离散制造型生产线的平衡问题研究——以**企业为例开题报告
2022-08-15 09:38:42
1. 研究目的与意义
近几年,随着《中国制造2025》的发布,以及中国制造业整体的转型升级,智能制造加速发展,不少细分领域都孕育着新机遇。尤其是最近这几年,18年底召开的中央经济工作会议指出,必须从长期大势认识当前形势,认清我国长期向好发展前景。深入把握这一做好复杂严峻形势下经济工作的规律性认识,认清经济形势,抓住工作重点,持续推进供给侧结构性改革,这对于保持经济持续健康发展和社会大局稳定,具有重要意义。在政策的支持,科技大环境改变的情况下,人工智能、物联网等新技术也开始向工业领域渗透,在多因素的推动下,离散型制造企业或将迎来重大的变革。
近几年,传统的离散型制造企业陆续开始为企业提供以生产环节为基础的数字化和智能化工厂改造方案。企业数字化和智能化改造大体分为四个阶段:自动化生产线与生产装备、设备联网与数据采集、数据的打通与直接应用、数据智能分析与应用。这四个阶段并不是严格按照顺序进行的,各个阶段不是独立的,边界比较模糊,很多具体应用方案可能跨越其中多个阶段。
在单个工厂数字化的基础上,许多工厂通过c2m模式与消费者直接建立连接,通过工业互联网平台,与整个行业和产业上下游建立连接。基于数字化智能柔性生产和大数据驱动供应链,c2m模式直接连接消费者和工厂,提供产品的个性化定制成为了可能。海尔公司创造了全球唯一一个以用户为核心的制造模式,率先提出了工业大规模定制的解决方案,让用户成为制造全流程的核心。《工业大规模定制白皮书》提出,工业大规模定制模式的根本就是“激活用户”,实现产品体验到用户场景定制的价值闭环。把生产链转向用户群,同时把用户群搜集的信息反馈到生产链,这就意味着生产要转化到用户为中心,从而实现对企业的回馈指导,形成“用户闭环”。这就是工业大规模定制模式颠覆性变化的内在动因——用户驱动。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:(1)离散型智能制造企业车间调度问题:运用程序或者算法模拟车间调度问题,分析并提出建议。 (2)新型商业模式发展前景探析:C2M模式直接连接消费者和工厂,提供产品的个性化定制成为了可能。以海尔公司为例,海尔COSMOPlat大规模定制平台的成功为离散型智能制造企业的未来提供了全新的选择。 拟解决的关键问题是:利用遗传算法解决车间或多目标调度问题(主要问题),或者利用边缘算法解决智能制造过程中的部分问题,探究C2M模式在离散型制造企业中应用的优势。 |
3. 国内外研究现状
一、国外研究现状
美英德是论文数量产出大国国家和地区分布,在智能制造研究领域发文量居首位的国家是美国,发表论文412篇,占文献总量的26.3%,具有非常明显的学术优势。其次是英国、德国等欧洲地区,共发表论文346篇,占比为22.1%;再次是亚洲地区以日、韩为代表,在该领域的研究水平也较高,占比为17%。 webofscience核心合集数据库中检索到的智能制造各年份文献数量。总体上看,国外该研究领域论文年发表数量保持着稳定增长的趋势,特别是2008年金融危机后论文数量更是明显增长,这说明智能制造研究领域具有很大的活力,并且随着全球制造业的转型与发展,研究队伍也在不断壮大。
对国外节点文献做一步分析,概括出国外智能制造研究热点如下:1、智能设计方面 gillenwater等主要从信息科学的视角,研究了将计算机辅助制造/设计(cam/cad)、网络化协同设计、模型知识库等各种智能化的设计手段和方法,应用到企业的产品研发设计中,以支持设计过程的智能化提升和优化运行。2、智能生产方面prickett等主要从制造科学的视角,研究了将分布式数控系统、柔性制造系统、无线传感器网络等智能装备、智能技术应用到生产过程中,支持企业生产过程的智能化。ruiz等将多主体系统(multi-agentsystems)引入到生产过程的仿真模拟中,以适应生产环境的新要求,通过实例验证了该仿真方法的优势。3、智能制造服务方面 tso和hu从服务科学的视角,研究了智能制造服务。主要包括产品服务和生产性服务,其中产品服务主要针对产品的销售以及售后的安装、维护、回收、客户关系的服务,生产性服务主要包含与生产相关的技术服务、信息服务、金融保险服务及物流服务等。4、智能管理方面 choy和su从管理科学的视角,研究了智能供应链管理、外部环境的智能感知、生产设备的性能预测及智能维护、智能企业管理(人力资源、财务、采购及知识管理等),最终目的是达到企业管理的全方位智能化。总结:目前国外智能制造研究已经较为成熟。研究内容上涵盖了智能制造研究领域的各方面,呈现出多视角、动态化的趋势,多学科交叉融合;研究方法与背景,顺应了智能制造跨学科、跨文化的发展趋势,增强了研究的现实针对性。二、国内研究现状 与国外相比,国内智能制造研究起步较晚,最早开始于1992年。近年来,在“中国制造”转型升级背景下,智能制造受到社会各界越来越多的重视,并成为当前制造领域的热点课题,该领域的文献数量进入迅猛增长阶段,但总量依然偏少。2014年也还不到30篇。国内研究主要聚焦于:1、智能制造理论研究 该部分的研究热点,主要是讨论智能制造的概念、内涵、模式、发展路径及影响因素等方面。由于制造技术、信息技术、网络技术等不断发展,关于智能制造的概念和内涵,也处在不断变化、充实和完善之中。
4. 计划与进度安排
2022-12-1至2022-12-31查阅相关书籍和文献20篇,了解离散型制造企业智能化的状况和进展,完成开题报告的撰写。
2022-1-11至2022-2-20 学习和掌握遗传算法、边缘算法的编程计算方法。
2022-2-21至2022-3-19 深入研究相关资料,提交中期检查报告和论文初稿。
5. 参考文献
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