设备故障条件下流水线产能评估方法研究

为提升流水线产能评估的有效性, 采用基于设备运作的故障发生机制生成故障节点, 并按照可用度最大化原则确立预防性维护周期, 采用抽样仿真方法评估流水线系统的产能, 同时提出一种基于故障期望次数的近似方法以提升产能的评估效率. 仿真实验表明, 流水线产出率与系统配置密切相关, 设备数量越少, 缓存空间越大, 对应的产出率就越高, 但设备数量与缓存空间的边际影响逐渐下降; 而近似方法获得的产出率估值与仿真值之间的偏差可基本控制在5%以内, 评估准确性具有一定优势.     

流水线系统生产计划与设备维护的集成建模研究

针对当前生产计划与设备维护集成研究中系统配置局限于单阶段系统的问题, 以流水线为背景对两项计划的集成建模方法开展研究. 以有限产能批量问题为生产计划的基准模型, 建立生产计划与预防性维护集成建模的框架. 采用仿真方法计算流水线的批量生产时间, 并结合二项式回归以建立生产负荷与生产时间之间的映射关系, 仿真测试验证了回归方法的有效性. 再将生产时间二项式引入产能约束, 构建出流水线条件下生产计划与设备维护的集成模型. 算例显示集成模型总成本随缓存空间的增大而逐渐下降, 表明系统配置对计划决策有较大影响.     

基于Simio的绕线车间仿真与优化研究

绕线车间为一类单阶段的并机生产系统, 员工要完成手工插件和多台设备的上下料作业, 导致其行走距离过长而有效作业时间不足, 降低了设备的利用率和车间的整体产出, 同时绕线设备的产出受随机故障的影响. 为了优化员工的作业结构和提升车间的生产效率, 本文从车间布局、设备、人员、人机匹配及作业等角度提出了5种改进方案, 并用Simio仿真软件对不同方案的改进效果进行了测试. 仿真结果表明, 增加员工的插件数量与半成品/成品的携带量可以显著优化员工的作业时间构成, 提升车间的人均产出5%, 设备平均利用率上升6%, 也就是说, 作业流程优化有助于协调生产系统中的人机匹配关系并提升系统效率.     

基于时空老化模型的服务端瓦片缓存置换算法

随着网络地理信息服务（network geographic information service,NGIS）向云服务演进,客户端瓦片缓存架构的应用局限性逐渐体现。为提升瓦片服务的性能,在老化算法的基础上,综合分析了瓦片访问长短期流行度和瓦片大小特征,设计了基于时空老化模型的服务端瓦片缓存置换算法（server-side cache replacement algorithm based on spatiotemporal aging model for tiles,SSAT）,并利用谷歌全球底图瓦片和瓦片访问日志进行了仿真实验。结果表明,在不同缓存空间下,SSAT的缓存命中率均高于传统算法,缓存空间每增加1 MB,最多可以提高0.24%的请求命中率和0.23%的字节命中率;当缓存空间为500 MB时,SSAT能达到73%的请求命中率和76%的字节命中率,平均访问时长可缩短35%以上。SSAT能兼顾性能与资源消耗,具备高效性和扩展性。     

三相光伏并网逆变器状态空间模型与矢量控制

随着分布式发电的发展,分布式发电系统成为旋转设备发电机和逆变器接口发电机构成的混合电力系统.系统稳定性分析需要研究状态空间模型,以及合适的逆变器模型,从而对已经成熟的旋转电机模型进行必要的补充.电机模型包括自动电压控制器AVR(automatic voltage regulator)和功率补偿功能,逆变器模型包括锁相环功能和内部控制功能等.基于三相光伏并网电压源型逆变器模型,进一步分析内部电流控制环,外部功率控制环,平均功率测量以及PLL技术.所有模型采用状态向量技术进行详细推导,类似于旋转电机的数学模型分析.模型包含非线性项,但能在运行点上线性化,基于MATLAB SIMULINK/PLECS仿真平台,对状态空间模型的并网系统进行数字仿真,仿真结果表明基于状态空间的数学模型和空间矢量控制,能有效改善并网电流的电能质量,实现并网要求.     

虚拟企业生产物流系统建模仿真

分析了虚拟企业生产物流的层次结构,以注塑机中的螺杆零件为例,应用IDEF0建模方法构建了虚拟企业生产物流系统各层次的功能模型.基于IDEF0模型与SIMIO软件的对应关系建立了仿真模型,依据仿真数据能够判断生产物流系统运行的瓶颈、分析原材料采购与配送等问题,为进一步优化虚拟企业生产物流提供依据.     

设备故障条件下生产计划的鲁棒性分析

以有限产能批量问题为背景,假定生产过程受到泊松分布的设备故障影响,引入与故障相关的鲁棒性约束,并建立生产计划决策的模型.首先将这一随机规划问题转换为确定性模型,然后用优化软件Lingo求解.算例结果表明,基于故障期望的计划模型中各个周期满足产能约束的一致性较差,而新模型能达到较高的鲁棒性水平,对应的生产成本会有一定程度的上升,而随着鲁棒性水平的降低,生产成本呈阶段性下降趋势,并与基于故障期望的模型趋近;同时发现与后者相比,新模型在增加有限的生产成本(高约1.0%)条件下,可以获得较高(85%)的鲁棒性水平.     

HBROP:基于硬件性能计数器的函数级ROP检测

ROP(return oriented programming)能够绕过数据执行保护,并结合内存泄漏和暴力破解突破ASLR等现有系统防御机制,具有极大危害,为此本文基于ROP shellcode不满足时间和空间局部性原理,会影响分支预测不命中、缓存命中率等性能事件值的现象,提出了一种利用硬件性能计数器(hardware performance counters,HPCs)进行的ROP检测方法 HBROP,该方法分为离线预处理和动态监控两个阶段.在离线预处理阶段收集并存储所有函数正常的性能事件值,在动态监控阶段监测程序执行,在调用敏感系统函数前检测同一函数相同性能事件值是否异常变化.基于该方法,本文实现了一个HBROP的实验系统,实验表明,本文所选取的8个性能事件具有较好的ROP检测特征;本文的方法,与同类工作相比较,性能开销在可接受范围内.     

基于K-L分解的斜拉索-磁流变系统建模及减振控制研究

针对斜拉索-磁流变阻尼器系统, 提出一种数据驱动的分布参数系统建模方法. 利用K-L时空分解方法得到表征系统空间结构的空间基函数, 将其与系统输出作内积求出表征系统状态幅值的时间序列, 根据时间序列和外载荷等数据信息, 利用递推最小二乘算法辨识时域ARMAX模型, 将空间基函数与时域ARMAX模型进行空间重构得到空间ARMAX模型, 最后对该时域ARMAX模型进行预测控制. 实验结果表明 建立的分布参数系统模型计算量小、精度高, 可以满足实际工程要求; 采用的预测控制方法能够对斜拉索-磁流变阻尼器分布参数系统模型进行有效的减振控制.     

住宅空间体量利用效率量化分析及其应用

针对住宅空间使用效率没有明确量化方法的现状,从空间体量的角度,对实际户型室内布置进行仿真建模,通过数据整理和分析,建立数学模型,从而提出一种计算空间使用效率的新方法,该方法不但可以为建筑师在住宅的空间集约化与精细设计方面提供验证,也能为住户和开发商提供参考.     

基于内存数据库的矢量数据存储与空间索引研究

基于传统磁盘数据库的管理系统已能较好地管理土地利用矢量数据,但较大的内外存数据交换开销对系统实时性有一定影响.没有I/O开销的内存数据库将是解决该现状的良好方法.基于内存数据库Redis设计土地利用矢量数据库存储组织,提出点、线、面不同的空间要素空间特征数据的存储结构.采用缓存敏感优化并基于磁盘数据库中的空间索引R+树,提出了一种适合Redis的空间索引.对比实验发现,在数据查询和统计分析速度等方面较基于Oracle 10g的管理系统有较大提升.     

用户行为选择参与的五层十五级瓦片缓存置换策略研究

FIFO、LRU、LFU、GDLVF等传统瓦片缓存置换算法侧重于瓦片访问时间和频率、瓦片大小、空间位置关系,不适合具有多源、异构特点的五层十五级瓦片数据,在五层十五级瓦片数据缓存的应用上存在局限性.提出了用户行为参与的缓存置换算法UPBA（User Preference Based Tile Cache Replacement Algorithm）,并从用户行为、瓦片访问的时间和频率、瓦片大小、空间位置关系等方面分析了UPBA算法,提出了提高置换效率的方法.并对最高分辨率为100和250 m、生产时间为2014年11月、2015年1~3月的高分一号、高分二号、资源三号影像数据集进行日志驱动仿真实验.结果表明：相较传统的缓存置换算法,UPBA提高了瓦片请求的命中率和字节命中率,降低了客户端流量消耗和服务器端负载.     

基于人流密集度的网点数量与布局预测模型——以宁波市公共自行车系统为例

针对宁波市公共自行车网点数量增加而新使用者增量和日周转率呈现下行的趋势, 对网点数量和布局进行分析和建模. 首先, 通过K-means聚类方法对不同网点按日周转率进行分类, 结果发现日周转率在4以下的低效网点高达52.86%, 低于0.5的网点占9.73%, 而在15以上的超负载网点占2.5%, 两极分化现象非常明显. 其次, 讨论了宁波市城市公共自行车专项规划中基于面积和服务人口的网点数量预测模型的不足之处. 最后, 以较为成熟的城市公交线路为基础, 通过统计各公交站点的人流密集度, 提出了基于人流密集度的网点数量与布局预测模型, 并给出了网点在空间上的布局. 同时指出各城市公共自行车网点数量与布局问题既有发展共性又有地域个性, 基于公交线路人流密集度模型具有普适性价值.     

离散事件系统多随机顾客流后进先出串并联多服务台混合排队系统模型的计算机模拟

讨论了离散事件系统多随机顾客流后进先出的串并联多服务台混合排队系统模型的计算机模拟,在串并联多服务台混合情形下建立了4类模拟模型,并给出模拟实验例子.     

基于效用的机会网络缓存替换策略

机会网络具有节点流动性较大、数据时延长、资源有限等特点,如何合理和高效地使用节点提供的缓存资源、增加节点间的协作来减少机会网络时延、节省带宽、防止拥塞是一个关键问题.通过对机会网络缓存策略研究,提出了基于效用的概率缓存替换策略,该策略分别计算数据的流行度和最短机会路径的权重,得出节点的效用值,通过比较效用值确定了节点要缓存的数据.实验结果表明提高了节点获取资源的成功率并减少了协作缓存资源请求的平均响应时间.     

不确定离散时滞系统的指数稳定滑模控制新方法

研究了不确定离散时滞系统的指数稳定滑模控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,通过选取恰当的Lyapunov函数,得到了新的指数稳定滑模面设计条件.并在此基础上,结合滑模控制理论,给出使系统状态在有限时间内到达滑模面的到达控制器设计方法,所得条件以线性矩阵不等式形式给出,最后通过仿真算例说明了该方法的有效性和可行性.     

基于传递矩阵法的车辆传动系统扭转振动分析

详细介绍了利用传递矩阵法来计算传动系统的固有频率及其模态的数值算法,讨论了各种模型的传递矩阵的建立方法.在多轴模型中运用了扩展的传递矩阵,简化了计算.将边界状态向量应用到建模中,用以方便边界条件的施加.讨论了多回转轴系统自由振动和强迫振动的建模过程和求解方法.最后以一个简化了的车辆传动系统来说明软件中建模和求解过程的实现.     

基于改进卷积神经网络的数控机床旋转轴热误差建模方法

为对五轴数控机床旋转轴的热误差进行更精确地预测,解决变工况条件下预测精度不佳与热误差数据获取困难的问题,提出了基于改进卷积神经网络的热误差建模方法.采用激光干涉仪与热成像仪采集不同温度下的角度定位误差与热图像,对热误差进行傅里叶函数拟合,将预测目标由不同角度下的热误差转变为拟合函数参数.在VGG网络模型架构上,引入SKNet注意力机制,以提高模型对变工况下的热图像特征提取水平,并采用全局平均池化代替全连接层,以改善过拟合情况.将建立的模型用于热误差预测,结果表明,旋转轴热误差预测RMSE在升温状态下为8.36″,降温条件下为9.57″,预测精度达90%以上,优于普通卷积神经网络模型.结果证实了所提方法在旋转轴热误差建模中的有效性.     

电弧炉电极位置控制系统的SIMULINK仿真研究

介绍了基于MATLAB5.2提供的仿真工具SIMULINK,对电弧炉电机位置控制系统进行建模、仿真和分析研究,首先得到了系统数学模型,用超前校正器（PD控制器）对该控制系统进行串联校正,然后用SIMULINK实现对该控制系统的全图形化功能模块结构图仿真计算,仿真结果表明,系统能得到更好的动态性能参数。     

基于数据缓存策略Ajax的人机交互模型

提出了如何在一个全文检索系统中开发基于数据缓存策略Ajax的人机交互模型.通过在模型中设置数据缓存策略,使Ajax应用程序在全文检索应用中改善了人机交互性能,加快了用户交互过程,使得用户界面更加友好.经实验对比,基于数据缓存的Ajax应用程序可以进一步缩减请求和响应的次数,明显提高了web应用程序响应效率.