
2025年第12期

智能制造是制造业发展的必然趋势,受到越来越多国家的重视。智能制造是先进信息技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务和回收的全生命周期。智能制造将驱动制造系统向敏捷响应、高质高效、个性定制、绿色健康、舒适人性的方向发展。为了促进智能制造的深入研究和应用,《华中科技大学学报(自然科学版)》特邀华中科技大学副校长高亮教授、华中科技大学机械学院副院长李新宇教授担任主持人,于2025年12月推出“智能制造”专栏。
1、特邀主持人

高亮
华中科技大学副校长、教授、博士生导师

李新宇
华中科技大学机械学院副院长、教授、博士生导师
2、文章导览
1 视觉任务信息流与生理认知耦合的信息可视化表征
作者:吴晓莉,张蓝,瞿敏,江晓曼,晏彪

摘要:
针对工业智能环境中的人机交互隐患问题,基于工业可视化表征的视觉信息流特征,对多模态指标信息可视化评估与融合,提出了一种面向工业信息可视化表征的视觉信息流与多模态指标研究框架.结合典型研究案例构建了基于多模态指标的工业信息可视化表征评价模型,旨在揭示多目标、多维度信息编码到多模态生理反应源解码的过程,建立视觉信息流与多模态指标耦合的工业信息可视化表征方法.
关键词:
工业智能制造; 视觉信息流; 多模态指标; 信息可视化表征; 评价模型

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2 混沌缺失数据下的高档数控加工刀具状态监测方法
作者:肖溱鸽,顾鋆涛,彭涛,杨之乐,徐凯

摘要:
针对高档数控机床在高动态、深耦合加工过程中数据缺失机制混叠效应的问题,提出一种基于自适应变分扩散数据恢复的刀具状态智能监测方法.首先,设计了向量化缺失分布特征的自学习网络,该网络通过无监督学习缺失数据的概率分布结构,自动识别复杂的缺失模式,避免了传统方法中的人工判别和单一匹配的局限性;其次,基于数据的内在时序依赖性和多维特征关联,构建了自适应缺失机制的数据恢复扩散模型,通过结合扩散过程中的多步推理机制与动态策略调整,以捕捉的数据结构化特征作为监督信号,逐步探索缺失特性恢复路径;最后,构建了特征融合的刀具磨损状态预测模型,并设计知识蒸馏技术构建跨步采样策略,在维持推理精度的同时显著提高模型的训练效率.实际加工案例结果表明:在高缺失率的混沌缺失数据条件下所提方法具有明显优势,能稳定维持80%以上的准确率.
关键词:
数控机床; 高档数控加工; 刀具状态监测; 数据缺失; 扩散模型

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3 带有限缓冲区的可重入混合流水车间调度研究
作者:罗亚波,柳莎,张峰,李存荣

摘要:
针对可重入制造系统中机器占用频繁、缓冲区数量有限的问题,构建了带有限缓冲区的可重入混合流水车间调度问题(RHFSP-LB)模型,并设置了共享仓储区,以解决在制品库存超过机器缓冲区能力的问题.针对带有限缓冲区的可重入混合流水车间调度问题的特点,以最小化最大完工时间、缓冲区占用率均衡指数和机器负荷极差为目标建立多目标优化模型.提出了一种改进的多目标文化基因算法(IMOMA)和工件机器双层编码及考虑二级缓冲机制的解码策略,针对不同层次的编码特征分别设计了差异化的遗传操作算子,在局部搜索过程中采用多目标变邻域搜索策略并融合外部档案集进行更新.通过对不同规模测试算例的仿真实验,验证了所提算法求解带有限缓冲区的可重入混合流水车间调度模型问题的有效性.
关键词:
可重入混合流水车间; 有限缓冲区; 生产调度; 多目标文化基因算法; 变邻域搜索

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4 改进的HIG算法优化分布式流水车间组调度问题
作者:何轩,潘全科

摘要:
为了优化分布式流水车间组调度问题的总流经时间目标,结合基于历史信息的迭代贪心算法(HIG),提出了一个改进的基于历史信息的迭代贪心算法,主要包括两个改进点:提出了一个基于支配准则的连续多个工件的邻域搜索算子,该搜索算子以较低的计算复杂度确定性改善候选解的质量;利用集合覆盖模型的对偶解信息,启发式指导候选解的搜索过程.消融实验结果证实了两个改进机制的有效性.同时,与现有的代表性算法在270个算例上的实验结果进行了对比,提出的算法在至少60%的算例上超过了对比算法的最优解.
关键词:
分布式流水车间; 组调度问题; 总流经时间; 支配准则; 邻域搜索; 对偶信息; 迭代贪心

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