应用模式.在此基础上,基于数据空间提出了核电装备智能设计制造服务体系框架和关键技术,包括基于模型数据知识联合学习的智能协同设计、多阶段数据融合驱动的质量管控与精准追溯、高维动态边缘数据驱动的运行服务智能诊断预测等技术,为生产决策和运作管理提供依据,促进核电装备安全性、可靠性和经济性指标持续优化.最后通过核电装备典型业务场景来验证所提框架和技术的有效性,并取得了良好的应用效果,为未来核电大数据协同管理和智能应用提供参考.     

数据驱动的网络化制造系统研究框架及其主体性分析

网络化制造系统对于工业制造业的影响长远而又深刻,尤其是近50年以来,世界各国都在研发适应国内供应链生产以及国际化全球制造的网络化制造系统,以期能够突破传统以流水线批量生产为代表的主流生产方式,充分利用工业系统中各层级闲置的制造资源,建立竞争优势.本文在分析总结网络化制造研究现状和发展趋势的基础上,提出了基于数据驱动的网络化制造系统总体架构,构建了以工业云大数据中心为核心的网络化制造系统云边运行体系.接着,在网络化制造系统的运行流程中引入了关键的主体性原则,探索并研究了“网络化制造系统究竟该如何运行”和“主体如何参与网络化制造流程”这两个重要的科学问题.进一步地,设计了网络化制造系统的部署模式,并进行了实验验证.最后,讨论了该原型系统的内涵与基于数据驱动的运行方式,同时指出重视主体性原则才是实现网络化制造运行的根本,深度挖掘主体特征将是网络化制造系统升级转变的关键.     

应用于微结构制造自治系统的流程自动生成

本文介绍计算机自动生成微结构制造流程的技术。微结构器件的种类繁多,不同器件的加工特点都不相同,即以中等复杂程度的CMOS结构而言,其制造流程就达到了几百个步骤之多,因此流程的生成技术是极具挑战性的。一个适用流程可按由简入繁的过程逐步形成。本文首先介绍了根据器件结构的特点,确定单元加工顺序的优先级方案;在单元加工顺序确定后,参照本文所定义的一个原型工艺库,可以将对单元的加工处理展开成局部的工艺步骤串;工艺步骤串连缀而成的初始工艺流程,经过一定的优化与适配工艺条件的之后,产生出在实践中能够直接使用的、详细的工艺流程卡。     

基于DSM的产品协同开发流程优化方法研究

针对传统的按职能分工部门之间的壁垒造成产品开发过程中的信息传输迟滞,以及流程活动冗余造成的流程运行时间长的问题,从时间的维度进行产品开发活动的协同管理,建立流程活动间信息交互模型,以实现流程活动间信息传递的量化和无量纲化。根据流程活动间信息依赖关系,建立基于设计结构矩阵（Design Structure Matrix,DSM）的产品协同开发流程结构矩阵,用模糊聚类方法对流程进行优化,并建立了流程优化算法,通过实例验证该方法的可行性。     

钢铁制造流程的本质、功能与钢厂未来发展模式

钢铁制造流程动态运行过程的物理本质是：物质流（主要是铁素流）在能量流（主要是碳素流）的驱动。作用下,按照设定的“程序”,沿着“流程网络”作动态。有序的运行．钢铁制造流程是一类开放的、非平衡的、不可逆的、由不同结构和功能的单元工序通过非线性耦合构成的复杂系统,其动态运行过程的性质是耗散过程。从钢铁制造流程动态运行过程的物理本质出发,可以推出其功能应拓展为：（1）铁素流运行的功能-钢铁产品制造功能;（2）能量流运行的功能-能源转换功能以及与剩余能源相关的废弃物消纳-处理功能;（3）铁素流-能量流相互作用过程的功能-实现过程工艺目标以及与此相应的废弃物消纳-处理功能。钢厂未来发展模式将通过绿色制造和生态化转型,逐步演化为都市周边环境友好型钢厂和港口生态工业带钢厂两类主要可选择的模式。在未来循环经济社会中,钢厂可能承担的社会经济职能是：（1）钢厂是铁．煤化工的起点,既要生产出更好、更廉价的钢,又要充分利用能源;大型钢铁联合企业应向“只买煤、不买电、不用燃料油”的方向发展,同时也应该看到,钢厂有可能制造出相对价廉的、大量的氢气;（2）钢厂也可以是城市社会某些大宗废弃物的处理-消纳站和邻近社区居民生活热能供应站;（3）钢厂可以是某些工业排放物质再资源化循环、再能源化梯级利用和无害化处理的协调处理站。钢厂可以通过延伸其制造链、经营链成为特定区域构筑循环经济社会的重要环节。     

面向工业互联网的异构时间敏感数据流协同传输机制设计

工业互联网需要实现IT (information technology)和OT (operation technology)的融合,现场级工业网络的构建是真正实现从OT到IT产线数据无缝接入、从IT到OT实现产线智能运维的关键.对于OT来说,工业系统中的数据具有高度的时间敏感特性,感知数据和控制指令在时间上的确定性传输...     

可重构复杂制造系统的设施布置优化方法研究

针对可重构复杂制造系统可模块化和可集成化等特点,结合层次分析的思想和QAP数学模型,通过布置分类把信息集成的设施模块分为独立型模块和依赖型模块,提出了先后对独立型模块和依赖型模块进行布置的二次设施布置方法。阐述了二次设施布置方法的思想,构建了其模型,并用蚁群算法和重心法求解了这个模型。运用此布置方法建立了某车间的设施布局模型,简化了设施布置过程,实现了对可重构复杂制造系统设施布置的优化。     

基于流形鸽群优化的智能合约重入性漏洞检测方法研究

重入性漏洞在智能合约中普遍存在,可能造成巨大的经济损失.现有的基于符号执行的静态分析工具通过预设的规则判断漏洞是否存在,然而预设规则不全面可能会导致重入性漏洞的误报.为了避免误报,本研究尝试从软件测试用例生成的动态分析角度解决这一难题.本文将该应用场景抽象为存在重入性循环路径的路径覆盖测试用例自动生成问题,通过生成并执行覆盖重入性循环路径的测试用例来检测重入性漏洞.以鸽群算法为代表的群体智能算法是求解测试用例生成这类黑盒优化问题的常用方法.鸽群算法在整个决策空间内围绕种群最优解邻域搜索,然而,问题的最优解可能并不在该邻域内,导致路径覆盖率较低.为了提升鸽群算法的路径覆盖率,本文将利用流形启发式算子改进鸽群算法,使其分配更多的算力搜索与优化目标相关的子空间,从而提升鸽群算法求解效率,覆盖重入性循环路径.实验结果显示,改进后的流形鸽群算法能够更加高效地生成覆盖重入性循环路径的测试用例,检测出被测合约的重入性漏洞.与Oyente, Securify和Smartcheck这三个智能合约测试工具相比,本文提出的方法能够有效避免重入性漏洞的误报,在实验的8个被测试智能合约中重入性漏洞识别准确率分别...