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基于改进粒子群算法的晶圆良率优化

计算机集成制造系统 2023年第4期29卷 1165-1173页

作者：郑城张洁吕佑龙许鸿伟东华大学机械工程学院智能制造研究所上海201620 上海交通大学机械与动力工程学院工业工程与管理系上海200240

晶圆良率是衡量晶圆产品质量的重要指标,实现其稳定优化能够有效控制生产成本。针对晶圆良率影响因素众多、数据量庞大等特点,以晶圆允收测试为依据,设计了基于改进粒子群算法的晶圆良率优化方法。该方法在晶圆允收测试数据预处理与关... 详细信息

晶圆良率是衡量晶圆产品质量的重要指标,实现其稳定优化能够有效控制生产成本。针对晶圆良率影响因素众多、数据量庞大等特点,以晶圆允收测试为依据,设计了基于改进粒子群算法的晶圆良率优化方法。该方法在晶圆允收测试数据预处理与关键参数提取基础上,建立评价粒子适应度的晶圆良率预测模型,设计迭代自适应的粒子群惯性因子与加速因子,以及基于模拟退火的局部搜索机制,实现最小调整成本下的晶圆良率最大化目标。在某晶圆制造车间算例实验中,通过对比分析验证了所提方法的有效性。

关键词：晶圆良率优化粒子群算法晶圆允收测试预测模型局部搜索

基于PointCPP-LSF方法的航天筒段薄壁件滚弯成形质量分析

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中国机械工程 2022年第8期33卷 977-985页

作者：艾青波张洁程辉吕佑龙左丽玲胡蓝东华大学机械工程学院上海201620 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

为解决传统圆柱拟合方法对参数初值具有较高依赖性而导致无法满足航天筒段薄壁件滚弯成形质量检测精度及速度要求的问题,提出一种PointCPP-LSF方法,以实现航天筒段薄壁件滚弯成形质量分析。基于点云深度学习建立面向圆柱参数预测的点云... 详细信息

为解决传统圆柱拟合方法对参数初值具有较高依赖性而导致无法满足航天筒段薄壁件滚弯成形质量检测精度及速度要求的问题,提出一种PointCPP-LSF方法,以实现航天筒段薄壁件滚弯成形质量分析。基于点云深度学习建立面向圆柱参数预测的点云网络(PointCPP)模型以获得可靠的圆柱参数初值,然后基于改进的最小二乘拟合(LSF)方法对圆柱参数进行迭代优化,并结合粗差点剔除机制,最终获取稳健的曲率半径计算结果。实验结果表明,所提方法能有效提高航天筒段薄壁件滚弯成形质量检测的准确度和速度。

关键词：圆柱拟合点云深度学习参数预测最小二乘拟合

基于Attention-BLSTM的复杂产品制造质量预测方法

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计算机集成制造系统 2023年第12期29卷 3974-3984页

作者：房鑫洋张洁吕佑龙左丽玲刘骁佳东华大学机械工程学院上海201620 东华大学人工智能研究院上海201620 上海工业大数据与智能系统工程技术研究中心上海201620 上海航天精密机械研究所上海201600

复杂产品制造过程中工艺数据的高维特性以及工艺数据间的复杂关联特性,使得工艺数据中的深层次关键工艺特征难以挖掘,限制了产品质量的准确预测。鉴于此,提出一种基于注意力机制(Attention)与双向长短期记忆网络(BLSTM)的复杂产品质量... 详细信息

复杂产品制造过程中工艺数据的高维特性以及工艺数据间的复杂关联特性,使得工艺数据中的深层次关键工艺特征难以挖掘,限制了产品质量的准确预测。鉴于此,提出一种基于注意力机制(Attention)与双向长短期记忆网络(BLSTM)的复杂产品质量预测方法。首先,设计数据预处理环节进行工艺数据清洗以及互信息特征筛选。然后,运用BLSTM网络模拟产品制造过程误差的复杂传递特性,挖掘上下游工艺参数的关联关系,输出BLSTM所有时刻提取的关联化工艺特征;同时,设计了Self-Attention网络,自学习各时刻关联化工艺特征对最终产品质量贡献的差异,对不同时刻工艺特征分配不同注意力权值,以强化关键特征。通过以上两阶段特征处理方式,实现深层次关键工艺特征的挖掘。最后,以关键特征作为输入层,通过反向传播神经网络(BPNN)实现复杂产品质量的准确预测。实验表明,相较于BPNN、长短期记忆神经网络(LSTM)、BLSTM以及XGBoost、基于粒子群优化的支持向量(PSO-SVR)、随机森林-贝叶期优化(BO-RF)等主流质量预测方法,所提方法有效提高了预测精度。

关键词：复杂产品质量预测双向长短期记忆网络注意力机制

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基于大数据的智慧工厂技术框架

计算机集成制造系统 2016年第11期22卷 2691-2697页

作者：吕佑龙张洁上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为了在分析智慧工厂国内外研究现状的基础上,对制造业如何利用物联网、云计算、大数据等新兴技术实现智慧工厂展开研究,为智慧工厂的实施过程提供参考框架,探讨了集成制造物联、智能制造执行与制造协同的智慧工厂内涵,以及智慧工厂具备... 详细信息

为了在分析智慧工厂国内外研究现状的基础上,对制造业如何利用物联网、云计算、大数据等新兴技术实现智慧工厂展开研究,为智慧工厂的实施过程提供参考框架,探讨了集成制造物联、智能制造执行与制造协同的智慧工厂内涵,以及智慧工厂具备的大数据特征。提出由物物互联层、对象感知层、数据分析层、业务应用层和云端服务层五个层次和一个大数据中心构成的智慧工厂技术体系架构。特别针对大数据驱动的制造过程动态优化关键技术,探讨了其中涉及的大数据集成、大数据存储、相关性分析和相关性描述等大数据分析方法。所提智慧工厂技术体系与所展开的智慧工厂大数据技术讨论,将对制造业实现智慧工厂具有重要的借鉴价值。

关键词：智慧工厂大数据技术框架

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基于强化学习的航天产品装配线投产排序研究

组合机床与自动化加工技术 2022年第7期 160-164页

作者：谭远良吕佑龙左丽玲张洁东华大学机械工程学院上海201620 东华大学人工智能研究院上海201620

针对以最小化工位过载时间为目标的航天产品混流装配线投产排序问题,提出了一种基于改进Actor-Critic的深度强化学习算法。在Actor部分设计了两种排序策略学习机制,综合基于Critic网络的on-policy和基于较好实例的off-policy,提升算法... 详细信息

针对以最小化工位过载时间为目标的航天产品混流装配线投产排序问题,提出了一种基于改进Actor-Critic的深度强化学习算法。在Actor部分设计了两种排序策略学习机制,综合基于Critic网络的on-policy和基于较好实例的off-policy,提升算法的学习和搜索效率,生成合理产品投产序列;在Critic部分,分别根据时序差分误差以及较好实例的时序差分序列指导排序策略更新。在算例验证中,对比分析了改进Actor-Critic的深度强化学习算法与传统Actor-Critic算法、Deep Q-Network算法和遗传算法的求解得到了更好的排序结果,验证了改进Actor-Critic的深度强化学习算法有效性。

关键词：航天产品混流装配线投产排序深度强化学习

考虑动态资源和工件批量约束的柔性车间生产调度

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计算机集成制造系统 2020年第5期26卷 1257-1267页

作者：周亚勤吕佑龙郑鹏张洁东华大学机械工程学院上海201620 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对实际车间生产调度过程中车间设备资源受上一调度周期剩余任务影响、工件批量和加工路径柔性等问题,构建考虑设备动态负荷和工件批量约束的柔性车间生产调度模型。提出双层嵌套式遗传算法:外层遗传算法确定工件批量划分和各子批零件... 详细信息

针对实际车间生产调度过程中车间设备资源受上一调度周期剩余任务影响、工件批量和加工路径柔性等问题,构建考虑设备动态负荷和工件批量约束的柔性车间生产调度模型。提出双层嵌套式遗传算法:外层遗传算法确定工件批量划分和各子批零件的工艺路径,并设计一种基于设备优选法的解码算子来确定个体对应的批量划分中各子批零件的工艺路径;内层遗传算法确定外层遗传算法个体所对应的工件分批和加工路径约束下的调度方案,调度方案的完工时间和超出交货期时间将反馈到外层遗传算法中,用于综合评估当前分批和加工路径方案的性能,实现综合优化。最后在柔性调度标准案例10×10案例基础上增加批量、交货期、设备资源等约束,对所提模型和算法进行测试,结果表明所提算法在对工件进行合理分批和工艺路径确定的同时,能够优化调度结果,满足产品交货期和设备资源约束。

关键词：动态资源柔性调度批量调度双层嵌套式遗传算法

基于改进的连续型深度信念网络的晶圆良率预测方法

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计算机集成制造系统 2020年第9期26卷 2388-2395页

作者：许鸿伟张洁吕佑龙郑鹏东华大学机械工程学院智能制造研究所上海201620 上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海200240

晶圆良率是衡量半导体产品质量的关键指标,对其进行稳定、准确的预测能够帮助发现晶圆加工工艺缺陷、提高芯片质量、控制芯片生产成本。针对晶圆良率的影响因素多、数据体量大、数据间关系复杂等特点,以晶圆加工过程中的电性测试参数为... 详细信息

晶圆良率是衡量半导体产品质量的关键指标,对其进行稳定、准确的预测能够帮助发现晶圆加工工艺缺陷、提高芯片质量、控制芯片生产成本。针对晶圆良率的影响因素多、数据体量大、数据间关系复杂等特点,以晶圆加工过程中的电性测试参数为依据,提出一种基于改进的连续型深度信念网络的晶圆良率预测方法。首先提出晶圆电性测试参数的两阶段数据预处理方法,第一阶段对晶圆电性测试参数中的缺失值、异常值进行数据清洗,第二阶段对晶圆电性测试测试参数间的多重共线性关系进行主成分分析,以获取预测模型的输入变量。然后设计了基于深度信念网络的晶圆良率预测模型,通过改进隐藏层的连续型受限制玻尔兹曼机,实现了关键特征的自动提取,利用输出层的误差反向传播机制,实现了晶圆良率的准确预测。采用实例数据,对比了所提方法与现有文献方法的预测准确率,从而验证了所提方法的有效性。

关键词：晶圆良率预测连续型深度信念网络晶圆电性测试参数主成分分析法

基于复合规则和强化学习的混流装配线调度方法

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中国机械工程 2023年第21期34卷 2600-2606,2614页

作者：郭具涛吕佑龙戴铮张洁郭宇上海航天精密机械研究所上海201600 南京航空航天大学机电学院南京210016 东华大学人工智能研究院上海201620

针对混流装配线的平衡与排序问题,提出了一种基于复合规则和强化学习的智能调度方法。根据数学模型,设计了平衡规则库与排序规则库,提出了规则加权组合的近端策略优化(PPO)算法,并利用具有Actor-Critic训练流程和优先经验回放机制的强... 详细信息

针对混流装配线的平衡与排序问题,提出了一种基于复合规则和强化学习的智能调度方法。根据数学模型,设计了平衡规则库与排序规则库,提出了规则加权组合的近端策略优化(PPO)算法,并利用具有Actor-Critic训练流程和优先经验回放机制的强化学习过程,实现了复合规则权值参数的调控优化,生成了平衡与排序方案。所提方法与PPO+单一规则算法、复合规则和遗传算法的对比实验验证了所提方法的有效性。

关键词：混流装配线平衡与排序深度强化学习复合规则集成优化

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大数据驱动的智能制造

中国机械工程 2019年第2期30卷 127-133,158页

作者：张洁汪俊亮吕佑龙鲍劲松东华大学机械工程学院上海201620

数据是未来制造业的核心要素,工业大数据分析是赋予制造"智能"的关键。系统分析了大数据驱动的智能制造的科学范式、理论方法与使能技术,阐述了应用方向与工业实践;根据"第四范式:数据密集型科学发现",提出了"关联-预测-调控"的大数据... 详细信息

数据是未来制造业的核心要素,工业大数据分析是赋予制造"智能"的关键。系统分析了大数据驱动的智能制造的科学范式、理论方法与使能技术,阐述了应用方向与工业实践;根据"第四范式:数据密集型科学发现",提出了"关联-预测-调控"的大数据驱动智能制造科学范式;根据数据处理流程,总结了融合处理、关联分析、性能预测与优化决策四位一体的方法体系。围绕边缘层、平台层和应用层设计大数据平台,介绍了大数据驱动智能制造的使能技术;从智能设计、计划调度、质量优化、设备运维四个角度,综述工业大数据驱动的智能制造应用现状。

关键词：大数据智能制造关联分析大数据平台第四范式