工业智能论文提纲

论文题目：基于云边协作的工业互联网智能排产方法研究与实现

摘要：工业互联网是实现新一轮工业革命的核心,其通过新一代信息通信技术与工控系统的深度融合和创新应用,使工业生产过程更加智能化。作为工业互联网时代的重要应用,高级计划排程（智能排产）为企业制定合理的生产计划,在钢铁制造等大型工业领域的重要性日益突出。从部署模式来看,现有的智能排产系统可分为企业本地部署和云排产服务两类。虽然这两类排产系统满足了企业对不同场景下的排产需求,但是也存在相应问题。一方面,企业本地的计算与存储资源相对有限,难以满足精确排产算法的需求。另一方面,云排产服务需要大量工业核心排产数据的支撑并按需计费,计算存储与网络传输的开销使排产服务成本较高。此外,工业核心数据上传至云可能存在数据泄露的风险。针对以上问题,本硕士论文以钢铁热轧排产为应用场景,将边缘计算技术引入工业互联网智能排产,设计云边协作的工业互联网排产框架,实现云边协作的工业互联网排产系统。具体从以下三个方面展开研究:（1）设计了面向云边协作的钢铁热轧排产模型。该模型基于钢铁热轧的应用场景所构建,表现为松耦合的两阶段形式,具有耦合性低、易于分解且便于扩展的特点,可为云边协作的工业互联网排产框架提供基础与支持。（2）提出了一种云边协作的工业互联网排产框架。通过构建边缘预处理模块与云端通用求解模块,实现了排产模型的解耦合;通过优化云边协作的中间结果,降低了云端计算量与网络传输开销,提升了排产效率。（3）设计与实现了基于云边协作的工业互联网排产原型系统。采用南京钢铁集团真实数据集,对排产任务执行流程、图形化界面展示及结果性能指标进行测试,验证了该系统在实际场景下的有效性。综上,本文研究了云边协作的工业互联网智能排产方法,构建了面向钢铁热轧排产的原型系统。该排产方法具有普适性,不仅可应用于钢铁行业,更能推广到其他制造业领域,有助于推进工业互联网智能排产技术的发展。

关键词：工业互联网;钢铁热轧;智能排产;云边协作

学科专业：网络空间安全

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究挑战

1.3 研究目标和内容

1.4 论文组织结构

第2章 研究现状

2.1 引言

2.2 钢铁热轧智能排产

2.2.1 单辊期串行排产

2.2.2 多辊期并行排产

2.3 边缘计算与工业互联网的结合应用

2.4 研究现状总结

第3章 面向云边协作的钢铁热轧排产问题建模

3.1 引言

3.2 钢铁排产问题分析

3.2.1 热轧生产调度

3.2.2 属性约束条件

3.3 两阶段的热轧排产模型

3.3.1 热轧建模分析

3.3.2 排产属性模型

3.3.3 优化模型求解

3.4 实验设置和实验结果

3.4.1 实验设置

3.4.2 实验结果

3.5 本章小结

第4章 云边协作的工业互联网排产框架设计

4.1 引言

4.2 云边协作排产框架

4.2.1 排产框架范式

4.2.2 边缘任务设计

4.2.3 云端任务设计

4.3 排产框架执行优化

4.3.1 公式推导降维

4.3.2 矩阵分解还原

4.4 实验设置和实验结果

4.4.1 实验设置

4.4.2 实验结果

4.5 本章小结

第5章 基于云边协作的工业互联网排产系统实现

5.1 引言

5.2 系统整体框架设计思路

5.3 系统核心模块设计与实现

5.3.1 边缘服务器模块设计与实现

5.3.2 云排产平台模块设计与实现

5.3.3 模块通信与交互设计与实现

5.4 系统部署和运行环境

5.5 系统运行流程与测试

5.5.1 系统运行流程

5.5.2 功能与性能测试

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 下一步研究方向

参考文献

致谢