基于数字孪生的离散制造车间可视化实时监控方法

针对离散制造车间实时监控困难、调控能力差、管理不透明等问题,采用面向对象的方法,提出一种基于数字孪生的离散制造车间可视化实时监控方法.首先,搭建了基于数字孪生的离散制造车间可视化实时监控方法体系架构,明确了其关键实现流程;然后,分别围绕4个关键技术:基于AutomationML与OPC UA的数据建模及传输方法、事件驱动的虚实映射方法、基于复杂事件处理的车间逻辑建模方法、信息可视化及推送,详细阐述了该可视化实时监控的实现方法.最后,以某航天产品机加车间为应用案例,结合实际生产过程和开发的原型系统,验证了该监控方法的有效性.     

制造物联驱动的工序物流动态规划框架

针对离散型制造车间中存在的混流排程计划与多任务执行脱离的问题,结合制造物联技术的应用重新定义当前制造过程,设计具有实时制造信息特征的新工序物流规划模型和算法,以适应数字化和智能化制造的要求。以离散车间工序物流规划为研究对象,通过搭建面向实时制造过程的无线射频识别物联环境,构建了动态物流规划体系框架,详细分析了面向车间制造过程的传感物联网络构建、基于实时跟踪信息的工序物流规划、加权赋值有向型工序物流网络的拓扑构型等关键使能技术,给出了基于浏览器/服务器结构的工序物流规划实现方法,为提升制造车间的整体物流服务水平提供了基础。     

基于RFID的离散型制造物联实时数据采集系统的研究与开发

针对制造物联环境下离散制造车间生产数据采集实时性、可靠性差的问题,开发了一种基于RFID的实时数据采集系统。对离散制造车间数据采集与处理进行了分析,对数据采集系统的总体架构进行了设计,并且构建了系统的体系架构与功能模型。该系统采用多线程同步技术和数据库辅助设计程序,能够实现对车间现场实时数据的采集、车间生产任务的合理安排、车间加工设备和操作员工的实时监控。实现了一种新的车间现场生产数据采集方式,为实现离散制造车间的实时生产奠定了基础,有效的解决了各生产作业单位的信息断层与信息孤岛问题,提高了企业的生产效率。     

基于实时信息驱动的制造过程可视化监控平台

针对目前由于缺乏有效的手段支持离散制造过程实时监控,导致生产车间透明程度低、信息流实时性差等问题,采用面向对象的方法构建制造资源本体模型(ROM)和一种支持生产系统实时监控的对象模型(IMPV),并定义了IMPV的对象数据模型、可视化表征模型、对象操作模型和信息交互控制模型。在此基础上,设计并实现了一种支持制造过程实时可视化监控的体系架构,详细讨论了IMPV的实例化方法以及基于规则映射的资源感知与信息集成模式,最后将该可视化监控系统应用于某发动机装配车间中,取得了良好的应用效果。     

面向数字孪生车间的三维可视化实时监控方法

针对数字孪生车间的实时可视化监控难题,提出一种基于实时信息的生产车间三维可视化监控方法。分析了数字孪生车间与三维可视化实时监控之间的关系,提出一种多层次的三维可视化监控模式和实时数据驱动的虚拟车间运行模式。在此基础上,对基于实时信息的生产车间三维可视化实时监控方法4个关键实现技术,即虚拟车间几何建模、车间实时数据管理、车间多层次三维可视化监控和车间状态看板构建方法等进行了详细阐述。设计并开发了原型系统,通过实例验证了所提方法的有效性。     

基于RFID离散制造业车间生产过程控制系统研究与开发

针对当前离散制造车间生产过程控制的实时性、可靠性差的问题,提出了一种基于射频识别技术的离散制造车间生产过程控制系统解决方案。面向离散制造企业车间层的生产过程控制系统强调制造过程数据的实时采集、生产作业计划的可执行性和有效性。开发了基于RFID的离散制造业生产过程控制系统,经仿真实验平台验证表明:所设计的过程控制系统切实有效,为实现离散制造车间的准时生产奠定了基础。     

基于RFID离散制造业车间生产过程控制系统研究与开发

针对当前离散制造车间生产过程控制的实时性、可靠性差的问题,提出了一种基于射频识别技术的离散制造车间生产过程控制系统解决方案。面向离散制造企业车间层的生产过程控制系统强调制造过程数据的实时采集、生产作业计划的可执行性和有效性。开发了基于RFID的离散制造业生产过程控制系统,经仿真实验平台验证表明：所设计的过程控制系统切实有效,为实现离散制造车间的准时生产奠定了基础。     

采用射频识别的产品生产数据无线采集技术研究

针对实际生产环境下,生产过程难以实现精准管理的问题,采用射频识别标签标识生产线上的产品,在每个加工工位部署射频识别(RFID)读写器,自动、实时、准确和详细地获取车间产品信息。在此基础上,采用C#编程对基于RFID的产品数据采集系统进行了设计,可以通过上位机无线实时地采集产品信息并反映在监控界面上,该系统已成功应用于上海大学机器人重点实验室的生产线,取得了良好的应用效果。     

基于数字孪生的车间三维可视化监控系统

针对当前制造车间监控透明度低、方式单一、实时性差、缺乏模型等问题,参考数字孪生理论模型,以工业物联网平台作为系统服务平台,提出一种基于数字孪生的车间三维可视化监控系统六维模型,并介绍了系统开发流程.在此基础上对系统开发中的孪生数据采集、虚拟车间构建、数据实时映射等关键技术进行了阐述.同时,针对车间数据采集困难的现状,提...     

射频识别技术在农机制造车间的应用研究

针对目前农机制造车间存在的数据采集手段落后、生产状态监控方法缺失的问题,研究了基于射频识别技术（RFID）的应用方案。首先,在分析企业生产现状的基础上,提出了基于RFID技术的数据采集方案和网络支撑架构;其次,通过VisualStudio2017平台和C#语言开发了在制品状态追踪系统;最后,选取玉米机切碎器作为研究对象,实现生产现场的硬件部署,并对其生产过程进行实验;通过实验案例表明,该系统能够快速稳定地工作,帮助企业实现了实时数据的采集和生产状态的可视化监控,验证了所提方法的可行性和有效性。     

面向数字孪生的车间运行三维实时监控系统

为解决自动化生产车间生产运行过程和生产信息实时可视化程度低、设备数据采集困难等问题,研究了数字孪生技术和OPC UA技术在车间三维实时可视化方面的应用。首先,以搭建数字孪生车间为基础,完成了三维实时监控系统总体框架的设计,并确定了其关键运行流程和技术路线。然后,对实现该系统的4项关键技术,即车间设备孪生体建模及虚拟车间的构建、基于OPC UA技术的车间多源异构数据采集和传输方式、虚实车间同步运行,以及生产加工数据的实时可视化进行了详细阐述。最后,通过设计开发了某印章生产线的三维实时监控系统,以实时数据驱动孪生车间运行的方式,完成了对物理车间生产过程在三维场景中全方位、任意距离的实时监控。并对采集的实时数据进行分析、处理和计算,实现了车间中设备使用率、产品合格率和库存状况等生产信息动态可视化,验证了该监控系统的可行性和有效性。     

RFID在电梯零部件物料管理跟踪中的应用研究

分析了离散型电梯零部件制造企业车间物流系统现状,针对某生产自动扶梯零部件企业在产品生产装配过程中出现的物料管理与跟踪问题,以无线射频技术RFID为手段,研究并提出了电梯零部件制造车间物料信息采集及立体化仓储物料管理方法,阐述了基于制造物联网的车间物料管理与跟踪技术,并与数字化工厂系统JDDFS平台集成,以实现离散型电梯零部件生产过程中物料的实时监控和在制品管理与跟踪的目的,对降低物流成本、提高产品质量、实现科学化的物料管理都有着极为重要的意义。     

离散型生产车间数据采集与监控系统

针对某大型鞋服针织品制造企业车间生产数据采集与远程监控问题,结合该企业实际情况,提出了一种离散型生产车间数据采集与监控系统。首先对传感器节点、网关、通信方式、云服务器、组网方案进行了分析和设计,对硬件设备、无线通信模块进行选型,对消息流和MQ forIoT服务器进行了设计与实现。最后,基于Python语言开发了消息接发服务(异步接口库),用极简的MicroPython语言为系统硬件(控制器和网关)提供驱动,采用现场数据看板、WEB站点、APP三种数据监控形式。研究结果表明:该系统运行稳定可靠,满足企业对数据采集与可视化监控的要求。     

基于RFID物联网的离散型车间物料输送系统研究

针对离散型车间存在的现场数据釆集手段落后、物料配送低效混乱等问题,提出一种基于无线射频识别(Radio Frequency Idenfication,RFID)物联网的离散型车间物料输送系统。该系统作为离散型制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)的基本组成部分,为离散型MES提供RFID设备采集的实时生产进程信息和物料输送信息。并接收离散型MES发出的物料输送命令,然后运行实时路径优化算法,以最短的路径将物料送往目的地。     

基于OPC UA的数字孪生车间信息物理融合系统

针对生产车间数据集成和分享难度大、实时可视化监控成本高等问题,基于OPC统一架构(Unified Architecture,UA)与数字孪生技术,提出一套面向生产车间的数字孪生车间信息物理融合系统方案。首先,设计了数字孪生车间信息物理融合系统架构,分析了系统架构的组成要求,建立了面向生产车间的通用OPC UA信息模型层次架构;然后,通过信息模型建模、OPC UA服务器开发和OPC UA客户端访问构建了数字孪生车间的统一接口;最后,将该系统方案应用于某生产车间,经验证该方案为生产车间数据集成和统一管理、智能化与可视化监控以及各系统程序之间的数据共享提供了保障,是推动智能制造的有效方案。     

面向离散车间生产过程的三维可视化监控系统研究

针对传统车间监控方式落后、可视化程度低且实时性差的问题,设计一种面向离散车间生产过程的三维可视化监控系统.通过车间生产过程分析,确定系统的体系架构,明确系统的开发运行模式.对监控Agent构建、多源异构生产要素感知集成、实时信息数据处理和全参数虚拟车间建模技术进行研究.验证表明了该监控系统的有效性.     

复杂产品装配物料精细化管控系统

针对复杂产品总装过程中物流高度离散、物料信息动态跟踪困难、可追溯性差等问题,提出一种基于无线射频识别和流程的复杂产品装配物料精细化管控方法,阐述了基于日作业计划的物料配送策略、基于无线射频识别和状态协调的总装物流精细化过程控制、基于无线射频识别的物料动态信息实时采集等关键实现技术。该方法通过引入无线射频识别技术,实现了基于无线射频识别的物料智能标识,并以物料多层次关联模型为基础,通过"装配计划—装配任务—日作业计划"三级管控机制实现了装配物料的精细化管控,为后续质量问题追溯提供了全面、准确、实时的相关数据支撑。设计开发了复杂产品装配物料精细化管控系统,并在航天某企业得到工程应用,效果良好。     

多品种小批量制造过程工序质量动态控制方法研究

针对某电梯零/部件制造企业对产品制造过程工序质量可控性的要求,结合电梯零/部件制造企业多品种小批量机加工车间存在的质量样本数据少且数据实时采集困难、质量状态实时监控及预警不准确等问题,提出了集制造过程质量数据智能采集、工序质量实时监测以及质量预警三层技术的多品种小批量制造过程工序质量动态控制方法。对其中基于无线射频识别(RFID)的产品工序质量数据实时采集方法、基于多图联合控制的小样本统计过程控制(SPC)工序质量控制方法以及基于T-S模糊神经网络的工序质量预警方法进行了研究。最后,通过实例验证了该制造过程工序质量动态控制方法的可行性。     

某机加工生产线3D虚拟监控系统设计与研发

针对制造车间中生产线多源异构数据采集困难、生产过程信息可视化水平较低和生产线监控实时性较差等问题,提出了基于实时数据采集的生产线3D虚拟监控方法及系统开发架构。以某机加工生产线为对象,通过搭建OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture)服务端以及开发相关应用程序,实现了不同品牌、不同类型及多设备运行实时数据的采集、融合与推送;借助相关软件工具,建立生产过程中不同工序的各设备三维模型,形成了完整的生产线三维虚拟场景;开发3D虚拟监控系统,实现了虚/实场景之间的同步映射,并验证了系统在Web平台的发布与运行。结果表明,通过对该生产线进行3D虚拟监控系统的研发,实现了对生产过程的三维可视化监控,虚/实场景同步的延时误差不超过500 ms,并大幅度降低了生产统计、协调和监控成本,提高了生产线的数字化水平。     

烟草物流中心数字化车间监控系统研究

针对烟草物流自动化车间生产过程监控不足导致车间生产效率不高、管控难度大的问题,研究了一种面向生产过程的可视化监控方法,该方法从实体设备、车间作业流程等多方面构建具有多层级映射规则的数字孪生车间功能模型,在此基础上,建立孪生数据映射逻辑模型,搭建基于S7协议的实时数据采集传输架构,驱动孪生模型同步运行,设计并开发了数字化车间监控系统。最后通过实例验证,表明此系统能够有效集成、融合车间生产数据,实现对车间作业全流程的有效监控。