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基于数字孪生的生产调度优化研究

目录

文档概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.1制造业发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.1.2生产调度优化的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.1.3数字孪生技术兴起．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.2.1传统生产调度方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

1.2.2基于模型的生产调度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

1.2.3数字孪生技术应用概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

1.3.1主要研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

1.3.2详细研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

1.4技术路线与研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

1.4.1技术路线图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

1.4.2主要研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

相关理论与技术基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

2.1数字孪生技术原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

2.1.1数字孪生概念定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

2.1.2数字孪生架构组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

2.1.3数字孪生关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

2.2生产调度问题理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

2.2.1生产调度问题描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

2.2.2生产调度目标与约束．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

2.2.3生产调度模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

2.3优化算法基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

2.3.1经典优化算法回顾．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

2.3.2智能优化算法介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

2.3.3针对生产调度的优化算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

基于数字孪生的生产调度模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

3.1数字孪生在生产调度中的应用框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

3.1.1数字孪生平台架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91

3.1.2数据采集与传输机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93

3.1.3虚实交互与协同机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．95

3.2生产过程数字孪体建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．98

3.2.1物理实体的数字化建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．99

3.2.2生产过程的动态仿真建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．101

3.2.3数据驱动模型构建方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．