面向智能制造的TE過程擴展設計及仿真.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)濟中占主導地位。近年來，隨著設備互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享、存儲與計算技術的不斷發(fā)展，智能制造被認為是全球制造業(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)的相關研究多以理論研究為主，然而在實際生產(chǎn)實踐中的應用較為少見。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行合理的擴展設計與仿真實現(xiàn)，并在此基礎上進行了特征選擇與過程監(jiān)控的應用研究，主要工作與創(chuàng)新點如下:
　　(1)對智能制造在流程工業(yè)領域的背景與應用情況進行綜述，針對傳統(tǒng)TE仿真過程生產(chǎn)業(yè)務單一、缺乏管控的問題，提出對TE過程的擴展設計。根據(jù)智能制造價值鏈橫向集成和業(yè)務縱向貫通的特點，利用多層次建?？蚣?，提出了對TE過程進行橫向擴展、縱向聚集和解聚的模型擴展設計。與傳統(tǒng)TE過程相比，擴展后的TE過程更

3、貼合實際工廠生產(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擴展化工過程的具體設計與實現(xiàn)。針對TE擴展化工過程的縱向擴展設計，以多智能體仿真系統(tǒng)為基礎，定義了制造執(zhí)行系統(tǒng)的工作流模型與功能模塊。利用多智能體實現(xiàn)TE過程縱向擴展，并通過與底層過程仿真進行數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)跨層次仿真。另外，給出了不同層次的正常運行與故障情況的仿真案例與對比。
　　(3)針對TE擴展化工過程測量變量增加導致監(jiān)控過程變量增加與計算效率

4、下降的問題，提出了一種基于多核學習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)化為多核學習框架下的一個優(yōu)化問題進而求解，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驗對比，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擴展化工過程，設計了層次過程監(jiān)控方法對其進行過程監(jiān)控。將TE擴展化工過程按層次進行系統(tǒng)分解，對每個分解塊進行主成分提取，利用貝葉斯融合建立不同層級的統(tǒng)計過