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近年来,随着工业生产的产业结构向小批量、多品种的生产方式的转变,使得传统的批量生产方式重新进入一个繁荣时期。多品种多流程的生产方式使得批量生产的产品更新换代难,为缩短产品研发周期,提高产品质量,流程制造工业已从过去的单纯过程控制发展到信息集成和过程集成的企业综合自动化阶段。 配方作为批量生产过程中的一种重要模式,在批量生产过程中的建模、软测量、控制和优化等各种应用中都没有得到重视,长期处于被忽略的状态。本文以处方工程学为技术支撑,通过对批量生产控制算法以及过程控制的研究,解决以配方为核心的生产管理的系统化和以配方为核心的控制过程的系统化,并为专家系统提供模式识别的依据。 本文基于配方展开研究,介绍了批量标准ISA S88中的专业术语和模型,在此基础上构建批量生产过程中的配方模型,以概率神经网络模型为框架,提出一种基于模糊聚类的新配方建模方法,并根据配方间的相似性程度来对配方进行量化分析。同时对优化的配方构建工业对象系统模型,通过基于VISUAL C++平台开发批处理自动化软件,分别设计基于物理模型的设备编辑器和基于程序控制模型的配方编辑器,并利用程序功能图图形化界面来构造配方,结合相应层次的物理模型和程序控制模型,来实现批量生产的过程模型功能。对批量生产过程的某一典型案例啤酒糖化车间进行系统分析,应用开发的批量控制软件实现批量控制的配方管理、过程控制、装置监视和操作功能。