大数据驱动的智能车间运行分析与决策方法

图书标准信息

• 作者 张洁、秦威、高亮 著
• 出版社 华中科技大学出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787568062107
• 定价 128.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 254页

【内容简介】

上海交通大学机械与动力学院智能制造与信息工程研究所教授，曾在2008 D 2009期间担任美国加州大学伯克立分校工业工程与运筹学系访问教授，2005 D 2005，在法国里昂二大生产系统工程中心任访问研究员。 主要研究领域： 1. 智能制造系统与大数据技术 2. 制造系统的建模、仿真、调度与优化控制 3. 制造信息工程

【作者简介】

上海交通大学机械与动力学院智能制造与信息工程研究所教授，曾在2008 D 2009期间担任美国加州大学伯克立分校工业工程与运筹学系访问教授，2005 D 2005，在法国里昂二大生产系统工程中心任访问研究员。 主要研究领域： 1. 智能制造系统与大数据技术 2. 制造系统的建模、仿真、调度与优化控制 3. 制造信息工程

【目录】

第1章智能制造与智能车间/1 

1.1智能制造的定义/1 

1.2智能制造的发展/2 

1.2.1目标：智能制造/3 

1.2.2基础：工业互联网/4 

1.2.3核心技术：大数据技术/5 

1.2.4应用领域/6 

1.3智能车间的构成/8 

1.3.1智能设备/10 

1.3.2智能控制/11 

1.3.3智能执行/12 

1.4智能化运行分析与决策/13 

1.4.1优化对象：车间性能/14 

1.4.2目标：提质增效降本/14 

1.5本书的主要内容和体系结构/14 

第2章车间制造大数据/18 

2.1大数据概述/18 

2.1.1大数据的提出/18 

2.1.2大数据的特征/19 

2.2车间制造大数据的来源/19 

2.2.1产品数据资源/20 

2.2.2设备数据资源/24 

2.2.3生产数据资源/26 

2.2.4物流数据资源/27 

2.3车间制造大数据的特征/28 

2.3.1规模性/28 

2.3.2多样性/29 

2.3.3高速性/29 

2.3.4高噪声/29 

2.3.5多来源/30 

2.3.6多尺度/30 

2.4车间制造大数据的典型应用场景/30 

2.4.1工序智能调度/31 

2.4.2资源自动分配和状态实时管理/31 

2.4.3性能预测分析/32 

2.4.4智能维护管理/33 

2.4.5过程实时管理/34 

2.4.6质量智能管理/36 

2.5车间制造大数据生命周期/36 

2.5.1制造大数据生命周期的不同阶段/36 

2.5.2制造大数据生命周期模型/38 

2.6本章小结/39 

第3章大数据驱动的车间运行分析与决策模式/41 

3.1车间运行性能指标体系/41 

3.1.1质量指标/42 

3.1.2效率指标/43 

3.1.3成本指标/44 

3.1.4其他性能指标/44 

3.2车间运行分析的常用方法/44 

3.2.1数学规划模型分析法/45 

3.2.2排队论模型分析法/45 

3.2.3网络流模型分析法/46 

3.2.4马尔可夫模型分析法/47 

3.2.5其他建模分析法/47 

3.3车间运行决策的常用方法/49 

3.3.1基于运筹学的决策方法/49 

3.3.2基于启发式规则的决策方法/50 

3.3.3基于智能优化算法的决策方法/51 

3.4大数据驱动的“关联+预测+调控”的新模式/51 

3.4.1第四范式：数据科学/53 

3.4.2车间制造数据的耦合机理：关联/54 

3.4.3车间性能的演化规律：预测/55 

3.4.4车间运行的管控机制：调控/55 

3.5新模式下的车间运行分析与决策关键方法/56 

3.5.1海量高维多源异构制造数据预处理技术/56 

3.5.2动态制造数据多尺度时序分析技术/57 

3.5.3制造大数据的关系网络建模与关联分析技术/58 

3.5.4车间运行状态演化规律挖掘与预测技术/58 

3.5.5基于定量调控机制的车间运行决策方法/59 

3.6本章小结/60 

第4章车间制造大数据融合方法/63 

4.1车间制造大数据融合的必要性/63 

4.2通用数据融合方法/64 

4.3智能车间制造大数据融合过程/69 

4.4车间制造大数据清洗方法/71 

4.4.1数据清洗常用方法/71 

4.4.2多规则多层级组合的车间制造数据清洗/74 

4.5车间制造大数据抽取方法/75 

4.5.1数据抽取常用方法/75 

4.5.2分布式元对象框架下的车间制造数据抽取/77 

4.6车间制造大数据分类方法/79 

4.6.1常用数据分类方法/79 

4.6.2基于聚类层次树的车间制造数据分类/80 

4.7车间制造大数据融合处理平台/82 

4.7.1平台配置/82 

4.7.2数据获取与导入/83 

4.7.3平台测试/85 

4.8本章小结/86 

第5章车间时序制造数据特征提取方法/89 

5.1车间时序制造数据的来源/89 

5.2车间时序制造数据的特点/92 

5.3时序数据特征提取方法分类/94 

5.3.1时域相似性特征提取方法/95 

5.3.2模型相似性特征提取方法/96 

5.3.3形状相似性特征提取方法/98 

5.4面向时序制造数据流的特征关系分析/99 

5.4.1时序制造数据符号化/100 

5.4.2时序制造数据相关性类别字典构建/102 

5.4.3时序制造数据类别字典自适应扩充/103 

5.4.4实验验证/104 

5.5分层的时序制造数据在线快速分类方法/108 

5.5.1时序制造数据层次树结构存储模型/108 

5.5.2时序制造数据特征快速匹配算法/111 

5.5.3实验验证/111 

5.6本章小结/112 

第6章车间制造大数据关联关系分析方法/115 

6.1车间制造大数据关联关系分析的难点/115 

6.1.1车间制造数据的多样相关特性/116 

6.1.2车间制造数据的复杂耦合特性/117 

6.2常用的数据关联关系分析方法/120 

6.3车间制造数据关联关系的信息熵度量方法/122 

6.3.1信息熵的定义/122 

6.3.2车间制造数据的互信息描述模型/123 

6.3.3参数相关性度量方法/123 

6.3.4参数冗余性度量方法/125 

6.3.5参数互补性度量方法/125 

6.4基于网络去卷积的车间制造关键参数识别方法/126 

6.4.1制造过程参数关联关系网络建模/127 

6.4.2车间制造数据的网络去卷积解耦算法/128 

6.4.3基于NMIND的关键影响因素识别/131 

6.5案例验证/131 

6.5.1标准测试集实验/131 

6.5.2实例验证/133 

6.6本章小结/142 

第7章大数据驱动的车间性能预测方法/144 

7.1车间运行性能预测对象概述/144 

7.2改进型循环神经网络的产品工期预测方法/145 

7.2.1多工序时间传递效应分析/146 

7.2.2面向产品工期预测的改进型循环神经网络模型/148 

7.2.3实验验证/155 

7.3基于支持向量机的产品质量预测方法/160 

7.3.1制造过程参数影响分析及优化策略/161 

7.3.2柴油发动机装配质量预测/165 

7.3.3实验验证/170 

7.4自适应迁移的设备故障预测方法/173 

7.4.1设备多工况服役特性/173 

7.4.2基于深度迁移学习的设备故障预测方法/174 

7.4.3实验验证/176 

7.5本章小结/176 

第8章大数据驱动的车间运行调控方法/179 

8.1车间运行调控概述/179 

8.2大数据驱动的生产动态调度方法/180 

8.2.1大数据驱动的飞机平尾装配生产逆调度模型/180 

8.2.2基于自适应容忍度驱动机制的逆调度策略/182 

8.2.3基于混合遗传算法的逆调度求解方法/184 

8.2.4实验结果与分析/187 

8.3大数据驱动的产品工期调控方法/196 

8.3.1大数据驱动的晶圆工期调控模型/196 

8.3.2基于ActorCritic的工期调控方法/198 

8.3.3晶圆制造车间工期调控案例/203 

8.4大数据驱动的设备故障诊断方法/205 

8.4.1大数据驱动的故障诊断方法框架/206 

8.4.2基于卷积神经网络的智能(数据驱动)故障诊断方法/208 

8.4.3实验验证/210 

8.5本章小结/214 

第9章基于大数据平台的智能车间管控系统及其应用/217 

9.1基于大数据平台的智能车间管控系统总体架构/217 

9.2车间制造大数据平台架构/219 

9.2.1系统总体架构/219 

9.2.2大数据平台功能结构及核心技术/221 

9.2.3大数据平台性能指标/226 

9.3智能车间管控系统功能模块设计与实现/228 

9.3.1基础功能模块/228 

9.3.2数据抽取与预处理模块/229 

9.3.3数据关联关系分析模块/230 

9.3.4车间运行性能预测模块/230 

9.3.5车间运行过程调控模块/230 

9.3.6智能车间可视化模块/231 

9.4晶圆制造车间应用案例/232 

9.4.1晶圆制造车间对大数据应用的需求/232 

9.4.2晶圆制造车间大数据的来源与特点/235 

9.4.3晶圆制造车间大数据处理与分析/237 

9.4.4大数据驱动的晶圆加工车间智能管控系统/239 

9.5本章小结/248