航昇船机(大连)有限公司王奇获国家专利权
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龙图腾网获悉航昇船机(大连)有限公司申请的专利基于设备状态感知的卷板机生产任务动态排程方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120746237B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511254087.X,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权基于设备状态感知的卷板机生产任务动态排程方法及系统是由王奇设计研发完成,并于2025-09-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于设备状态感知的卷板机生产任务动态排程方法及系统在说明书摘要公布了:本申请提供了基于设备状态感知的卷板机生产任务动态排程方法及系统,涉及生产排程技术领域,所述方法包括:获得设备实时数据库;对所述设备实时数据库进行特征提取,获取设备实时特征集;应用预置的阈值规则对所述设备实时特征集进行分析,输出初步健康等级状态,基于所述初步健康等级状态更新所述设备实时特征集;基于更新后的设备实时特征集实现设备健康状态深度评估,获得设备综合状态诊断结果;获取生产任务,结合所述设备综合状态诊断结果构建动态排程方案。解决了现有技术中存在难以实现卷板机生产任务的高效、可靠排程,容易因为设备突发故障,导致生产计划中断和整体效率下降的技术问题。
本发明授权基于设备状态感知的卷板机生产任务动态排程方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于设备状态感知的卷板机生产任务动态排程方法,其特征在于,所述方法包括: 布设传感器网络于卷板机关键位置,持续采集卷板机运转的原始物理数据,对原始物理数据进行预处理,获得设备实时数据库,所述设备实时数据库包括设备编号、时间戳、振动信息、温度信息与电流信息,所述预处理包括数据清洗及初步滤波; 对所述设备实时数据库进行特征提取,获取设备实时特征集,所述特征提取包括振动信息特征提取、温度信息特征提取及电流信息特征提取,其中,获取设备实时特征集,还包括: 获取所述设备实时数据库中的振动信息、温度信息以及电流信息; 通过时域与频域多维分析方法提取振动信息特征,提取的特征信息包括振动有效值、振动峰值、振动峭度及高频段能量占比; 采用趋势分析方法提取温度信息特征,提取的特征信息包括绝对温度值与温升速率; 基于电气与机械耦合机理提取电流信息特征,提取的特征信息包括电流有效值与三相电流不平衡度; 将全部特征信息按设备编号,整合为结构化的设备实时特征集; 应用预置的阈值规则对所述设备实时特征集进行分析,输出初步健康等级状态,基于所述初步健康等级状态更新所述设备实时特征集,其中,输出初步健康等级状态,基于所述初步健康等级状态更新所述设备实时特征集,包括: 设定所述设备实时特征集中各特征的阈值界限,包括正常界限与故障界限; 根据设备实时特征集与阈值界限计算综合健康指数,具体公式为: ; 其中,HIt代表当前时刻的综合健康指数,i为索引值,Uit代表第i个特征的当前实际值,Li,normal代表第i个特征的正常界限,Li,fault代表第i个特征的故障界限,ωi代表第i个特征的权重,α代表非线性调节系数; 根据综合健康指数判断设备当下时刻的初步健康等级状态,当HIt≥0.85,判断初步健康等级状态为一级健康等级,当0.6≦HIt0.85,判断初步健康等级状态为二级预警等级,当HIt0.6,判断初步健康等级状态为三级故障等级; 将初步健康等级状态判定为三级故障等级的设备进行停机处理,同时更新设备实时特征集,删除停机设备编号下的全部数据; 基于更新后的设备实时特征集实现设备健康状态深度评估,获得设备综合状态诊断结果; 获取生产任务,结合所述设备综合状态诊断结果构建动态排程方案,其中,获取生产任务,结合所述设备综合状态诊断结果构建动态排程方案,包括: 获取待排产的生产任务列表,所述生产任务列表包含任务编号、加工精度要求、预计耗时、交货期和优先级属性; 根据所述设备综合状态诊断结果,执行初步任务过滤,剔除现阶段任何设备都无法完成的任务,保留其他任务,生成候选任务集; 获取候选任务集,对通过初筛的任务,计算其与设备的综合匹配度Score,具体公式如下: ; 其中,Score代表生产任务与设备之间的综合匹配度,SPrecision量化任务要求与设备能力的契合度,具体数值为,其中TaskAccuracy代表任务精度,EquipmentPrecision代表设备精度;SHealth反映设备在当前状态下可安全承载的任务强度,具体数值为,其中E为健康状态,BeliefE代表设备整体对健康状态E的置信度;SDeliveryTime代表优先处理临近截止时间的任务,具体数值为,其中CurrentTime代表当前时间,DeliveryDeadline代表交货期;SCost代表考虑能源、换模的经济性约束,在高峰时段加工过程中数值为0.8,非高峰时段数值为1.0; 采用遗传算法优化任务分配与时间安排,基于候选任务集及设备信息进行染色体编码,确定基因结构,每个基因代表一个任务分配单元,包含设备编号、任务编号、开始时间、负载百分比; 初始化种群,随机生成100组排程方案,引入先前计算得出的综合匹配度Score; 对引入综合匹配度后的所有方案进行选择、交叉及变异操作,选择操作保留适应度Top30%的个体直接进入下一代,剩余70%通过轮盘赌选择,交叉操作会随机选择两个父代个体,交换部分基因序列,变异操作会随机调整某一基因的设备编号、开始时间或负载; 通过选择、交叉、变异操作生成新的种群,进行迭代计算逐步改进,直至收敛或达到50代迭代,最终输出动态排程方案。
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