物联制造执行过程的主动感知与动态优化方法研究

针对制造执行过程监控与优化在实时性和动态性方面的需求和挑战，以实现物联制造执行过程的主动感知与动态优化为目标，展开对具有感知交互能力的智能制造设备建模、多源信息的主动感知与增值机理、多源信息驱动的制造过程动态优化方法等的深入研究，揭示物联制造过程中多源、异构信息的主动感知及信息传递与计算过程中的增值机理，在此基础上，形成一套基于多源实时制造信息驱动的面向制造执行过程的分时段多级动态优化机制、模型和方法，并通过原型系统研发和理论驱动应用的案例测试本项目所提方法、模型、算法、策略的正确性，解决制造过程由部分定量、部分经验、定性化的信息跟踪和优化朝多源制造信息的主动感知和多源实时精确信息驱动的定量分析与优化决策发展过程中所面临的关键核心问题，为物联制造执行过程的主动感知、实时性能分析和优化决策提供理论方法与技术支持。

物联网被美国商业周刊和麻省理工技术评论分别列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的十大技术之一，被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。随着物联网概念在制造领域的渗透，制造企业的研制过程已由传统的“黑箱”模式向“三维空间加时间的多维度、透明化泛在感知”模式发展，这种以信息感知技术为驱动的制造系统—物联制造系统，有力地推动着制造系统向全球化、信息化、智能化、绿色化方向发展。.但是，如何结合物联制造的优势特征研究具有制造过程感知方法和具有快速、高效的优化模型的车间管理方法是目前学术界和制造企业面临的巨大挑战和迫切需求。. 基于上述分析和考虑，本课题以研究“物联制造执行过程的主动感知与动态优化方法”为突破口，以“物物互联，感知制造”为导向，聚焦物联制造执行过程的主动感知与动态优化的关键科学问题，展开与其相关的共性方法、优化模型和算法的研究。这正是本课题提出的初衷与动机。.课题的主要研究内容包括：具有感知交互能力的智能制造设备建模；制造过程信息主动感知与增值机理；多源信息驱动的制造过程动态优化方法；原型系统开发及理论驱动应用的案例研究。. 课题组经过4年的研究，较好地完成了课题的主要研究内容并取得了较好的研究成果。提出了一种基于物联技术的制造过程主动感知与动态优化方法的体系构架；设计了一种具有感知交互能力的智能制造设备建模方法；建立了一种多源制造信息增值机制与运算模型；提出了一种实时多源制造信息驱动的生产过程动态优化策略与方法。课题组取得了较好的研究成果，共发表期刊论文13篇，其中SCI源刊10篇（含3篇在线发表），1篇论文入选ESI高被引论文（2015年）；出版学术专著1部（科学出版社）；授权国家发明专利2项。课题负责人张映锋教授入选了教育部新世纪优秀人才支持计划（2012年）、陕西省青年科技新星（2013年）、爱思唯尔中国高倍引学者（工业和制造工程方向，2014年）。. 本课题在理论、方法方面所获得的研究成果对于物联网在制造领域的应用、中国制造2025战略的实施等提供重要的理论依据和技术上的借鉴价值，为制造企业更有效地生产、经营、管理提供一条新的途径，为制造系统从现有数字化、网络化向智能化发展奠定重要的理论基础。