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可重构低熵智能车间布局建模与优化

可重构低熵智能车间布局建模与优化

作者：卓德城浙江工业大学

学位级别：硕士

随着全球化的进展,企业之间竞争越来越激烈,订单波动越来越大,客户个性化需求日趋丰富,在这样的背景下,企业生产过程在生产计划、设备工艺等方面越来越凸显多样性和多变动性,对车间布局柔性、鲁棒性、低熵化等需求逐渐增强。近年来高新... 详细信息

随着全球化的进展,企业之间竞争越来越激烈,订单波动越来越大,客户个性化需求日趋丰富,在这样的背景下,企业生产过程在生产计划、设备工艺等方面越来越凸显多样性和多变动性,对车间布局柔性、鲁棒性、低熵化等需求逐渐增强。近年来高新技术不断发展,工业4.0的概念不断深化,智能车间越来越广泛的被应用于生产。可重构低熵智能车间在布局之初,考虑车间低熵、高柔性等需求,使企业能够在不扩增车间面积的前提下应对产品的多样化变动需求。因此,研究可重构低熵智能车间布局具有深刻的理论意义和宝贵的实用价值。论文针对智能车间布局,采用单元布局的方式,考虑单元内和单元间不同的布局要求,构建可重构低熵智能车间布局模型,设计双层遗传元胞算法,并将成果应用于实际企业生产之中,以此验证论文提出的布局方法的实用性和有效性。论文研究的主要内容有:1.在物理熵和低熵理论基础上推导车间布局熵评价指标,提出车间布局低熵化的基本原则和实现途径。2.面向可重构低熵智能车间,使用单元布局方式,针对单元间和单元内布局不同的特点,分别对单元间布局和单元内布局建模,设计涵盖物料搬运成本、时间损失成本、单元重构成本、设备成本、车间面积利用率和布局柔性等面向低熵化车间布局的多目标函数,给出包括边界约束、间距约束、固定位置约束等符合车间实际情况的定量约束条件。3.针对车间布局模型多变量、多约束、非线性的特点,提出双层遗传元胞算法,详细设计了双层遗传元胞算法的流程和关键技术,包括基于精英策略的初始种群生成和设计自适应交叉、变异概率,通过算例验证算法的有效性。4.建立可重构低熵智能车间的布局仿真模型和框架,完成仿真界面和程序设计。5.开展S公司作业车间布局改造实例分析,给出布局优化方案,并与车间布局现状和SLP方案进行对比,验证模型和算法的实用性与优越性。论文针对可重构低熵智能车间,利用分层思想创新性地构建可重构低熵智能车间布局模型并设计相应的求解算法,可以为车间布局规划人员提供有效的分析方法与工具。

关键词：可重构低熵智能车间布局建模双层遗传元胞算法

建筑工业噪声对工人学习效率的影响——基于脑电的研究

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 189-197页

作者：曹新颖郑德城秦培成李小冬海南大学土木建筑工程学院海口570228 海南大学国际商学院海口570228 清华大学建设管理系北京100084

为研究建筑工业噪声对建筑产业工人学习效率的影响,招募29名建筑工人作为被试进行实验。将工业噪声类型分为平稳噪声与复杂噪声,每组被试均随机进行特定噪声类型下的对照组(日常白噪声)、低噪声组(均值60 dB(A))、中噪声组(均值70 dB(A)... 详细信息

为研究建筑工业噪声对建筑产业工人学习效率的影响,招募29名建筑工人作为被试进行实验。将工业噪声类型分为平稳噪声与复杂噪声,每组被试均随机进行特定噪声类型下的对照组(日常白噪声)、低噪声组(均值60 dB(A))、中噪声组(均值70 dB(A))和高噪声组(均值80 dB(A))4个不同级别噪声干扰下的实验。通过脑电(EEG)特征提取与认知科学结合的方法收集并研究被试在不同噪声类型与级别下的行为与认知状态数据。结果显示:与平稳噪声环境相比,复杂噪声环境更容易导致工人的学习效率降低。相同噪声类型下,噪声级别大小对工人学习效率的影响无显著差异。不同噪声类型对工人认知状态的影响无显著差异。复杂噪声环境下不同级别的噪声对工人认知状态的影响无显著差异。平稳噪声环境下不同级别的噪声对工人的认知负荷的影响不存在显著差别,但是对注意力的影响存在显著差异。相关性分析结果表明:注意力与认知负荷呈负相关,反应时间与正确率不相关,注意力和认知负荷与正确率不相关,注意力与反应时间呈负相关,认知负荷与反应时间呈正相关,由此验证了认知状态在噪声与工人的学习效率之间存在中介效应。该研究结果为制定针对性措施降低噪声对建筑工人认知状态的影响提供了科学依据。

关键词：建筑工业噪声建筑产业工人学习效率脑电图认知状态

面向GPS数据的出租车载客路线层次化推荐模型

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计算机工程 2024年

作者：张德城刘毅志赵肄江廖祝华湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学服务计算与软件服务新技术湖南省重点实验室

出租车载客推荐能够有效提高司机利润，对于提升交通效率、改善城市出行体验以及推动智能交通的发展都具有重要意义。现有方法一般直接向司机进行载客区域或载客路线推荐，没有考虑将这两者进行结合，不仅面临数据稀疏问题，且难以兼顾... 详细信息

出租车载客推荐能够有效提高司机利润，对于提升交通效率、改善城市出行体验以及推动智能交通的发展都具有重要意义。现有方法一般直接向司机进行载客区域或载客路线推荐，没有考虑将这两者进行结合，不仅面临数据稀疏问题，且难以兼顾推荐准确性与实时性能。因此，本文提出了一种面向GPS数据的出租车载客路线层次化推荐模型。其中采用了抗稀疏性的极深因子分解机（xDeepFM）、深度Q网络（DQN）强化学习算法以及层次化推荐策略。具体来说，本文先离线推荐出高载客概率的大网格，以减少在线计算量；当出租车司机提出实时载客推荐需求时，在离线推荐的大网格内，进一步推荐高载客概率的小网格，最后再给司机规划至小网格的载客路线。本文在滴滴公司数据集上进行了实验，结果表明：与现有的一些先进方法相比，本文方法可以使空载出租车司机的巡航时间至少减少36%，巡航距离至少减少26%，并且推荐时间仅需85ms。

关键词：载客路线推荐载客区域推荐层次化推荐极深因子分解机深度Q网络

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油田开发后期的试井技术应用探讨

石油石化物资采购 2024年第14期 100-102页

作者：张德城中国石化胜利油田分公司油藏动态监测中心稠油监测项目部

目前,油田开发多处于后期状态,且开发进程出现不同阻碍,油田开发面临一定挑战,通常常规试井技术为开发的主要方法,应用效果不佳,导致开发效率较低,因此,还需要不断优化试井技术,有效解决试井作业施工中的问题,提高油藏开发水平。因此,... 详细信息

目前,油田开发多处于后期状态,且开发进程出现不同阻碍,油田开发面临一定挑战,通常常规试井技术为开发的主要方法,应用效果不佳,导致开发效率较低,因此,还需要不断优化试井技术,有效解决试井作业施工中的问题,提高油藏开发水平。因此,围绕油田开发后期试井技术的应用情况展开积极探讨,并提出相应完善的对策,以改善后期开发效果。

关键词：油田后期试井技术应用

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注塑车间集成单元布局智能建模与关联优化

浙江工业大学学报 2018年第4期46卷 396-406页

作者：陈勇卓德城王亚良林文祥黄海格浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014

针对注塑车间设备布局、原料区布局、模具摆放区布局和物流运送路线现状,提出注塑车间布局基本原则,优化传统单元系统布局,合并单元构建和单元内布局过程,关联生产计划变动影响,建立注塑车间单元构建与单元内布局集成设计模型,建立注塑... 详细信息

针对注塑车间设备布局、原料区布局、模具摆放区布局和物流运送路线现状,提出注塑车间布局基本原则,优化传统单元系统布局,合并单元构建和单元内布局过程,关联生产计划变动影响,建立注塑车间单元构建与单元内布局集成设计模型,建立注塑车间单元系统布局与关联优化集成模型.针对多变量、多约束和非线性的特点,以单元内物料搬运、单元内模具搬运、单元间物料搬运以及单元间模具搬运等成本为布局模型多目标函数,以单元间物流费用、车间面积利用率和关联控制系数ACC等为关联模型多目标函数,分别设计出结构化染色体多变异策略、实数编码多点交叉等遗传算法,并对模型进行求解.通过典型的注塑车间布局实例,验证模型和算法的实用性和可靠性.

关键词：单元系统布局集成设计多目标关联优化多变异

断层接触非均匀性对米尺度断层黏滑失稳成核过程的控制

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2336-2349页

作者：任雅琼谢凡卓燕群中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

非均匀性是野外断层的重要特征,我们利用预制的具备接触非均匀性的米尺度岩石断层开展黏滑实验,模拟野外地震失稳过程.通过观测预制岩石断层发生的多个黏滑事件的应变时空演化,并对比断层接触非均匀性测定结果发现:(1)断层的接触弱段是... 详细信息

非均匀性是野外断层的重要特征,我们利用预制的具备接触非均匀性的米尺度岩石断层开展黏滑实验,模拟野外地震失稳过程.通过观测预制岩石断层发生的多个黏滑事件的应变时空演化,并对比断层接触非均匀性测定结果发现:(1)断层的接触弱段是成核最先启动,即最早发生预滑的区域,随失稳临近,预滑区域扩展且滑动速率增加,与厘米尺度均匀断层相比,准静态过程的预滑扩展不明显,向准动态过程转变突然且迅速;(2)断层的接触强段在成核期间一直处于闭锁状态,应力升高,且随失稳临近增幅加强,强段的屈服是断层从缓慢破裂到快速破裂的转折点,接触强段的持续闭锁在以往的厘米尺度均匀断层黏滑实验中较为少见;(3)加载速率以及加载历史是影响米尺度断层成核持续时间的重要因素,随加载速率变慢,成核持续时间变长,随加载历史变长,断层趋于均匀化,成核持续时间变短.上述研究结果明确提供断层接触非均匀性控制成核过程的直接证据.这不仅有助于将实验结果向可操作的地震预测实践转化,也有助于促进(大陆浅源)地震前兆机理的探索及理解.

关键词：摩擦黏滑地震成核断层接触非均匀性预滑

从技术锁定判别中寻求技术突破的可能路径——以光刻技术为例

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科学学研究 2024年

作者：孙冰鞠卓芳哈尔滨工程大学经济管理学院

在光刻产业发展初期，摩尔定律推动着芯片性能呈现指数式上涨。然而，技术的自身发展规律导致技术“天花板”的出现，量子隧穿效应使摩尔定律失效，光刻技术出现技术锁定现象。基于路径构造理论的洞见，本文选取光刻产业专利信息分析技... 详细信息

在光刻产业发展初期，摩尔定律推动着芯片性能呈现指数式上涨。然而，技术的自身发展规律导致技术“天花板”的出现，量子隧穿效应使摩尔定律失效，光刻技术出现技术锁定现象。基于路径构造理论的洞见，本文选取光刻产业专利信息分析技术锁定效应，以光刻产业的技术共类网络结构为核心，测度技术生态位特征的指标，分析光刻产业技术生态位的三维特征。并利用Kaplan-Meier法测度技术锁定效应，构建面板回归模型分析技术生态位的三维特征及综合作用对技术锁定效应的影响，进而从技术生态位特征入手识别技术锁定破解的机会窗口。

关键词：技术锁定技术生态位技术突破光刻产业

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宽输入双有源桥变换器移相变频控制策略研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 234-243页

作者：卓福生董纪清福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福州350108

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有... 详细信息

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有源桥DC-DC变换器的软开关范围,并降低电流峰值和电流有效值,提高变换器的整体效率。最后,搭建一台基于SiC器件的1 kW双有源桥DC-DC变换器样机验证所提控制策略的有效性。

关键词：双向DC-DC变换器 DAB变换器电流峰值电流有效值移相变频

基于高阶磁异常导数与高阶统计量的地震短临预测方法

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地球科学 2024年第8期49卷 2952-2960页

作者：刘欢赵润卓董浩斌中国地质大学自动化学院湖北武汉430074 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室湖北武汉430074 地球探测智能化技术教育部工程研究中心湖北武汉430074

中强级地震给我国人民生命财产安全带来不可磨灭的灾难,探索中强震发生时地球内部磁场与地震间的联系,获取地震发生的前兆信息,进而实现对中强级地震的预报,是亟待解决的关键问题.近年来,地磁场垂直分量Z被普遍用来进行地震预警,但其存... 详细信息

中强级地震给我国人民生命财产安全带来不可磨灭的灾难,探索中强震发生时地球内部磁场与地震间的联系,获取地震发生的前兆信息,进而实现对中强级地震的预报,是亟待解决的关键问题.近年来,地磁场垂直分量Z被普遍用来进行地震预警,但其存在预测周期长、阈值不易确定、对中强震预测精度不高等问题.为解决上述问题,提出一种基于高阶磁异常导数与高阶统计量的地震短临预测方法(简称:HMAD-HS),以有效减少高斯噪声对中强震前兆地磁信号的影响、缩短预测期、降低预测误报率,进而提高预测性能.为验证该方法的可行性,以2017年新疆喀什地区中强震情况为例,将HMAD-HS与加卸载响应比、地磁逐日比等常用方法进行对比分析,实验表明:HMAD-HS处理得到的中强震前兆信号明显且漏报率与误报率降低30%以上,大幅提升了预报可信度.此外,将HMAD-HS应用于我国多个地区的中强震短临预测,证明该方法具有普适性且对中强震预测效果良好.

关键词：中强震前兆信息高阶磁异常导数高阶统计量地球物理学