
Hi,我是江苏省技术产权交易市场成果转化AI技术经理人!
GDP占比超过27%的制造业是我国国民经济的支柱,推进智能制造是党的十九大和《“十四五”智能制造发展规划》等系列政策明确的主攻方向。制造软件单元(MSU)间信息联而不通、制造单元(MU)间生产调度和物料配送效率低成本高是智能制造面临的主要挑战。 在国家863、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等10余个项目支持下,改变传统分别单独优化信息流、控制流、物流的思路,聚焦跨制造单元“三流”集成优化难题,历经14年持续系统研究和攻关,提出了基于结构知识的智能优化模式,重点突破了MSU能力类树快速精准匹配、MU任务结构知识智能调度、大规模自动引导无人车(AGV)物流快速同步配送等关键技术。主要创新点: (1)能力类树结构MSU语义匹配:针对跨MU不同开发环境、数据格式和接口描述规范等异构MSU信息匹配难快难准问题,提出了供需MSU能力类树语义结构分解的同功能同结构MSU一致性测试判则方法、资源虚拟化的异功能异结构MSU互操作协议;建立了同功能同结构、同功能异结构和异功能异结构MSU的互操作和匹配模型,制定了相应的国际标准;提出了MSU信息互操作优化方法,平均成本降低了15%~24%。为跨MSU控制流和物流的集成优化提供了基础和保障。 (2)结构知识驱动跨MU生产调度:针对跨MU无等待流水、车间作业、置换流水作业等经典调度评价时间长、搜索方向控制难、加工时间预测难等问题,提出了一种无等待流水调度增量式序列快速评价方式;构造了学习/退化效应加工时间准确预测模型;建立了车间作业无冲突结构和优解结构模式知识,设计了可变邻域结构和带记忆的跨MU交互式智能调度算法,将Benchmark作业实例完工时间缩短了5%~20%,为同期国际最好水平;提出了基于云环境的非平稳计算需求资源调度方法,将资源利用率提高了8%。支撑了跨MU控制流的生产调度快速精准优化。 (3)大规模AGV物料快速同步配送:针对MU内物料存取慢、移动空间有限、固定规划路径AGV防碰撞/防死锁能力弱、跨MU通讯协议和导航模式多元、大规模AGV物料配送同步优化难等问题,提出了一种物料快速并行存取方法;设计了大规模AGV同步智控物料配送算法、兼容多元通讯和导航模式的防碰撞/防死锁A*路径规划智能算法;实现了单区域80台AGV同步,AGV停车精度±2毫米、工位停车处角度±5°,8秒内完成1000个Benchmark物料提取,时间节省40%,为同期国际最好水平;研发了大规模AGV调度系统和仓储管理系统。支撑了跨MU物料配送的快速精准优化。 主导形成了3项ISO16100国际标准,获得了发明专利21件、实用新型专利15项、软件著作权28项,发表了高水平论文45篇。成果整体技术成功应用于汽车、电子等20多家大中型智能制造企业,近两年为企业新增销售额50457.58万元、新增利润2108.38万元;2019年获“江苏省十大知识产权转移案例”。经鉴定:“该项目技术复杂,研制难度大,实用性强,具有自主知识产权,在制造软件单元互操作和生产调度算法设计有重要创新,达到国内领先、国际先进水平。项目成果已在电子、能源、轻工业等领域广泛应用,经济效益和社会效益显著,推广应用前景广阔。”