复烤生产线实时监测与纠错系统分析 张天垚
基于实例-排序推理算法的FMS专家优化设计系统
・28・机械2020年第12期第47卷基于实例一排序推理算法的FMS专家优化设计系统李彦儒，胡晓兵，陈应飞，刘志明，彭正超(四川大学机械工程学院，四川成都610065)摘要：以某机床厂某柔性生产线项目为对象，研究了目前企业柔性生产线工艺资源、加工管理现状和车间设备布局方法，分析了目前企业在FMS80系统柔性单元设计和车间内产线布局的相关特点。
在相关研究工作的基础上，对FMS快速化设计过程中的涉及到的工艺性能、设计属性等数据进行研究分析，完成了FMS虚拟仿真设计系统的数据库设计和软件设计，确定了该系统开发的总体环境，对整个FMS快速设计流程进行了归纳整理分析，建立了FMS快速设计的专家系统知识库结构和相关推理规则，为工艺设计人员和生产现场的技术人员提供设计卖例的经验参考，以提高设计人员的工作效率，减小资源浪费，降低企业FMS设计运行成本。
关键词：柔性制造系统；车间布局；工艺数据库；Visual Studio；专家系统技术中图分类号：TH164；TP315文献标志码：A doi:10.3969/j.issn.1006-0316.2020.12.005文章编号：1006-0316(2020)12-0028-09An Expert Optimization Design System for FMS Based on Case-Sort Reasoning Algorithm LI Yanru,HU Xiaobing,CHEN Yingfei,LIU Zhiming,PENG Zhengchao(School of Mechanical Engineering,Sichuan University,Chengdu610065,China) Abstract:Based on a flexible production line project of Ningjiang Machine Tool company,this paper studied the process resources,the status quo of processing management and the method of workshop equipment layout and analyzed the characteristics of FMS80system flexible unit design and the layout of production line in the workshop.Data analysis was conducted regarding process performance and design attributes of FMS rapid design.After database design and software design of virtual simulation FMS design system was completed,the overall environment of the system development was determined and the whole process of FMS rapid design was summarized and analyzed.Knowledge base structure of expert system and related inference rules of rapid design of FMS structure was established.This research provides cases for reference,so as to improve the design efficiency and to reduce the waste of resources and the cost of enterprise in FMS design and operation.Key words:flexible manufacturing system；workshop layout；process database technology；Visual Studio；expert system technology柔性制造系统(FMS,Flexible Manufacturing设计过程包含了FMS功能单元资源管理、车间System)是典型机电液组成的复杂大系统，其布局与工艺流程优化智能算法研究、工艺资源收稿日期：2020-04-20基金项目：国家科技重大专项(2018ZX04032001)作者简介：李彦儒(1995-),男，重庆人，硕士研究生，主要研究方向为智能制造、数字化生产，E-mail：*****************;胡晓兵(1970-),男，湖北黄冈人，博士，教授，主要研究方向为企业信息化、机器视觉、数字化车间。
2012年西安交通大学本科生科研训练和实践创新基金项目结题验收结果
王威、胡志勇、轩杨、李卓强
王晶
合格
2012040
机械学院
利用细胞打印技术体外构建三维平滑肌微组织
刘俊聪
黄熠文
徐峰
合格
2012068
机械学院
节能汽车壳体设计及制造
汪洋
丁宝庆、丁文朝、高飞、于罗钦
王晶
合格
2012037
机械学院
倾转三涵道风扇多功能垂直起降飞行器
徐廷中
杨亚军、金博龙、陈立功、姚团结
赵立波、张安峰
孙勍铉
曹旭、王来升、夏广辉、俞亦钊
王江峰
优秀
2012020
电信学院
3+1式直升机设计及对其摄像等功能的实现
张辉
万日栋、石勇义、张弛、段泽能
杜清河
优秀
2012005
电信学院
基于CAN总线的多电机智能控制系统
董奭
杨志宇、谢磊、杨昂、吴彝丹
冯祖仁
优秀
2012006
电信学院
电磁诱导透明光开关及路由器
封玮康
黄高坪、元佳敏
苏旭
秦远智、张峰、邵栋
李景银
合格
2012058
能动学院
滤涂工艺制备基于共离子传导复相电解质低温固体氧化物燃料电池的研究
洪海峰
王峰、朱旭东
黄建兵
合格
2012002
电气学院
基于激光雷达的目标识别与随动系统研究
孙力
李卓强、胡志勇、吴彝丹、魏潇然
牟轩沁
合格
2012007
电信学院
自平衡小车的研究与制作
李维启
徐希楠、刘峰、程思婧、王映周
樊亚萍
合格
2012090
人文学院
基于虚拟仪器的加工番茄自动分选试验台输送系统
ｌ 硬件驱动ｌ
— 程序 ｌ
—
一 瞰 一 一 一‘ 一一’ 一一一’ 一’ 一’ 一一。 一一’ 一 。 一。 一 ’ 一‘ 一。 一
图１ 系统总体设计方案
屏蔽线 、 Ｐ Ｘ Ｉ 数据采集模块 以及 Ｐ Ｘ Ｉ 控制器模 块等组成 ， 信 号
检测模块 由转 速传感 器组 成 Ｊ 。测试 软件 由硬件驱 动程 序 和软件功能程序组成 ， 软件功能程序 主要有数据采集模块 、 数 据分析处理模块 、 数据报警模块和数据管理模块 ， 通过各模块
殷章桃 ， 坎 杂， 江英兰， 张若宇 ， 马燕飞，罗晓玲 ， 丁竹青， 李 硕
（ 石河子大学机械电气 工程学 院， 新疆石河子 ８ ３ ２ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 为寻求一种保 障番茄色选机输送电机在生产 中持续稳定运行的方式 ， 研究开发 了加工 番茄 自动分选喂料输 送 电机的监测系统。该系统以 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ ｗ 软件 为开 发平 台 ， 利用虚拟仪器技术 、 传感器技术和信号处理技术 ， 通过 Ｇ Ｕ １
广泛 。
ｉ ｉ
一
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ｌ 模 块 测 Ｊ Ｈ ’ ｌ 模 块 理 卜 ｌ ’
一 一 一 ’ 一 … 一
Ｓ Ｃ Ｂ・ ６ ８
本 研 究 基 于 石河 子 大 学 机 电 学 院研 发 的加 工 番 茄 自动分
信号接线端
选生产线试验 台 ｊ ， 旨在 围绕该 试验 台开发 出一套基 于虚 拟 仪器的移植性强 的加工番茄 色选 机输送 电机转 速监测系统 ，
Ｉ
ｌ
为以后生产需求提供解决方案 。
１ 系统的总体方案 本研究采用 了虚拟仪器构建实现加工番茄色选机试验 台 输送 电机转速监测 。系统的总体方案如图 １ 所示 。整个测试 系统主要 由测试对象 、 测试硬件和测试软件组成 ， 试验 台的番 茄色选机喂料输送 系统作为测试对象 。测试硬件 由信号检测 模块 、 信 号调理模 块 、 Ｓ Ｃ Ｂ一 ６ ８接线端 子 、 Ｓ Ｈ Ｃ ６ ８—６ ８一Ｅ Ｐ Ｍ
机械工业仪器仪表综合技术经济研究所深度服务汽车行业智能制造实
>> News UpdateVI 2019 . 22017年智能制造专项“智能装备预测性维护标准研制及验证平台建设”项目第二次专家审查会在京召开2019年4月15日，由机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（仪综所）承担的2017年智能制造专项“智能装备预测性维护标准研制及验证平台建设”项目第二次专家审查会议在北京顺利召开。
由国家智能制造标准化专家咨询组副组长中国工程院制造业办公室董景辰教授，国家智能制造标准化专家咨询组专家中国仪器仪表学会于美梅教授，北京机械工业自动化研究所原所长李百煌教授，国家智能制造标准化专家咨询组专家中国航空综合技术研究所副总工苗建军教授，国家智能制造标准化专家咨询组专家北京机械工业自动化研究所副总工谢兵兵教授、北京航空航天大学石君友副教授组成本次标准审查组。
来自仪综所、中国科学院沈阳自动化研究所、国家机床质量监督检验中心、重庆机床（集团）有限责任公司（重庆机床厂）、武汉船用机械有限责任公司（武船）、沈阳新松机器人自动化股份有限公司（新松机器人）、北京同方晟成科贸有限公司、三菱电机自动化（中国）有限公司、北京天泽智云科技有限公司等单位的22位专家出席了会议。
会议由项目技术负责人仪综所副所长石镇山教授和董景辰教授分别主持。
会上，石镇山副所长首先致辞，介绍标准审查专家组名单，宣布由董景辰教授担任专家组组长，随后会议进入评审阶段。
仪综所副总工王春喜博士对项目总体情况进行介绍，介绍了团队组成情况、考核指标、工作进展及下一步的工作计划等。
仪综所王成城工程师详细介绍了《智能制造装备预测性维护 第1部分：系统通用要求》、《智能制造装备预测性维护 第2部分：数据获取和处理》、《智能制造装备预测性维护 第3部分：故障诊断和预测性维护方法》三项标准草案的第一次专家审查会审查意见、针对意见的处理情况、三项标准的具体章节内容，以及试验验证平台的试验验证方案及建设情况。
重庆机床厂、武船、新松机器人三家应用验证单位的专家分别对各自的应用验证方案进行了介绍。
基于LOGO的加工番茄色选设备状态监测及控制系统设计
江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 12 期
殷章桃，坎 杂，李 超，等． 基于 LOGO！ 的加工番茄色选设备状态监测及控制系统设计［J］． 江苏农业科学，2012，40（ 12） ： 378 － 381．
基于 LOGO！ 的加工番茄色选设备状态监测 及控制系统设计
殷章桃，坎 杂，李 超，张若宇，马燕飞，李 硕
［9］谢焕雄，彭宝良，张会娟，等． 我国花生脱壳技术与设备概况及发 展［J］． 江苏农业科学，2010（ 6） ： 581 － 582．
［10］刘红力． 花生脱壳特性与损伤机理研究［D］． 沈阳： 沈阳农业大
［1］曹凯光． 花生资 源 的 综 合 开 发 利 用［J］． 食 品 科 技，2002 （ 1 ） ： 15 － 17．
参考文献：
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［2］李洪娟． 花生壳中木犀草素的超声提取工艺［J］． 湖北农业科 学，2010，49（ 5） ： 1183 － 1185．
［3］高学梅，胡志超，谢焕雄，等． 打击揉搓式花生脱壳机脱壳性能影 响因素探析［J］． 花生学报，2011，40（ 3） ： 30 － 34．
［4］喻 杰，包秀辉． 常用花生脱壳机的分析研究［J］． 农业科技与
关键词： LOGO！ ； 番茄色选设备； 状态监测； 控制 中图分类号： TP274． 4 文献标志码： A 文章编号： 1002 － 1302（ 2012） 12 － 0378 － 03
利用毫米波雷达测量系统的高铁车桥振动检测
第49卷第4期2021年4月同济大学学报（自然科学版）JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY（NATURAL SCIENCE）Vol.49No.4Apr.2021论文拓展介绍利用毫米波雷达测量系统的高铁车桥振动检测刘志平1，罗翔1，2，何秀凤3（1.中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室，江苏徐州221116；2.天津市测绘院有限公司，天津300381；3.河海大学地球科学与工程学院，江苏南京211100）摘要：针对高速铁路桥梁的实时高精度、非接触振动检测需求，以车桥竖向振动理论解析结果为参考提出了毫米波雷达精密测距改进算法，进而基于IWR1443芯片开发了毫米波雷达测量系统并实现了振动信号采集、解码及处理一体化。
最后利用该系统开展了京沪线濉河特大桥徐州段32m简支梁桥振动检测试验和动态挠度计算及时频分析。
结果显示，广义S变换和标准时频变换提取的三维谱阵揭示了高速列车动载下桥梁振动过程，竖向挠度、跨挠比和振动主频及类型均与理论分析一致且远高于《高速铁路设计规范》现行限值，表明所检测桥梁结构健康状况良好的同时验证了毫米波雷达车桥振动检测的准确性和有效性。
关键词：高速铁路；简支梁桥；毫米波雷达测量系统；振动检测；动态挠度中图分类号：P228文献标志码：A Vibration Detection of High-speed Railway Bridge Using Millimeter Wave Radar Measurement SystemLIU Zhiping1，LUO Xiang1，2，HE Xiufeng3（1.Key Laboratory for Resources and Environment Information Engineering of Jiangsu Province，China University of Mining and Technology，Xuzhou221116，China；2.Tianjin Institute of Surveying and Mapping Co.Ltd.Tianjin300381，China；3.School of Earth Science and Engineering，Hohai University，Nanjing 211100，China）Abstract：To meet the real-time，high-precision and non-contact vibration detection requirements of high-speed railway bridge，this paper investigates the theory of vertical vibration model of bridge and the precise ranging algorithm of millimeter wave radar.Based on the IWR1443 millimeter wave radar chip，a millimeter wave radar measurement system is developed to realize the integration of vibration signal measurement，acquisition，decoding and processing.Then the vibration detection experiment of32m simply supported bridges in Xuzhou section of SUIHE super large bridge on Beijing-Shanghai line is carried out with this measurement system，and the data are analyzed by time-frequency analysis method. Analysis results show that the three-dimensional spectrum array，which is extracted by the generalized S-transform and the standard time-frequency transform，reveals the bridge vibration process under the dynamic load of the high-speed train.The dynamic vertical deflection，the deflection span ratio，the main frequencies and vibration type of bridge are determined，which are consistent with the theoretical analysis，and the performance of bridge structure is better than current design limit value of high speed railway.This indicates the SUIHE bridge structure is in good health and verifies the accuracy and effectiveness of millimeter wave radar measurement system.Key words：high-speed railway；simply-supported girder bridge；millimeter wave radar measurement system；vibration detection；dynamic deflection我国高速铁路营业里程2019年达35000Km、桥梁占比超过70%且以32m简支梁桥为主，成为名副其实高铁强国［1~2］。
喷涂机器人涂装系统及涂装缺陷分析
1引言
汽车行业发展迅速，人们对汽车的需求不仅仅是结实耐用, 涂装质量也成为非常重要的影响因素，高质量的漆膜状态也可以 显示出车企对质量的控制。手工喷涂的时代已经远远不能满足 工业化的进程，工业涂装技术发展迅速，绝大多数涂装车间利用 喷涂机器人提高工作效率,同时机器喷涂也易于涂装质量的管 控,提高了油漆的使用率，减少缺陷降低油漆对涂装工作人员的 危害。涂装质量决定了汽车的防腐性能、防水性能、以及良好的 目视性。涂装车间不仅仅是对油漆进行喷涂，还需要将喷涂后有 缺陷的车身进行检查打磨修复，从而达到优良的状态。对于车身 漆膜质量起决定性作用的喷涂环节对涂装质量有最直接的影响。
3.1喷涂流量
流量控制单元直接控制喷涂在汽车表面的膜厚，齿轮定量 泵旋转的圈数决定了涂料流量。齿轮流量泵每旋转一圈产生的 涂料量和单位旋转圈数是固定的，所以通过齿轮定量泵的圈数即 可控制涂料流量。流量泵将涂料通向旋杯进行雾化，旋杯单位时 间内喷涂的涂料量为喷涂机器人的喷涂流量，喷涂流量是影响漆 膜厚度的最主要因素，喷涂平面和立面时的参数也不尽相同，汽 车喷涂机器人对于每个部件的喷涂参数都各不相同。汽车前后 门,引擎盖，后备箱盖，车顶等大部件喷涂流量较大,而车身立柱, 转角处的流量较小,在环境因素稳定在28T前提下,立面喷涂流 量为（260~290）ml/mino
赵时璐,(1978-)，女,辽宁沈阳人，博士研究生，副教授，主要研究方向:材料表面改性技术
第7期
赵天宇等:喷涂机器人涂装系统及涂装缺陷分析
185
膜厚度对于汽车的耐腐蚀性和耐候性有着重要意义。标准的漆 膜厚度是保证漆膜性能的前提，且大多数缺陷是由于漆膜厚度引 起的，所以良好的漆膜厚度是汽车涂装性能的基础。
基于运行模态参数辨识的动车组异常振动在线监测技术
特别策划·铁路安全基于运行模态参数辨识的动车组异常振动在线监测技术张瑞芳1，2，辛恩承1，2，刘峰1，2，哈大雷3，庄曦3（1.北京纵横机电科技有限公司，北京100094；2.中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，北京100081；3.中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春130062）摘要：针对动车组抖车、晃车异常振动发生时，振型较单一且模态阻尼比下降的特点，提出一种基于运行模态参数辨识的动车组异常振动监测技术。
采用时域模态分析方法，对车体振动加速度进行实时计算，获得模态频率、阻尼比和参与因子，根据模态参与因子确定当前振动的主导振型，由主导振型的模态频率判断是否存在动车组异常振动，并根据模态阻尼比对动车组异常振动的严重程度进行量化分级报警。
动车组车体平稳性监测装置现场服役跟踪数据验证表明，该技术具有较高的识别精度。
关键词：铁路安全；动车组；异常振动；抖车；晃车；运行模态；参数辨识；安全监测中图分类号：U228.2 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2023）09-0001-08DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.06.06.0020 引言随着动车组速度提高，轮轨间动力作用不断加剧，当轮轨匹配关系不良或车体、转向架、车轮等部件磨耗、配合间隙超过运用限度时，容易造成动车组异常振动，引起旅客不舒适反应，甚至影响动车组运行安全。
目前影响我国动车组乘坐舒适性的问题主要为动车组晃车和抖车。
晃车是指动车组运行过程中车体出现较大幅度低频横向晃动；抖车是指车体出现短暂抖动，人体感觉振动频率较高。
晃车与抖车都属于车体异常振动，均会导致车辆运行平稳性降低，严重时会影响乘客的乘坐舒适性、导致乘客投诉、影响铁路运基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFB4301102）、中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（K2022J001）、中国铁道科学研究院集团有限公司科研开发基金项目（2022YJ234）第一作者：张瑞芳（1980—），男，副研究员，硕士。
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复烤生产线实时监测与纠错系统分析张天垚
摘要：在烤烟生产线的运行过程中，产品可能会出现一些问题，例如质量不够、形状不均等，如何有效地对其进行监测与辨析，并加以纠错，是工业生产线工作
的核心环节，本文通过图像识别技术的分析，对其在生产线监测过程中的应用展
开探讨。
关键词：复烤生产线；实时监测；纠错
1 引言
随着科技的发展，人工智能技术已经逐渐走进了我们的生活，机器视觉是人
工智能领域的一个重要发展方向，主要是采用机器来代替人进行观察和判断。
车
间在打叶复烤生产过程中，不时因烟叶堵料造成一次润叶，二次润叶、筛砂筒、
挑选台、一级打叶机等设备停机。
而停机原因是烟叶质量较好，叶片长、油润好，在烟叶预处理加工过程中，烟叶缠绕在一起，产生烟叶缠绕、扭结等问题，使烟
叶水分和温度不均匀，容易形成烟叶堵料，造成设备故障停机，全线产品质量波动。
对其进行监测与纠错是极为关键的，这一技术的核心工作为图像的检测与处理，图像处理可以有效地对烤烟生产过程中出现的问题进行监测与纠错，使其生
产更加地规范化。
2 图像识别技术分析
2.1 概述
图像处理是人工智能领域的一个重要的分支，图像处理技术可以分为两大部分，第一类是基于机器学习的，第二类是基于统计方法的，根据实现的原理可以
划分为基于几何特征、基于模型、基于统计方法、基于神经网络等。
图像识别算法，采用主流的深度学习方法来进行特征值提取，通过卷积神经网络对图像进行
识别，通过多层特征的融合来使得运算量降低，识别速度加快，通过基本的特征
信息，从而反映出高级别的属性特征，同时可以对不清晰的图像、动态的图像进
行较为精确的识别，其识别准确度较高，抗干扰性较强。
基于深度学习的特征提
取算法，通过较大规模的图像库进行训练，使得图像识别模型的准确度非常高，
同时时间减小，可以达到万分之一秒。
2.2 主流图像处理方法
2.2.1 基于几何特征
基于几何特征的方法，主要是在图像中寻找特征，将特征点之间的距离和比
例进行归纳，通过临近的方法来识别图像，这样的方法比较快，内存占用少，但
是对于光照变化来说不敏感，同时对于动态变化的图像，它将无法识别。
2.2.2 基于模型
基于模型的方法，主要采用马尔科夫模型，这种模型的方法，主要是通过数
学的统计性的问题。
以人脸图像的监测识别为例, 马尔可夫的状态包括前额、眉毛、眼睛、鼻子、嘴和下巴, 这些状态以相同的顺序从上到下出现, 表现为隐马尔
可夫模型的特性状态。
这种方法对于样本的要求较高，需要建立较为可靠的模型。
2.2.3 基于统计
基于统计学的方法，主要是通过提取图像中光照、位置等特征向量，来进行
图像的重构，来判断这些特征所表现的否是被识别的物体，优点在于识别速度较快，缺点在于对于动态的图像处理较差。
2.2.4 基于神经网络
基于神经网络的图像处理方法，主要是采用机器学习的方案，就是通过多张
图像进行模型的训练，然后对其参数进行调整，然后对所要识别的图像进行分类，来判断它是否是被识别的图像，这样的算法识别成功率较高，但是运算时间较长。
2.2.5 基于深度学习
深度学习也是一种复杂的神经网络，主要是采用一些低层的特征来进行高层
特征的表示，它对于计算性能要求较高，可以利用空间的相对关系来进行降维，
使得训练性能提升，结合实际情况下的深度学习，效率非常高。
3 图像识别在烟叶烤制纠错监测中的应用
针对半自动分拣系统优化的重点是检测与识别。
烤烟图像在线识别系统主要
由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统主要包括：高速CCD相机，图像采集卡，LED光源设备、工控机。
其他辅助设备：遮光隧道、光电传感器、控制柜等。
软
件系统分为图像处理和非图像处理两个部分。
在进行数据交换时，软件系统主要
完成两项工作，接收来自上位机的待识别订单信息以及将识别的结果传回给上位机。
图像处理部分主要完成烤烟的图像处理，包括图像预处理，特征提取、图像
识别等功能。
非图像处理系统主要有以下几个功能，其中系统自检主要完成系统
运行正常与否的检测，包括传感器、相机、PLC及板卡的运行情况，并将检测结
果传送给主模块。
发现不正常的烟叶，要及时地进行剔除，对于摆放不正确的要
进行纠正，做到生产标准化。
网络虚拟服务器是工业监测纠错系统的关键环节，网络虚拟服务器集群技术
主要基于计算机集群，这可以大大减轻服务器端的压力，通过负载均衡的设计可
以让集群的工作性能大大提升。
虚拟服务器则是搭建了这样的平台，利用此技术
可以极为方便地利用各种服务器和电脑进行集群的构建。
通过虚拟资源的分配与
大数据集群的构建可以很好地实现负载调度，做到服务接口的完善，同时，集中
优势力量来进行负载均衡设计大大减轻了硬件负担，因此可以延长其使用寿命，
并让其以较好的状态来进行大容量分布式集群计算。
目前在国内外的研究中，还
存在一些不足，主要包括对算法结构与服务器虚拟化的安全性设计不够合理，因此，应当加强安全管理，保障虚拟服务器的数据能够多次校验，保证精确性。
烤
烟监测纠错系统管理界面较为清晰简洁，系统管理层次明确，容易管理，对系统
应该和用户的使用习惯相适应，从而让其更好地为用户而服务。
4 总结
随着计算速度和准确率的不断提升，机器视觉图像处理的应用越来越普遍，
同时推动了图像识别技术的发展速度，图像处理虽然有很多无法克服的缺点，但
是借助这一重要的科技发展趋势，也在一步一步推动各行业蓬勃发展，让生活更
加智能化。
它可以使得烤烟的生产更加地规范化，使其成品更加标准。
图像处理
大大的减少了人力的成本，提升了工作的效率，图像处理是重要的技术基础，它
在工业生产领域有着深远的影响。
参考文献
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作者简介
张天垚（1986-12），男，汉族，籍贯：云南省昭通市，学历：大学，研究方向：机电工程，工业工程。