面向智能制造的TE過程擴(kuò)展設(shè)計(jì)及仿真.pdf

1、流程工業(yè)是制造行業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)中占主導(dǎo)地位。近年來，隨著設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享、存儲與計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，智能制造被認(rèn)為是全球制造業(yè)的第四次工業(yè)革命。在智能制造的新背景下，流程工業(yè)的生產(chǎn)組織形式急需改革，其優(yōu)化運(yùn)行將在一定程度上提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少企業(yè)人工決策，提高企業(yè)綜合競爭力。目前以智能制造為背景的流程工業(yè)的相關(guān)研究多以理論研究為主，然而在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用較為少見。本文以一個典型的流程工業(yè)仿真過程（TE過程）作為研

2、究對象，在智能制造的背景下對其進(jìn)行合理的擴(kuò)展設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了特征選擇與過程監(jiān)控的應(yīng)用研究，主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)對智能制造在流程工業(yè)領(lǐng)域的背景與應(yīng)用情況進(jìn)行綜述，針對傳統(tǒng)TE仿真過程生產(chǎn)業(yè)務(wù)單一、缺乏管控的問題，提出對TE過程的擴(kuò)展設(shè)計(jì)。根據(jù)智能制造價值鏈橫向集成和業(yè)務(wù)縱向貫通的特點(diǎn)，利用多層次建模框架，提出了對TE過程進(jìn)行橫向擴(kuò)展、縱向聚集和解聚的模型擴(kuò)展設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)TE過程相比，擴(kuò)展后的TE過程更

3、貼合實(shí)際工廠生產(chǎn)，其生產(chǎn)能力與制造執(zhí)行能力也有了大幅提升。
　　(2)介紹了TE擴(kuò)展化工過程的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對TE擴(kuò)展化工過程的縱向擴(kuò)展設(shè)計(jì)，以多智能體仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)，定義了制造執(zhí)行系統(tǒng)的工作流模型與功能模塊。利用多智能體實(shí)現(xiàn)TE過程縱向擴(kuò)展，并通過與底層過程仿真進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)跨層次仿真。另外，給出了不同層次的正常運(yùn)行與故障情況的仿真案例與對比。
　　(3)針對TE擴(kuò)展化工過程測量變量增加導(dǎo)致監(jiān)控過程變量增加與計(jì)算效率

4、下降的問題，提出了一種基于多核學(xué)習(xí)的特征選擇方法來選擇有效變量，通過將特征選擇問題轉(zhuǎn)化為多核學(xué)習(xí)框架下的一個優(yōu)化問題進(jìn)而求解，從而避免了傳統(tǒng)特征選擇方法中存在的“單調(diào)性”問題。最后，通過與常用特征選擇方法的實(shí)驗(yàn)對比，表明該特征選擇方法具有更優(yōu)越的特征選擇效果。
　　(4)對于TE擴(kuò)展化工過程，設(shè)計(jì)了層次過程監(jiān)控方法對其進(jìn)行過程監(jiān)控。將TE擴(kuò)展化工過程按層次進(jìn)行系統(tǒng)分解，對每個分解塊進(jìn)行主成分提取，利用貝葉斯融合建立不同層級的統(tǒng)計(jì)過