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原文传递面向船舶分段加工过程知识的动态建模与融合分析

论文题名：	面向船舶分段加工过程知识的动态建模与融合分析
关键词：	船舶制造;分段加工;动态建模;知识图谱
摘要：	船舶制造属于典型的离散制造，其生产资源与加工工艺复杂。在产品生产过程中复杂的资源与加工工艺流程不可避免的存在随机性、动态性，对船舶加工过程资源与流程等知识的建模、更新及管理分析提出了巨大挑战。目前，主要的研究成果聚焦在既定的生产资源以及流程上来进行建模分析，关注复杂资源与流程的表达形式，缺乏考虑实际加工过程中可能发生的变异；同时车间管理者对船舶车间所累积的海量加工过程信息利用也不充分，不仅增加了数据管理成本，而且也造成数据冗余浪费。因此本文以某船舶企业的分段加工车间为背景，考虑从车间海量加工过程数据出发，提出了一种基于知识图谱的船舶加工资源与流程动态建模与融合分析方法。本文的主要研究内容包括如下三个方面：　　（1）针对船舶车间加工过程知识建模和管理困难问题，提出了基于知识图谱的加工资源与流程信息建模方法。建立了基于船舶制造车间的工艺流程与加工数据特点的工位任务节拍数据信息采集模型、基于本体的资源与流程知识模块多层次表示模型以及各知识模块的本体表示模型。实现了船舶车间加工过程知识的高效组织和管理。　　（2）针对船舶车间加工过程知识的动态性和时效性问题，提出了一种基于融合记忆遗忘模型的知识生成、融合与更新方法。建立了知识获取架构及映射步骤、融合记忆遗忘模型的记忆激励机制及融合机制以及基于融合记忆遗忘模型的知识动态生成与更新算法。实现了车间资源与流程知识图谱的知识融合与迭代更新，保证了船舶制造知识的时效性、准确性以及高质量性。　　（3）针对船舶车间加工过程知识的分析及利用困难问题，提出了一种生产加工资源与流程知识融合的流程节点瓶颈分析方法。建立了典型产品加工实例知识库、产品的实时资源与流程综合网络以及基于资源与流程实时网络的流程瓶颈节点识别算法。实现了代加工产品加工流程路线的快速生成以及瓶颈节点的识别，为船舶制造过程的精细化调控提供新的思路，同时也可为流程节点的资源配置方法优化等提供参考。　　最后在Windows系统下，设计开发了船舶制造过程时序资源与流程知识可视化分析系统，该系统包含资源与流程知识查询模块以及产品加工流程分析模块，实现了车间制造过程资源与加工流程知识的高效管理和分析利用。以上海某船舶平面分段制造车间为例，将本文所提的制造过程资源与流程动态建模与融合分析方法运用到平面分段的生产过程之中。构建了部分分段车间的资源与流程知识图谱数据库；并对知识生成、融合、更新和分析过程进行了验证分析。该实例证明了本文所提方法在船舶生产加工资源与流程的动态建模和融合分析上的有效性，对提升车间资源与加工流程的精细化管控和海量加工数据的高效利用都具有一定参考意义。
作者：	宋邓强
专业：	机械工程
导师：	周亚勤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东华大学
学位年度：	2021