大數據驅動的智慧型車間運行分析與決策方法

《大數據驅動的智慧型車間運行分析與決策方法》是2020年華中科技大學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:大數據驅動的智慧型車間運行分析與決策方法
  • 作者:張潔 、秦威 、高亮 
  • 出版時間:2020年
  • 出版社:華中科技大學出版社
  • ISBN:9787568062107
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書對製造大數據的基本概念進行了梳理,對車間製造大數據的感知、通信、處理和平台技術,以及建模、分析方法和決策服務開展了探索,介紹了海量、高維、多源、異構製造數據清洗去噪等預處理方法、統一建模與融合方法、動態製造數據多尺度時序分析方法、製造數據的關係網路模型、車間性能預測方法與運行調控機制,並對大數據在典型製造行業的套用做了初步嘗試,旨在為車間生產從自動化、數位化邁向智慧型化奠定堅實的理論和技術基礎。

圖書目錄

第1章智慧型製造與智慧型車間/1
1.1智慧型製造的定義/1
1.2智慧型製造的發展/2
1.2.1目標:智慧型製造/3
1.2.2基礎:工業網際網路/4
1.2.3核心技術:大數據技術/5
1.2.4套用領域/6
1.3智慧型車間的構成/8
1.3.1智慧型設備/10
1.3.2智慧型控制/11
1.3.3智慧型執行/12
1.4智慧型化運行分析與決策/13
1.4.1最佳化對象:車間性能/14
1.4.2目標:提質增效降本/14
1.5本書的主要內容和體系結構/14
第2章車間製造大數據/18
2.1大數據概述/18
2.1.1大數據的提出/18
2.1.2大數據的特徵/19
2.2車間製造大數據的來源/19
2.2.1產品數據資源/20
2.2.2設備數據資源/24
2.2.3生產數據資源/26
2.2.4物流數據資源/27
2.3車間製造大數據的特徵/28
2.3.1規模性/28
2.3.2多樣性/29
2.3.3高速性/29
2.3.4高噪聲/29
2.3.5多來源/30
2.3.6多尺度/30
2.4車間製造大數據的典型套用場景/30
2.4.1工序智慧型調度/31
2.4.2資源自動分配和狀態實時管理/31
2.4.3性能預測分析/32
2.4.4智慧型維護管理/33
2.4.5過程實時管理/34
2.4.6質量智慧型管理/36
2.5車間製造大數據生命周期/36
2.5.1製造大數據生命周期的不同階段/36
2.5.2製造大數據生命周期模型/38
2.6本章小結/39
第3章大數據驅動的車間運行分析與決策模式/41
3.1車間運行性能指標體系/41
3.1.1質量指標/42
3.1.2效率指標/43
3.1.3成本指標/44
3.1.4其他性能指標/44
3.2車間運行分析的常用方法/44
3.2.1數學規劃模型分析法/45
3.2.2排隊論模型分析法/45
3.2.3網路流模型分析法/46
3.2.4馬爾可夫模型分析法/47
3.2.5其他建模分析法/47
3.3車間運行決策的常用方法/49
3.3.1基於運籌學的決策方法/49
3.3.2基於啟發式規則的決策方法/50
3.3.3基於智慧型最佳化算法的決策方法/51
3.4大數據驅動的“關聯+預測+調控”的新模式/51
3.4.1第四範式:數據科學/53
3.4.2車間製造數據的耦合機理:關聯/54
3.4.3車間性能的演化規律:預測/55
3.4.4車間運行的管控機制:調控/55
3.5新模式下的車間運行分析與決策關鍵方法/56
3.5.1海量高維多源異構製造數據預處理技術/56
3.5.2動態製造數據多尺度時序分析技術/57
3.5.3製造大數據的關係網路建模與關聯分析技術/58
3.5.4車間運行狀態演化規律挖掘與預測技術/58
3.5.5基於定量調控機制的車間運行決策方法/59
3.6本章小結/60
第4章車間製造大數據融合方法/63
4.1車間製造大數據融合的必要性/63
4.2通用數據融合方法/64
4.3智慧型車間製造大數據融合過程/69
4.4車間製造大數據清洗方法/71
4.4.1數據清洗常用方法/71
4.4.2多規則多層級組合的車間製造數據清洗/74
4.5車間製造大數據抽取方法/75
4.5.1數據抽取常用方法/75
4.5.2分散式元對象框架下的車間製造數據抽取/77
4.6車間製造大數據分類方法/79
4.6.1常用數據分類方法/79
4.6.2基於聚類層次樹的車間製造數據分類/80
4.7車間製造大數據融合處理平台/82
4.7.1平台配置/82
4.7.2數據獲取與導入/83
4.7.3平台測試/85
4.8本章小結/86
第5章車間時序製造數據特徵提取方法/89
5.1車間時序製造數據的來源/89
5.2車間時序製造數據的特點/92
5.3時序數據特徵提取方法分類/94
5.3.1時域相似性特徵提取方法/95
5.3.2模型相似性特徵提取方法/96
5.3.3形狀相似性特徵提取方法/98
5.4面向時序製造數據流的特徵關係分析/99
5.4.1時序製造數據符號化/100
5.4.2時序製造數據相關性類別字典構建/102
5.4.3時序製造數據類別字典自適應擴充/103
5.4.4實驗驗證/104
5.5分層的時序製造數據線上快速分類方法/108
5.5.1時序製造數據層次樹結構存儲模型/108
5.5.2時序製造數據特徵快速匹配算法/111
5.5.3實驗驗證/111
5.6本章小結/112
第6章車間製造大數據關聯關係分析方法/115
6.1車間製造大數據關聯關係分析的難點/115
6.1.1車間製造數據的多樣相關特性/116
6.1.2車間製造數據的複雜耦合特性/117
6.2常用的數據關聯關係分析方法/120
6.3車間製造數據關聯關係的信息熵度量方法/122
6.3.1信息熵的定義/122
6.3.2車間製造數據的互信息描述模型/123
6.3.3參數相關性度量方法/123
6.3.4參數冗餘性度量方法/125
6.3.5參數互補性度量方法/125
6.4基於網路去卷積的車間製造關鍵參數識別方法/126
6.4.1製造過程參數關聯關係網路建模/127
6.4.2車間製造數據的網路去卷積解耦算法/128
6.4.3基於NMIND的關鍵影響因素識別/131
6.5案例驗證/131
6.5.1標準測試集實驗/131
6.5.2實例驗證/133
6.6本章小結/142
第7章大數據驅動的車間性能預測方法/144
7.1車間運行性能預測對象概述/144
7.2改進型循環神經網路的產品工期預測方法/145
7.2.1多工序時間傳遞效應分析/146
7.2.2面向產品工期預測的改進型循環神經網路模型/148
7.2.3實驗驗證/155
7.3基於支持向量機的產品質量預測方法/160
7.3.1製造過程參數影響分析及最佳化策略/161
7.3.2柴油發動機裝配質量預測/165
7.3.3實驗驗證/170
7.4自適應遷移的設備故障預測方法/173
7.4.1設備多工況服役特性/173
7.4.2基於深度遷移學習的設備故障預測方法/174
7.4.3實驗驗證/176
7.5本章小結/176
第8章大數據驅動的車間運行調控方法/179
8.1車間運行調控概述/179
8.2大數據驅動的生產動態調度方法/180
8.2.1大數據驅動的飛機平尾裝配生產逆調度模型/180
8.2.2基於自適應容忍度驅動機制的逆調度策略/182
8.2.3基於混合遺傳算法的逆調度求解方法/184
8.2.4實驗結果與分析/187
8.3大數據驅動的產品工期調控方法/196
8.3.1大數據驅動的晶圓工期調控模型/196
8.3.2基於ActorCritic的工期調控方法/198
8.3.3晶圓製造車間工期調控案例/203
8.4大數據驅動的設備故障診斷方法/205
8.4.1大數據驅動的故障診斷方法框架/206
8.4.2基於卷積神經網路的智慧型(數據驅動)故障診斷方法/208
8.4.3實驗驗證/210
8.5本章小結/214
第9章基於大數據平台的智慧型車間管控系統及其套用/217
9.1基於大數據平台的智慧型車間管控系統總體架構/217
9.2車間製造大數據平台架構/219
9.2.1系統總體架構/219
9.2.2大數據平台功能結構及核心技術/221
9.2.3大數據平台性能指標/226
9.3智慧型車間管控系統功能模組設計與實現/228
9.3.1基礎功能模組/228
9.3.2數據抽取與預處理模組/229
9.3.3數據關聯關係分析模組/230
9.3.4車間運行性能預測模組/230
9.3.5車間運行過程調控模組/230
9.3.6智慧型車間可視化模組/231
9.4晶圓製造車間套用案例/232
9.4.1晶圓製造車間對大數據套用的需求/232
9.4.2晶圓製造車間大數據的來源與特點/235
9.4.3晶圓製造車間大數據處理與分析/237
9.4.4大數據驅動的晶圓加工車間智慧型管控系統/239
9.5本章小結/248

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