基于CPS网络的发动机装配过程数据挖掘方法研究

摘要

发动机装配过程作为制造业生产过程中的重要环节，在实际运行中会产生大量的实时数据信息，伴随而来的是对信息进行分析处理和实现信息交互的需求。由于发动机装配过程存在设备种类繁多、装配信息多源、装配过程信息实时响应不足和缺乏可靠的信息系统等问题。本文从这一需求出发，针对发动机装配过程中存在的上述问题，以发动机装配过程数据挖掘为主要研究内容，通过对装配过程、CPS和数据挖掘方法的研究，构建了基于CPS的装配过程数据挖掘系统，主要内容包括以下几个部分:
　　首先，分析了发动机装配过程的特点和装配过程的信息种类，系统阐释了CPS的相关概念和特征以及和物联网之问的关系，并对CPS的基本逻辑单元与结构进行了说明，给出了基于CPS的装配过程系统信息节点的设计方法和基于CPS的装配过程系统布局的设计思路。
　　其次，研究了数据挖掘的相关方法，根据系统需求选择关联规则数据挖掘方法中的FP-Tree算法作为系统数据处理方法，同时采用Weka软件作为这一算法的实现途径并进行了展示说明。
　　最后，以某发动机装配生产线为例，根据系统配置、扩展性和可视化的需求，使用FTPC平台和SQL数据库构建了基于CPS的装配过程数据挖掘系统，对系统的功能模块进行了介绍，实现理论研究的实际运用。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 课题研究现状

1．2．1 CPS网络技术研究现状

1．2．2 数据挖掘研究现状

1．2．3 研究现状总结

1．3 课题研究的目的和意义

1．4 课题的来源和主要内容

1．5 论文体系结构

第二章 发动机装配过程与CPS网络研究

2．1 发动机装配过程分析

2．1．1 发动机装配过程特点

2．1．2 装配过程信息分析

2．2 CPS网络研究

2．2．1 CPS概念研究

2．2．2 CPS的特征

2．2．3 CPS的基本结构

2．2．4 CPS与物联网

2．3 基于CPS网络的装配过程信息节点设计

2．3．1 节点的功能要求

2．3．2 节点基本结构

2．3．3 基于CPS网络的装配过程系统结构模型

2．4 本章小结

第三章 数据挖掘方法研究

3．1 数据挖掘概述

3．1．1 数据挖掘的一般过程

3．1．2 数据挖掘的应用

3．2 数据挖掘方法分类

3．2．1 分类数据挖掘

3．2．2 聚类数据挖掘

3．2．3 偏差数据挖掘

3．2．4 时间序列型数据挖掘

3．2．5 关联规则数据挖掘

3．3 关联规则算法中的FP-Tree算法研究

3．4 算法实现

3．4．1 Weka功能介绍

3．4．2 Weka中FP-Tree算法的实现

3．4．3 FP-Tree算法的应用设想

3．5 本章小结

第四章 基于CPS网络的发动机装配过程数据挖掘系统构建

4．1 工艺流程介绍

4．2 系统建模

4．2．1 系统特点

4．2．2 系统体系架构

4．2．3 系统功能模型

4．2．4 系统数据库模型

4．2．5 系统硬件架构

4．3 系统实现

4．3．1 生产计划管理

4．3．2 工厂建模

4．3．3 生产过程监控

4．3．4 生产资源管理

4．3．5 数据采集

4．3．6 数据挖掘

4．3．7 返修管理

4．3．8 生产品质管理

4．3．9 装配过程可视化

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况