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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2023年第4期135卷 599-618页

作者： Jie Ren chuqiao xu Junliang Wang Jie Zhang Xinhua Mao Wei Shen College of Mechanical Engineering Donghua UniversityShanghai201620China Institute of Artificial Intelligence Donghua UniversityShanghai201620China School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240China Beijing Chonglee Machinery Engineering Co. Ltd.Beijing101111China

The prognostics health management(PHM)fromthe systematic viewis critical to the healthy continuous operation of processmanufacturing systems(PMS),with different kinds of dynamic interference *** paper proposes a three leveled digital twinmodel for the systematic PHMof *** unit-leveled digital twinmodel of each basic device unit of PMSs is constructed based on edge computing,which can provide real-time monitoring and analysis of the device *** station-leveled digital twin models in the PMSs are designed to optimize and control the process parameters,which are deployed for the manufacturing execution on the fog *** shop-leveled digital twin maintenancemodel is designed for production planning,which gives production instructions fromthe private industrial cloud *** cope with the dynamic disturbances of a PMS,a big data-driven framework is proposed to control the three-level digital twin models,which contains indicator prediction,influence evaluation,and ***,a case study with a real chemical fiber system is introduced to illustrate the effectiveness of the digital twin model with edge-fog-cloud computing for the systematic PHM of *** result demonstrates that the three-leveled digital twin model for the systematic PHM in PMSs works well in the system’s respects.

关键词： Process manufacturing system prognostics health management digital twin chemical fiber big data-driven

基于视觉校准的环锭纺细纱条干特征在线提取方法

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纺织学报 2023年第4期44卷 70-77页

作者：陶静汪俊亮徐楚桥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 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对纱线高速回转、毛羽条干交织导致的条干轮廓特征难以准确提取的问题,提出了深度学习与形态学运算融合的在线提取方法,设计了图像在线采集系统与校准定焦方法,为轮廓特征提取提供高质量输入,构建了基于整体嵌套边缘检测神经网络和形... 详细信息

针对纱线高速回转、毛羽条干交织导致的条干轮廓特征难以准确提取的问题,提出了深度学习与形态学运算融合的在线提取方法,设计了图像在线采集系统与校准定焦方法,为轮廓特征提取提供高质量输入,构建了基于整体嵌套边缘检测神经网络和形态学运算的细纱条干轮廓特征提取重构模型,实现毛羽干扰下的条干轮廓在线准确提取。实验结果表明,所提方法的轮廓提取准度指标OIS-F(optimal image scale)、ODS-F(optimal dataset scale)达到了0.91,平均准确率AP达到了0.89,相对于当前方法提高了7%以上。基于提取的轮廓特征计算的条干不匀CV值,与CT3000均匀度检测仪的平均误差小于4%。

关键词：细纱条干均匀度在线检测机器视觉轮廓提取条干CV值

农民工留城意愿影响因素分析--基于武汉市的实证调查

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中国农业大学学报（社会科学版） 2009年第1期26卷 40-46页

作者：蔡玲徐楚桥湖北省社会科学院社会学所

城市化进程的推进蕴含着农村人口向城市流动并转变为城市人口的意思,因此对农民工去留的研究具有十分重要的意义。文章依据2007年对武汉市农民工的问卷调查,对影响农民工定居城市意愿的因素进行相关分析,从微观层面上分析了农民工留城... 详细信息

城市化进程的推进蕴含着农村人口向城市流动并转变为城市人口的意思,因此对农民工去留的研究具有十分重要的意义。文章依据2007年对武汉市农民工的问卷调查,对影响农民工定居城市意愿的因素进行相关分析,从微观层面上分析了农民工留城意愿及其影响因素。结果表明,经济因素的作用没有显示出明显的统计意义,而对城市的认同和对土地的态度等社会心理因素则能给出较为合理的解释。教育程度会影响农民工的留城意愿,但是两者关系不是线性的。配偶的居住地也会对农民工的留城意向产生影响。

关键词：农民工留城意愿影响因素

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基于两阶段深度迁移学习的面料疵点检测算法

机械工程学报 2021年第17期57卷 86-97页

作者：赵树煊张洁汪俊亮徐楚桥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 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对针织格纹面料疵点检测存在检测实时性差和疵点数据稀缺的问题,提出一种基于两阶段深度迁移学习的面料疵点检测算法,实现对疵点的实时高精度检测与检测模型的高效训练。第一阶段迁移:设计面料疵点先验知识迁移算法,通过聚类算法求得... 详细信息

针对针织格纹面料疵点检测存在检测实时性差和疵点数据稀缺的问题,提出一种基于两阶段深度迁移学习的面料疵点检测算法,实现对疵点的实时高精度检测与检测模型的高效训练。第一阶段迁移:设计面料疵点先验知识迁移算法,通过聚类算法求得交并比最优的四类疵点预选框尺寸参数,使用带有先验知识的疵点预选框替代基于特征的定位方法,实现面料疵点尺寸特征先验知识的迁移,提高面料疵点的定位速度;第二阶段迁移:设计面料特征提取能力迁移算法,利用不同种面料之间具有通用特征的特性,通过将纯色棉麻布检测模型参数迁移至格纹面料检测模型,实现对面料通用特征提取能力的迁移,减少检测模型训练所需的样本数量,提高检测模型训练效率。实验结果表明,在检测性能方面,提出的面料疵点检测算法检测精度为95%、检测速度可达30 m/min,优于传统的目标检测算法,能够满足面料生产中对于检测性能的要求;在模型训练方面,检测模型训练所需疵点样本数量减少50%以上、检测模型训练速度同比提高3倍。

关键词：面料疵点检测深度学习迁移学习

细纱接头机器人神经网络自适应力跟踪导纳控制

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机械工程学报 2023年第11期59卷 221-231页

作者：李冬武张洁汪俊亮徐楚桥东华大学人工智能研究院上海201620 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

环锭纺细纱工序中断纱自动接头一直是业界难题,细纱强力低易断裂、纱线张力受环境因素影响明显等因素导致机器人接头过程中纱线张力控制困难。为解决接头过程纱线张力控制问题,提出了基于交互力预测的神经网络自适应导纳控制方法。首先... 详细信息

环锭纺细纱工序中断纱自动接头一直是业界难题,细纱强力低易断裂、纱线张力受环境因素影响明显等因素导致机器人接头过程中纱线张力控制困难。为解决接头过程纱线张力控制问题,提出了基于交互力预测的神经网络自适应导纳控制方法。首先设计了导纳控制器参数的神经网络自适应调整策略来解决接头过程环境模型参数动态变化导致恒导纳控制器力跟踪效果差的问题;其次针对现有自适应控制器跟踪时变期望力时由于控制滞后产生的误差突变问题,提出了一种交互力预测方法,通过加入未来控制周期交互力的预测值来完成导纳控制器参数的提前调整,进而避免期望力突变时较大的力跟踪误差产生;最后进行了仿真试验,结果表明神经网络自适应控制器在动态环境下的力跟踪任务中有很好的鲁棒性,基于交互力预测的神经网络自适应控制器在动态环境下的时变期望力跟踪任务中最大误差和总体误差相比未加入交互力预测时分别降低了78.3%和29.7%,证明了所提出方法在机器人接头过程中纱线张力跟踪控制的可靠性。

关键词：环锭纺细纱接头机器人导纳控制神经网络自适应交互力预测

基于多尺度特征注意力网络的施工安全预警方法

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中国科学：技术科学 2023年第7期53卷 1241-1252页

作者：赵树煊银莉苏帅鸣徐楚桥钟润阳香港大学工业与制造系统工程系中国香港999077 上海交通大学机械与动力工程学院上海200241

安全管理是建筑施工过程中的重要工作之一,设计自动化的安全预警方法对保障工人安全、减少施工事故有着重要作用.本文提出一种基于多尺度特征注意力网络的施工安全预警方法.首先,设计融合多尺度特征注意力机制的施工现场实例分割网络,... 详细信息

安全管理是建筑施工过程中的重要工作之一,设计自动化的安全预警方法对保障工人安全、减少施工事故有着重要作用.本文提出一种基于多尺度特征注意力网络的施工安全预警方法.首先,设计融合多尺度特征注意力机制的施工现场实例分割网络,使用具有丰富语义信息的高维特征指导网络对低维特征的学习,从而增强网络对施工设备专有特征的聚焦能力,实现复杂环境下施工设备与工人的精准分割;其次,提出基于位姿估计的三维边界框重构方法,利用神经网络提取到施工设备在三维空间上的朝向,并结合二维边界框所反映的几何约束实现对施工设备三维约束的重构;最后,设计施工现场动态预警方法,根据生产安全要求将施工现场划分为危险区、预警区与安全区,并对施工现场的设备与工人进行实时追踪与三维约束重构,当工人进入危险区及预警区时及时发出警告.实验结果显示,本文所提方法在MOCS公共数据集上取得超过90%分类准确率与59%的分割mAP,优于其他融合特征注意力机制的深度学习算法;从施工现场安全预警案例可知,本文所提方法能够对工人的安全状态进行准确判断.

关键词：施工安全预警多尺度特征注意力机制实例分割三维边界框重构

数据驱动的机器人化纺织生产智能管控系统研究进展

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纺织学报 2022年第9期43卷 1-10页

作者：张洁徐楚桥汪俊亮郑小虎东华大学人工智能研究院上海201620 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

我国纺织产业规模庞大、生产流程长、用工量大,全流程自动化生产仍难以实现。建设数据驱动的机器人化纺织生产智能管控系统,对于推动我国纺织业由劳动密集型向少人或无人化生产转型升级具有重要的作用。系统回顾了纺织机器人生产系统的... 详细信息

我国纺织产业规模庞大、生产流程长、用工量大,全流程自动化生产仍难以实现。建设数据驱动的机器人化纺织生产智能管控系统,对于推动我国纺织业由劳动密集型向少人或无人化生产转型升级具有重要的作用。系统回顾了纺织机器人生产系统的发展历程,提出了数据驱动的机器人化纺织生产智能管控系统体系架构,从装备层、数据层、应用层探讨了补全流程断点的多类型纺织机器人、多链融合的纺织全流程数字主线、多应用协同的纺织生产智能管控3项关键技术及应用,并对实际应用中的问题和挑战进行总结。最后指出高速实时性、灵巧精密性、自主协同性纺织机器人,及具备可解释性、可持续性、韧性的纺织生产智能管控系统是未来可能的发展方向。

关键词：纺织工业机器人智能制造数据驱动生产管控智能系统

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基于物联网的数控车间集成通讯系统的设计

制造技术与机床 2016年第4期 111-115页

作者：徐楚桥孙文磊新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

设计实现了一种基于物联网的数控车间集成通讯系统的解决方案,针对国内企业目前使用的主流数控机床,从不同数控系统的通讯方式和通讯协议出发,提出了数控车间无线组网方案,利用Java语言,开发了对车间内多台不同数控系统机床进行集成管... 详细信息

设计实现了一种基于物联网的数控车间集成通讯系统的解决方案,针对国内企业目前使用的主流数控机床,从不同数控系统的通讯方式和通讯协议出发,提出了数控车间无线组网方案,利用Java语言,开发了对车间内多台不同数控系统机床进行集成管理和通讯的系统软件。在一定程度上解决了离散车间的集成化问题和DNC软件在通用性上的问题,并于实际运用中取得良好效果。

关键词：物联网通讯集成性通用性 Java

基于视觉特征强化的环锭纺细纱断头在线检测方法

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纺织学报 2023年第8期44卷 63-72页

作者：陈泰芳周亚勤汪俊亮徐楚桥李冬武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 上海交通大学机械与动力工程学院上海200030

针对动态生产环境下纱线特征弱、纱线目标小而导致的断头检测正确率低问题,提出了一种基于视觉特征强化提取的细纱断头在线检测方法。为验证算法有效性,搭建了巡游检测装置及图像采集系统,提出了针对纱线弱特征问题的强化算子,实现对拖... 详细信息

针对动态生产环境下纱线特征弱、纱线目标小而导致的断头检测正确率低问题,提出了一种基于视觉特征强化提取的细纱断头在线检测方法。为验证算法有效性,搭建了巡游检测装置及图像采集系统,提出了针对纱线弱特征问题的强化算子,实现对拖影纱线特征的强化;设计了针对纱线小目标问题的启发于谷底的小目标分割算法,可自适应地从强化特征后的纱线图像中准确提取纱线特征;最后利用欧拉距离判别法进行纱线断头的检测。通过采集某纺纱厂1000张细纱图片进行实例验证,结果表明本方法检测准确率能够达到97.3%,每张图的处理时间为59.76 ms,能够实时有效地进行断头检测。

关键词：环锭纺纱断头检测机器视觉形态学运算阈值分割细沙

基于WSN的车间数据智能采集与监控系统的设计与研究

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制造技术与机床 2018年第1期 136-139页

作者：张新孙文磊张建杰徐楚桥新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

针对汽车设备、工程机械零件、装备制造工艺等制造行业而言,需涉及到多人员、多物料、多设备的机械制造,考虑到车间复杂性、准时性、不确定性等生产因素,研究了无线传感器网络节点的应用优势,设计AP组网模式,利用Zig Bee短距离无线通信... 详细信息

针对汽车设备、工程机械零件、装备制造工艺等制造行业而言,需涉及到多人员、多物料、多设备的机械制造,考虑到车间复杂性、准时性、不确定性等生产因素,研究了无线传感器网络节点的应用优势,设计AP组网模式,利用Zig Bee短距离无线通信技术,通过传感器进行车间数据采集,依托无线传感器网络进行数据传输,从而实现车间多源状态数据采集。

关键词：无线传感网络网络节点 AP组网数据采集