食品智能装备及其关键技术的发展现状与产业应用

1

作者 刘东红 刘鹏飞 《食品科学技术学报》 北大核心 2026年第2期1-17,共17页

在工业4.0引领产业深度变革的背景下,食品工业正由传统制造向智能制造加速转型。面对消费者对食品品质安全、营养个性化与全链条可追溯的迫切需求,以数据驱动、智能感知、智能决策、精准执行为核心技术的智能装备已成为重塑食品产业竞... 在工业4.0引领产业深度变革的背景下,食品工业正由传统制造向智能制造加速转型。面对消费者对食品品质安全、营养个性化与全链条可追溯的迫切需求,以数据驱动、智能感知、智能决策、精准执行为核心技术的智能装备已成为重塑食品产业竞争力的关键引擎。系统界定了食品智能装备的定义与六大核心特征,即多维感知与数据驱动、智能决策与自主调控、精准控制与高效生产、互联互通与协同运作、全生命周期追溯与安全保障、柔性生产与个性化适配;重点介绍了智能装备在智能分选、智能切分、智能发酵、智能杀菌等食品加工关键工序以及智慧厨房、食品加工机器人等典型信息物理系统的产业化应用与技术进展;剖析了多模态传感、机器视觉、光谱分析、人工智能、数字孪生等关键技术的应用成效;指出了当前食品智能装备仍面临的食品物料异质性干扰大、传感器稳定性不足、多源异构数据融合困难、数字孪生建模精度与实时性受限等现实挑战;展望了多模态传感融合、AI与数字孪生深度集成、绿色智能装备研发及全链条可信协同等发展趋势。研究表明,食品智能装备可显著提升生产效率、保障产品质量安全、降低资源消耗并满足柔性化与个性化生产需求,为食品工业高质量、绿色化、智能化转型提供重要技术支撑。 展开更多

关键词 食品智能装备 关键技术 智能分选 智能切分 智能杀菌 智能发酵 智慧厨房

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工艺约束下的连续切割路径优化算法设计 被引量：1

2

作者 朱志松 赵旭 高岚 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期148-151,158,共5页

针对海绵切割系统连续切割路径优化问题,提出一种基于碰撞检测的蛇形排序方法。首先通过优化样片的切割起点和切出点,生成合理加工过渡线,使重复路径长度与样片之间的过渡加工路径长度最小。然后通过蛇形排序方法,生成上下往复的切割顺... 针对海绵切割系统连续切割路径优化问题,提出一种基于碰撞检测的蛇形排序方法。首先通过优化样片的切割起点和切出点,生成合理加工过渡线,使重复路径长度与样片之间的过渡加工路径长度最小。然后通过蛇形排序方法,生成上下往复的切割顺序,避免切割路径杂乱无章。搜索到目标样片后,通过碰撞检测方法判断当前加工过渡线是否与其他样片轮廓相交,并根据判断结果优化样片切割顺序,尽量避免跨样片切割,保证加工路径满足海绵切割系统的连续加工约束。最后利用该方法对60个海绵样片切割路径优化问题进行求解,得到一条满足加工约束的路径,进一步验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 切割路径优化 蛇形排序 碰撞检测 海绵切割系统

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矿用阀类零件自动下料分拣清洗工艺研究及装备研制 被引量：1

3

作者 王静 谢赛 《煤矿机械》 2025年第9期117-119,共3页

某公司现有阀类零件自动车削中心混线加工生产阀座、过液套、螺堵3种零件,零件下料后,需要人工分拣、清洗、烘干、码盘等一系列后续工序方可上线自动化装配线,严重浪费人力物力。为解决上述问题,开展相关工艺研究,设计一套自动下料分拣... 某公司现有阀类零件自动车削中心混线加工生产阀座、过液套、螺堵3种零件,零件下料后,需要人工分拣、清洗、烘干、码盘等一系列后续工序方可上线自动化装配线,严重浪费人力物力。为解决上述问题,开展相关工艺研究,设计一套自动下料分拣清洗方法,并依此设计一套自动化设备,实现3种零件的自动下料、分拣、清洗、码盘等功能。该设备的成功应用,节省操作人员2名,打通加工到装配过程的断点,实现从加工到装配全自动生产。 展开更多

关键词 矿用阀类零件 自动下料 自动分拣 自动清洗

原文传递

煤矿掘进机截割性能影响因素分析与优化 被引量：1

4

作者 毕强 《机械管理开发》 2025年第2期38-40,共3页

为进一步探索煤矿掘进机截割性能的提升路径,以EBZ220型煤矿掘进机为研究对象,分析其截割部在截割煤岩体时的受力情况,并以此为基础,设定截割比能耗、载荷均值和载荷波动系数三项关键指标,应用正交实验方法探究影响上述三项指标的关键因... 为进一步探索煤矿掘进机截割性能的提升路径,以EBZ220型煤矿掘进机为研究对象,分析其截割部在截割煤岩体时的受力情况,并以此为基础,设定截割比能耗、载荷均值和载荷波动系数三项关键指标,应用正交实验方法探究影响上述三项指标的关键因素,包括垂直摆角、岩石硬度、转速和横摆速度,同时对上述因素的具体影响规律也进行分析探究。在此基础上,应用快速非支配排序结合算法对上述关键因素进行优化,从模拟运行效果来看,该优化方案在提升煤矿掘进机截割性能上具有一定优势,预计其有一定的应用价值。 展开更多

关键词 煤矿掘进机 截割性能 影响因素 快速非支配排序结合算法

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碟式分级机分选微细粉的研究 被引量：4

5

作者 张少明 马振华 吴其胜 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第4期392-398,共7页

通过对碟式分级机的模型实验，系统地研究了碟式分级机分级微细颗粒的特性。结果表明，碟式分级机可用来分级微颗粒。分级性能受到分级机结构参数和操作参数的影响，产品的颗粒中位径ｄ＿（５０）为０．５μｍ左右。

关键词 碟式 分级机 分级粒径 效率 微细粉

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马铃薯种薯切块机整列装置设计与试验 被引量：3

6

作者 吕金庆 张航 +3 位作者 李季成 刘中原 苏文海 竹筱歆 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期47-59,共13页

为解决马铃薯种薯切块机种薯定位难、种薯排列混杂,机械化切块等难题,研制一种种薯排序、定位的切块整列装置,阐述整列装置结构和工作原理,研制关键部件。针对马铃薯种薯外包络线物料特性,采用力学与运动学分析方法,确定种薯整列装置关... 为解决马铃薯种薯切块机种薯定位难、种薯排列混杂,机械化切块等难题,研制一种种薯排序、定位的切块整列装置,阐述整列装置结构和工作原理,研制关键部件。针对马铃薯种薯外包络线物料特性,采用力学与运动学分析方法,确定种薯整列装置关键部件结构及性能参数边界条件范围,以上料量、整列辊组转速、胶轮直径为试验因素,种薯整列率、平均整列时间、损伤率为评价指标进行二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 8.0.6软件分析试验结果,优化求解得出整列辊组转速22 r·min^(-1)、胶轮直径107 mm、上料量15 t·h^(-1)为最佳参数组合,进行验证试验,结果表明整列率为97.6%、平均整列时间为7.6 s、损伤率为0.71%,满足马铃薯种薯切块机对整列装置技术性能要求。 展开更多

关键词 农业机械 设计 试验 马铃薯切块机 整列装置

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刀具涂层的分类与应用 被引量：15

7

作者 赵海波 周彤 +1 位作者 梁红樱 李波 《工具技术》 北大核心 2005年第12期14-17,共4页

提出了刀具涂层的分类方法,分析了涂层刀具的选择依据。

关键词 刀具涂层 薄膜 分类 选择

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PROTOS-M5型卷接机组残烟自动回收分类装置的设计 被引量：18

8

作者 蔡培良 李明 +4 位作者 杨剑锋 吴煜泽 周美芬 王胜枝 陈龙军 《烟草科技》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期88-92,共5页

为解决PROTOS-M5型卷接机组生产中产生的跑条烟丝、残烟支、烟末无法分类处理等问题,采用分时自动分离的控制方法,设计了一套残烟自动回收分类装置。该装置主要由PLC、电磁阀、气缸、节流阀、残烟回收箱等部件组成,利用残烟物料产生的... 为解决PROTOS-M5型卷接机组生产中产生的跑条烟丝、残烟支、烟末无法分类处理等问题,采用分时自动分离的控制方法,设计了一套残烟自动回收分类装置。该装置主要由PLC、电磁阀、气缸、节流阀、残烟回收箱等部件组成,利用残烟物料产生的时间差,通过PLC程序实现残烟输送带、跑条烟丝输送带、翻板导向器的自动控制,将残烟物料准确有效分离。结果表明:改进后实现了残烟支、跑条烟丝、烟末的自动分类回收,烟丝回用率提高12百分点,烟丝回用量增加0.41 kg/h,每台机组每年可节约烟丝2 363 kg,有效降低了卷烟消耗。 展开更多

关键词 PROTOS—M5型卷接机组 烟丝 残烟物料 回收 分类

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基于机器视觉的岩屑自动拣选系统设计 被引量：3

9

作者 鲍云杰 刘金玲 《电子测量技术》 2014年第1期5-7,29,共4页

为解决混合岩屑样品颗粒细小条件下,人工拣选含油岩屑工作效率低的问题,研究设计了岩屑自动拣选系统。系统以含油岩屑在紫外光照射条件下发射荧光的特性为基础,以机器视觉技术为支撑,辅以岩屑输送和归整装置,实现含油岩屑的识别和定位;... 为解决混合岩屑样品颗粒细小条件下,人工拣选含油岩屑工作效率低的问题,研究设计了岩屑自动拣选系统。系统以含油岩屑在紫外光照射条件下发射荧光的特性为基础,以机器视觉技术为支撑,辅以岩屑输送和归整装置,实现含油岩屑的识别和定位;以电磁阀组、气源以及控制板构成气动执行机构,实现含油岩屑的自动拣选。实验表明,系统对含油岩屑识别准确率100%,定位和拣选可靠,误选率为0。为改变传统的拣选方式,提高工作效率提供了新途径。 展开更多

关键词 机器视觉 岩屑样品 自动拣选 设计

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亚纳米木粉粉碎工艺及设备构成原理 被引量：5

10

作者 孙永华 马岩 杨春梅 《木材加工机械》 2009年第1期12-16,共5页

定义的8000～20000nm之间的木粉颗粒为亚纳米木粉。主要研究粒度在800mesh(18μm)以上的亚纳米木粉的制取工艺;分析了亚纳米木粉的粉碎工艺;提出了亚纳米木粉切削法加工原理;通过对木粉铣削过程中的运动形态进行分析,结合气流分选工艺理... 定义的8000～20000nm之间的木粉颗粒为亚纳米木粉。主要研究粒度在800mesh(18μm)以上的亚纳米木粉的制取工艺;分析了亚纳米木粉的粉碎工艺;提出了亚纳米木粉切削法加工原理;通过对木粉铣削过程中的运动形态进行分析,结合气流分选工艺理论,提出了循环加工分选工艺,不仅可以降低木粉加工的能量消耗,还为纳米木粉的加工做了初步的探讨与试验,为加工设备的研制打下基础。 展开更多

关键词 粉碎工艺 加工设备 亚纳米 木粉 构成原理 加工原理 制取工艺 运动形态

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环保静电除尘系统设计 被引量：2

11

作者 陈光军 《电子测量技术》 2004年第3期65-65,67,共2页

设计用单片机控制静电除尘系统,把漂浮的大量水泥粉尘吸收到高压静电回收塔内,随时检测大电流、放电,调整高压静电电压达到最佳除尘效果。

关键词 单片机 静电除尘 放电检测电路 可控硅

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整列定位夹切组合式马铃薯种薯切块装置设计与试验 被引量：7

12

作者 王相友 刘为龙 +2 位作者 张浩 苏国粱 任加意 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期148-158,共11页

针对目前马铃薯种薯切块机存在切种质量差和自动化程度低等问题,基于切种农艺与农机相融合的设计思想,设计了一种马铃薯种薯自动切块装置。通过整列定位输送机构完成种薯排列输送定位,经夹持取料机构和切刀机构组合作用下完成种薯切块过... 针对目前马铃薯种薯切块机存在切种质量差和自动化程度低等问题,基于切种农艺与农机相融合的设计思想,设计了一种马铃薯种薯自动切块装置。通过整列定位输送机构完成种薯排列输送定位,经夹持取料机构和切刀机构组合作用下完成种薯切块过程,整机由PLC控制切块动作工序,实现了切种流程的自动化。结合典型种薯几何尺寸参数,完成马铃薯种薯切块装置的关键结构设计,对种薯切块作业过程进行理论分析,明晰影响种薯切块效果的主要因素和各因素的取值范围。以切种合格率、切种盲眼率为评价指标,以圆台辊组中心距、链条输送速度、V形刀具夹角为试验因素,进行三因素三水平响应面试验,通过Design-Expert 12.0.3软件对试验结果进行方差分析和交互作用分析,利用软件优化模块确定试验最优参数组合。在最优参数组合条件下进行种薯切块试验验证,验证结果表明:当圆台辊组中心距为101.60 mm、链条输送速度为0.019 m/s、V形刀具夹角为49.50°时,切种合格率为97.56%,切种盲眼率为1.27%,与优化值相对误差小于5%,表明优化后最优参数组合可靠性高,可以满足种薯切块要求。 展开更多

关键词 马铃薯种薯 马铃薯切块机 切块装置 整列定位 参数优化

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基于PLC的自动切料生产线气动装置的设计 被引量：14

13

作者 刘庆花 《液压与气动》 北大核心 2015年第8期94-96,共3页

在工业生产中常需要将大块母料切割成大小相等的子料,设计了一套自动切料生产线装置。该装置以气压传动作为工作动力,采用PLC作为控制核心,由一个光电传感器检测物料是否到位,到位后控制气缸伸出,带动刀具切断物料;根据两个距离固定的... 在工业生产中常需要将大块母料切割成大小相等的子料,设计了一套自动切料生产线装置。该装置以气压传动作为工作动力,采用PLC作为控制核心,由一个光电传感器检测物料是否到位,到位后控制气缸伸出,带动刀具切断物料;根据两个距离固定的光电传感器上升沿和下降沿动作情况自动检测子料长度是否合格,子料不合格时气缸动作将其推出,实现物料自动分拣。实践表明,该装置具有切料速度快,边缘整齐,物料分拣准确率高等特点。 展开更多

关键词 自动切料 气动系统 自动分拣

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圆明亮琢型宝石分拣计数器的设计与实现 被引量：1

14

作者 邓小林 潘明华 +2 位作者 韦衡冰 潘家兴 石磊 《梧州学院学报》 2018年第6期1-9,129,共9页

针对人工宝石分拣、计数相关设备市场缺乏的现有情况,研究和开发了一种集宝石分拣与计数功能于一体的设备。论文对宝石市场现有分拣计数的现状进行了阐述,详细介绍了所研发的宝石分拣计数装置的总体结构,并对设备工况进行了阐述。在此... 针对人工宝石分拣、计数相关设备市场缺乏的现有情况,研究和开发了一种集宝石分拣与计数功能于一体的设备。论文对宝石市场现有分拣计数的现状进行了阐述,详细介绍了所研发的宝石分拣计数装置的总体结构,并对设备工况进行了阐述。在此基础上,对所研发的设备分拣装置和计数装置的详细结构进行了系统的介绍。最后,对设备的控制系统进行了研究。开发的设备能全自动分拣和计数市面上产销量大的3mm、4mm、5mm三种尺寸的圆明亮琢型宝石。配备的液晶显示系统,能实时显示所计数的宝石数量,也可通过控制系统设定所需要的宝石数量,实现宝石的"定量计数"功能。设备的研发对现有宝石分拣及计数的效率和水平起到促进作用。 展开更多

关键词 圆明亮琢型宝石 分拣 计数 控制系统

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截断切割优化模型与仿真 被引量：1

15

作者 李海林 石东洋 《河南科学》 2006年第1期17-19,共3页

针对截断切割优化问题,利用建模与仿真技术(M&S)建立了该问题的数学模型和仿真模型,通过仿真试验验证了模型,得到了所有的最优切割方式.

关键词 截断切割 建模与仿真技术 有序枚举法

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分批精馏过程设计计算方法的研究

16

作者 杨志才 吴迪 《石油化工设计》 CAS 1996年第2期35-41,共7页

分批精馏过程设计计算的基本思路,是以过渡馏分循环稳定后操作周期作为分批精馏过程设计计算的基准操作周期,将连续精馏过程简捷设计计算方法的基本思路引入分批精馏过程的设计计算,用来计算持液量较小的多元分批精馏过程。

关键词 精馏 分批精馏 计算法 基准操作周期 化工过程

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基于控制点排序的透视变换原木截面测量方法 被引量：2

17

作者 崔世林 田斐 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期151-158,共8页

木材被盗案件中,需要先找到被盗的可疑树木,然后和留在地面的基部伐桩进行比对,确认可疑树木为被盗树木。为了辅助公安机关判断可疑木材是否为被盗木材,需要精确测量被盗木材的基部伐桩和可疑木材的截面大小等特征。首先对留在地面的基... 木材被盗案件中,需要先找到被盗的可疑树木,然后和留在地面的基部伐桩进行比对,确认可疑树木为被盗树木。为了辅助公安机关判断可疑木材是否为被盗木材,需要精确测量被盗木材的基部伐桩和可疑木材的截面大小等特征。首先对留在地面的基部伐桩进行拍照,并对找到的可疑木材截面进行拍照,然后比对2个截面的相似性,从而判断可疑木材是否属于被盗木材。由于被盗木材一般数量庞大,摄像机拍照存在畸变,拍照的姿态、角度和焦距以及环境光照都对成像有具体影响,因此,提出采用矩形棋盘格和最小二乘透视变换的方法,将所有的棋盘格角点作为控制点,并根据透视变换的直线特征不变性,构建了一种基于Hough变换的控制点排序方法。该方法能够将不同角度、不同姿态拍摄的图像变换到鸟瞰图像,并缩放到原始尺寸,从而进行测量。对于不同角度、不同姿态、不同焦距、不同光照条件下的图像,本研究提出的透视变换方法均可以把特征棋盘格及棋盘格后面的伐桩图像校正到图像的中间位置,得到伐桩的鸟瞰图,精确地复原伐桩的原貌。对校正后的图像采用MATLAB的imtool工具进行测量,测量结果表明,该方法测量误差最大为2.45%,能满足公安机关对可疑木材是否为被盗木材的辅助判断需求。 展开更多

关键词 矩形棋盘格 最小二乘透视变换 HOUGH变换 控制点排序 原木测量 伐桩图像

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非支配排序自适应遗传算法的车削优化 被引量：7

18

作者 陈青艳 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2013年第2期69-73,共5页

针对车削切削参数的优化提出了一种单目标非支配排序自适应遗传算法(SONSAGA),算法保留了NSGA-II的精英保留策略、快速非支配排序优点,克服了NSGA-II中取值边界附近多个无法消除的支配点现象。车削实例计算结果获得优于已发表文献的优选... 针对车削切削参数的优化提出了一种单目标非支配排序自适应遗传算法(SONSAGA),算法保留了NSGA-II的精英保留策略、快速非支配排序优点,克服了NSGA-II中取值边界附近多个无法消除的支配点现象。车削实例计算结果获得优于已发表文献的优选值,证明单目标非支配排序的自适应遗传算法用于车削用量参数的优化是有效的。SONSAGA算法设置参数少,包括相对变化量、种群规模、最大遗传代数,能自动调节最大遗传代数以及自适应地得到满足给定相对变化量的优选值,为车削用量优化提出了新思路。 展开更多

关键词 单目标非支配排序自适应遗传算法(SONSAGA) 切削用量优化 车削

原文传递

模切片分检系统的硬件设计

19

作者 陈贤 夏建春 《湖南农机（学术版）》 2012年第2期42-42,44,共2页

文章主要针对模切产品的分拣提出了一种基于机器视觉的硬件平台,该平台采用了爱国者DCWL-130摄像机,采用PC机作为控制平台,三菱FX1S-20MT作为执行控制装置,通过编程口的通信方式进行数据的传递,达到了分检的目的。

关键词 模切 机器视觉 分检

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大规模定制家具OPF生产锯图排序优化 被引量：3

20

作者 欧阳周洲 吴义强 +4 位作者 陶涛 戴向东 陈星艳 蔡丰 王迅 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期149-158,共10页

【目的】大规模定制是家具制造业转型升级的重要模式,高度自动化的OPF生产是其智能制造的主要发展方向之一。揉单生产是定制家具提升板材利用率从而缩减生产成本的重要手段,在OPF生产中对分拣工序提出了较高的要求。本研究着眼于大规模... 【目的】大规模定制是家具制造业转型升级的重要模式,高度自动化的OPF生产是其智能制造的主要发展方向之一。揉单生产是定制家具提升板材利用率从而缩减生产成本的重要手段,在OPF生产中对分拣工序提出了较高的要求。本研究着眼于大规模定制家具OPF生产中揉单与分拣的矛盾,通过锯图排序优化实现分拣来料的有序,进而使订单齐套进程更为平顺,缩减分拣仓峰值库存,达到缓解分拣压力、压缩分拣仓库容和扩大揉单规模的目的,推动实现大规模定制家具OPF生产的稳定。【方法】通过在定制家具生产一线展开长期研究,从OPF生产下的制造基本逻辑着手,探索基于现有设备条件在不引起板材利用率损失的前提下实施优化,提出以各订单板件在批次加工中的离散程度最小化为目标开展锯图排序优化,形成相关基础数据的采集与处理方法,构建锯图排序优化问题数学模型,运用遗传算法实现问题的求解并从订单板件离散程度、订单齐套进程以及分拣仓峰值库存3个维度进行优化效果评价,实现了大规模定制家具OPF生产锯图排序优化问题的求解。【结果】从欧派家居集团柜身生产线采集基础数据并进行处理,通过小规模测试验证可行性,并通过大规模测试测定总体效果。3个批次的小规模测试表明本研究提出的锯图排序优化方法具有可行性,各批次中订单板件的离散程度不同程度的缩小,批次订单齐套进程相比优化前更为平滑,分拣仓峰值库存相比优化前明显降低。3个工作日共51个批次的大规模测试各批次平均分散度缩减21.73%;首单及批次1/4订单齐套所需锯图数量降低37.27%与19.86%;分拣仓峰值库存平均降低105.25张板件,降低15.17%,表明锯图排序优化具有普遍适用性。【结论】通过锯图排序优化,可以在OPF生产的现有设备条件和板材利用率不变的前提下,以降低订单板件离散程度为目标实现有序化加工,从而平滑订单齐套进程,缓解机器人分拣前后段出入库严重失衡现象,实现分拣仓库容的压缩或揉单规模的进一步扩大,对于推动大规模定制家具智能制造的发展具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 大规模定制家具 锯图排序 OPF 遗传算法 家具制造 智能制造

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