智能車間是智能制造的重要載體,其運(yùn)作方式是通過(guò)感知功能獲取車間實(shí)體中相關(guān)的動(dòng)靜態(tài)信息,并將其映射入與車間中設(shè)備實(shí)體對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生模型,借助強(qiáng)大的計(jì)算能力,結(jié)合模型對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析,根據(jù)分析結(jié)果由精準(zhǔn)控制模塊對(duì)車間設(shè)備發(fā)布命令,以提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)柔性加工。智能車間擁有感知、計(jì)算與反饋控制這三個(gè)關(guān)鍵特征,其中感知是實(shí)現(xiàn)計(jì)算與反饋控制的基礎(chǔ)。本學(xué)位論文借助信息物理系統(tǒng)（Cyber-physical systems,CPS）的理論與方法建立了智能車間感知層模型,實(shí)現(xiàn)了感知功能,并促進(jìn)了車間設(shè)備的互聯(lián)互通與互操作,探索了感知功能相關(guān)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)與傳感器時(shí)序重構(gòu)技術(shù),最后利用感知功能解決了數(shù)控機(jī)床數(shù)字孿生中涉及到的刀具狀態(tài)同步與零件加工參數(shù)識(shí)別問(wèn)題。論文的研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)方面:1.針對(duì)智能車間感知功能的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題,開(kāi)展了智能車間CPS相關(guān)模型研究。智能車間中存在各類待感知的加工設(shè)備,如何實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取設(shè)備本身的動(dòng)靜態(tài)信息是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的感知功能,進(jìn)而促成設(shè)備間互聯(lián)互通的核心所在。而感知功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)車間信息模型的支持。基于OPC UA標(biāo)準(zhǔn)建立了車間信息模型,以實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備的網(wǎng)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 智能制造核心技術(shù)
        1.1.2 兩種智能制造關(guān)鍵技術(shù)
    1.2 智能車間與CPS的相關(guān)研究
        1.2.1 從數(shù)字化車間到智能車間
        1.2.2 從CPS到CPPS
    1.3 論文的研究意義和課題來(lái)源
    1.4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 智能車間CPS模型研究
    2.1 智能車間關(guān)鍵特征
    2.2 信息模型
        2.2.1 信息建模的意義與方法
        2.2.2 OPC UA標(biāo)準(zhǔn)與建模流程
        2.2.3 一種面向感知的車間信息模型
    2.3 感知層模型
        2.3.1 模型的意義與要素
        2.3.2 加工設(shè)備最小函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
        2.3.3 傳感器與功能模塊最小函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
        2.3.4 最小函數(shù)聚合
    2.4 3D可視化與FFSM動(dòng)態(tài)模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 OPC UA TSN門調(diào)度算法的研究
    3.1 引言
    3.2 TSN相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
        3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)體系與時(shí)鐘同步原理
        3.2.2 門調(diào)度原理
    3.3 引入FCVTS門調(diào)度算法
        3.3.1 問(wèn)題的提出
        3.3.2 靜態(tài)門調(diào)度算法原理與局限
        3.3.3 FCVTS門調(diào)度算法
    3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)配置及靜態(tài)門調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 FCVTS門調(diào)度算法實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí)序重構(gòu)問(wèn)題的研究
    4.1 引言
    4.2 問(wèn)題描述與分析
        4.2.1 智能車間CPS中事件類型的定義與分類
        4.2.2 事件時(shí)序的直接探測(cè)條件
    4.3 基于事件整體性的時(shí)序重構(gòu)方法
        4.3.1 時(shí)序重構(gòu)方法的必要性
        4.3.2 時(shí)序重構(gòu)原理
        4.3.3 時(shí)序重構(gòu)的方法
    4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 數(shù)控機(jī)床刀具加工狀態(tài)建模問(wèn)題的研究
    5.1 引言
    5.2 問(wèn)題描述
    5.3 有限狀態(tài)機(jī)及其模糊化
        5.3.1 有限狀態(tài)機(jī)
        5.3.2 模糊系統(tǒng)與模糊有限狀態(tài)機(jī)
        5.3.3 強(qiáng)模糊劃分
        5.3.4 狀態(tài)模糊化與次態(tài)更新方法
    5.4 切削狀態(tài)的模糊狀態(tài)機(jī)建模方法
        5.4.1 切削狀態(tài)簡(jiǎn)圖及輸入變量的確定
        5.4.2 輸入變量的語(yǔ)義標(biāo)記描述
    5.5 模型參數(shù)優(yōu)化方法
    5.6 預(yù)測(cè)原理及應(yīng)用
    5.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.7.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與整體配置
        5.7.2 模型相對(duì)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        5.7.3 模型連續(xù)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)
    5.8 本章小結(jié)
第6章 基于加速度信號(hào)的銑削平面深度識(shí)別方法研究
    6.1 引言
    6.2 矩形銑削平面深度識(shí)別應(yīng)用開(kāi)發(fā)流程
    6.3 銑床加工深度識(shí)別應(yīng)用算法
        6.3.1 算法概述
        6.3.2 數(shù)據(jù)濾波與時(shí)域截取
        6.3.3 特征提取
        6.3.4 模糊聚類
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.4.1 理想平臺(tái)實(shí)驗(yàn)
        6.4.2 仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        6.4.3 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)束語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3180488