基于OPC UA的離散制造車間監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 17:35
以信息融合為核心的智能制造掀起了新一輪工業(yè)熱潮,離散制造車間處于制造業(yè)物流和生產(chǎn)信息的交匯點(diǎn),車間內(nèi)設(shè)備和生產(chǎn)物料種類繁多、信息交互頻繁,為了保證企業(yè)生產(chǎn)訂單及時(shí)高效的完成,必須對(duì)設(shè)備和在加工物料狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于離散制造車間設(shè)備多存在異構(gòu)性問題,生產(chǎn)物料加工工藝復(fù)雜,許多車間無(wú)法實(shí)時(shí)獲得設(shè)備和物料狀態(tài)信息,只能通過車間生產(chǎn)人員隨機(jī)分配加工物料進(jìn)行生產(chǎn),極大地影響了企業(yè)生產(chǎn)效益。因此,離散制造車間迫切需要一種能實(shí)現(xiàn)車間設(shè)備和物料信息的互聯(lián)互通、生產(chǎn)設(shè)備加工物料的生產(chǎn)狀況的實(shí)時(shí)信息監(jiān)控,并能根據(jù)車間生產(chǎn)資源狀況做出合理生產(chǎn)調(diào)度規(guī)劃的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。本文在分析離散制造車間實(shí)際生產(chǎn)對(duì)象和業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)之上,從設(shè)備和物料數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、車間生產(chǎn)調(diào)度三個(gè)方面對(duì)離散制造監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析,并在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)與業(yè)務(wù)流程模型。首先通過使用OPC UA技術(shù)對(duì)車間生產(chǎn)設(shè)備建立信息模型,通過將數(shù)據(jù)綁定地址空間實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備數(shù)據(jù)采集;通過將RFID標(biāo)簽綁定生產(chǎn)物料信息的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)物料信息的獲取,結(jié)合AGV對(duì)物料的搬運(yùn)定位以及加工設(shè)備提供的工序加工信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)在加工物料配送狀況以及加工...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
離散制造生產(chǎn)車間
第 1 章 緒論建設(shè)離散制造車間的第三條主線是實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)要素的精準(zhǔn)化管理控制計(jì)劃調(diào)度、物料流轉(zhuǎn)、工藝執(zhí)行的精細(xì)化管控。在解決經(jīng)典 FJSP 問題基,加入了車間調(diào)度 AGV 物流運(yùn)輸?shù)南拗茥l件,通過三層編碼的變鄰域遺對(duì)車間級(jí)工序調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化,通過基于關(guān)鍵工序移動(dòng)和交換的鄰域策略對(duì)AGV 的 FJSP 調(diào)度問題進(jìn)行了研究。.3 論文結(jié)構(gòu)安排本文共分為六章,各個(gè)章節(jié)具體結(jié)構(gòu)圖 1.2 所示。
圖 2.1 系統(tǒng)體系框架Figure 2.1 System Architecture Framework本文所設(shè)計(jì)的離散制造車間監(jiān)控系統(tǒng)框架由下至上主要涉及到 5 個(gè)層次,主要包括車間設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、生產(chǎn)資源管理層、執(zhí)行管理層、以及數(shù)據(jù)可視化及展現(xiàn)層。各個(gè)層面的系統(tǒng)職能和具體信息如下:(1)車間設(shè)備層離散制造車間設(shè)備種類繁多,包括數(shù)控機(jī)床、RFID、AGV、立體倉(cāng)庫(kù)等設(shè)備。數(shù)控機(jī)床能夠按照車間技術(shù)人員編寫的程序?qū)ιa(chǎn)物料進(jìn)行加工;RFID 是通過無(wú)線方式對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物料的定位以及加工信息維護(hù),并不需要與電子標(biāo)簽進(jìn)行直接接觸就可以進(jìn)行信息交互;AGV 能通過車間事先建立好的地圖模型在車間加工設(shè)備之間進(jìn)行物料配送的設(shè)備,在離散車間得到廣泛的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]求解混合多處理機(jī)任務(wù)作業(yè)車間調(diào)度的改進(jìn)粒子群算法[J]. 翟亞飛,樊坤,王蒙,李心寧. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2018(09)
[2]改進(jìn)人工蜂群算法求解分布式柔性作業(yè)車間調(diào)度問題[J]. 吳銳,郭順生,李益兵,王磊,許文祥. 控制與決策. 2019(12)
[3]基于消息代理的OPC UA發(fā)布/訂閱模式研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 劉洋,劉明哲,徐皚冬,王鍇,韓曉佳,張凝,滕玉坤,江俊慧. 高技術(shù)通訊. 2018(06)
[4]改進(jìn)人工蜂群算法求解柔性作業(yè)車間調(diào)度問題[J]. 陳少,吉衛(wèi)喜,仇永濤,張國(guó)祥. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(05)
[5]改進(jìn)模擬退火算法在柔性調(diào)度中的應(yīng)用[J]. 黃海松,劉凱,初光勇. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(02)
[6]基于改進(jìn)遺傳算法的柔性作業(yè)車間調(diào)度[J]. 王雷,蔡勁草,唐敦兵,李明. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[7]基于OPC UA的數(shù)字化車間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及OPC UA開發(fā)實(shí)現(xiàn)[J]. 劉丹,趙艷領(lǐng),謝素芬. 中國(guó)儀器儀表. 2017(10)
[8]基于剪枝分層的柔性加工車間調(diào)度算法[J]. 桂忠艷,楊靜,謝志強(qiáng). 控制與決策. 2017(11)
[9]基于多群體協(xié)同進(jìn)化混合算法的FJSP研究[J]. 歐陽(yáng)森山,黃利福. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(01)
[10]變鄰域雜草算法在多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度中的應(yīng)用[J]. 曹磊,葉春明,黃霞. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(01)
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間產(chǎn)品實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 徐楚橋.新疆大學(xué) 2017
[2]基于全國(guó)產(chǎn)化PLC的OPC UA Server系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 加舒娟.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]面向MES的離散制造車間SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)[D]. 陳軒.南京理工大學(xué) 2017
[4]面向制造物聯(lián)網(wǎng)的OPC UA信息模型研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張策.華中科技大學(xué) 2016
[5]基于物聯(lián)網(wǎng)的離散制造過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 陸坤.南京航空航天大學(xué) 2016
[6]基于實(shí)時(shí)定位的離散制造車間物料配送關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姜佳俊.南京航空航天大學(xué) 2015
[7]基于物聯(lián)網(wǎng)的離散制造過程控制與管理技術(shù)研究[D]. 袁柳陰.南京航空航天大學(xué) 2015
[8]面向離散車間的制造過程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 沈躍.南京理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):2960974
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
離散制造生產(chǎn)車間
第 1 章 緒論建設(shè)離散制造車間的第三條主線是實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)要素的精準(zhǔn)化管理控制計(jì)劃調(diào)度、物料流轉(zhuǎn)、工藝執(zhí)行的精細(xì)化管控。在解決經(jīng)典 FJSP 問題基,加入了車間調(diào)度 AGV 物流運(yùn)輸?shù)南拗茥l件,通過三層編碼的變鄰域遺對(duì)車間級(jí)工序調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化,通過基于關(guān)鍵工序移動(dòng)和交換的鄰域策略對(duì)AGV 的 FJSP 調(diào)度問題進(jìn)行了研究。.3 論文結(jié)構(gòu)安排本文共分為六章,各個(gè)章節(jié)具體結(jié)構(gòu)圖 1.2 所示。
圖 2.1 系統(tǒng)體系框架Figure 2.1 System Architecture Framework本文所設(shè)計(jì)的離散制造車間監(jiān)控系統(tǒng)框架由下至上主要涉及到 5 個(gè)層次,主要包括車間設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、生產(chǎn)資源管理層、執(zhí)行管理層、以及數(shù)據(jù)可視化及展現(xiàn)層。各個(gè)層面的系統(tǒng)職能和具體信息如下:(1)車間設(shè)備層離散制造車間設(shè)備種類繁多,包括數(shù)控機(jī)床、RFID、AGV、立體倉(cāng)庫(kù)等設(shè)備。數(shù)控機(jī)床能夠按照車間技術(shù)人員編寫的程序?qū)ιa(chǎn)物料進(jìn)行加工;RFID 是通過無(wú)線方式對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物料的定位以及加工信息維護(hù),并不需要與電子標(biāo)簽進(jìn)行直接接觸就可以進(jìn)行信息交互;AGV 能通過車間事先建立好的地圖模型在車間加工設(shè)備之間進(jìn)行物料配送的設(shè)備,在離散車間得到廣泛的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]求解混合多處理機(jī)任務(wù)作業(yè)車間調(diào)度的改進(jìn)粒子群算法[J]. 翟亞飛,樊坤,王蒙,李心寧. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2018(09)
[2]改進(jìn)人工蜂群算法求解分布式柔性作業(yè)車間調(diào)度問題[J]. 吳銳,郭順生,李益兵,王磊,許文祥. 控制與決策. 2019(12)
[3]基于消息代理的OPC UA發(fā)布/訂閱模式研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 劉洋,劉明哲,徐皚冬,王鍇,韓曉佳,張凝,滕玉坤,江俊慧. 高技術(shù)通訊. 2018(06)
[4]改進(jìn)人工蜂群算法求解柔性作業(yè)車間調(diào)度問題[J]. 陳少,吉衛(wèi)喜,仇永濤,張國(guó)祥. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(05)
[5]改進(jìn)模擬退火算法在柔性調(diào)度中的應(yīng)用[J]. 黃海松,劉凱,初光勇. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(02)
[6]基于改進(jìn)遺傳算法的柔性作業(yè)車間調(diào)度[J]. 王雷,蔡勁草,唐敦兵,李明. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[7]基于OPC UA的數(shù)字化車間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及OPC UA開發(fā)實(shí)現(xiàn)[J]. 劉丹,趙艷領(lǐng),謝素芬. 中國(guó)儀器儀表. 2017(10)
[8]基于剪枝分層的柔性加工車間調(diào)度算法[J]. 桂忠艷,楊靜,謝志強(qiáng). 控制與決策. 2017(11)
[9]基于多群體協(xié)同進(jìn)化混合算法的FJSP研究[J]. 歐陽(yáng)森山,黃利福. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(01)
[10]變鄰域雜草算法在多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度中的應(yīng)用[J]. 曹磊,葉春明,黃霞. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(01)
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間產(chǎn)品實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 徐楚橋.新疆大學(xué) 2017
[2]基于全國(guó)產(chǎn)化PLC的OPC UA Server系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 加舒娟.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]面向MES的離散制造車間SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)[D]. 陳軒.南京理工大學(xué) 2017
[4]面向制造物聯(lián)網(wǎng)的OPC UA信息模型研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張策.華中科技大學(xué) 2016
[5]基于物聯(lián)網(wǎng)的離散制造過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 陸坤.南京航空航天大學(xué) 2016
[6]基于實(shí)時(shí)定位的離散制造車間物料配送關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姜佳俊.南京航空航天大學(xué) 2015
[7]基于物聯(lián)網(wǎng)的離散制造過程控制與管理技術(shù)研究[D]. 袁柳陰.南京航空航天大學(xué) 2015
[8]面向離散車間的制造過程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 沈躍.南京理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):2960974
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