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。     

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。     

数控机床的现场数据实时采集和监视系统的研究

生产现场信息的实时采集、传输、处理和分析是现代制造企业进行快速决策与响应的基础,但常常因数控机床的多样性、异构性以及数控系统不开放,使得企业难以实时采集数控机床的现场数据。针对这一问题,研究了对数控机床现场数据采集的2种方法,比较了2种采集方法的优缺点,最后详细介绍了基于OPC技术和外接PLC的采集方法,该方法通过获取数控机床电气电路的相关信号实现了对数控机床加工状态的实时采集。     

数控机床的现场数据实时采集和监视系统的研究

生产现场信息的实时采集、传输、处理和分析是现代制造企业进行快速决策与响应的基础,但常常因数控机床的多样性、异构性以及数控系统不开放,使得企业难以实时采集数控机床的现场数据.针对这一问题,研究了对数控机床现场数据采集的2种方法,比较了2种采集方法的优缺点,最后详细介绍了基于OPC技术和外接PLC的采集方法,该方法通过获取数控机床电气电路的相关信号实现了对数控机床加工状态的实时采集.     

基于ZigBee和RFID的CNC数据采集系统设计

针对离散制造业现代企业车间数字化过程中,制造执行系统(manufacturing execution system,MES)信息采集的问题,设计了一种数控机床和生产信息现场数据采集系统。采集系统结合RFID射频识别与Zig Bee无线通讯技术,实现在不影响数控机床正常工作的情况下,自动实时地对产品加工的全周期数据进行采集,并将采集数据上传企业管理层ERP系统,通过与数控机床状态数据相互结合,达到对车间MES系统管理的目的。详述了采集系统硬件模块设计、软件流程设计、系统性能测试和系统特点。     

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。     

军工防爆车间数据采集技术研究及应用

为解决军工防爆车间生产线的制造数据采集困难等问题,对防爆车间的数据采集技术进行研究。阐述军工生产线的数采需求,针对防爆车间的独特环境,对生产线实时数据的采集关键技术进行分析,结合智能制造的要求,实现对防爆车间的生产环境数据和生产线的数据采集。实际应用结果表明:该技术的应用实现了防爆车间内的生产数据监控,提高了车间管控水平,有助于安全生产。     

面向智能制造终端的车间生产数据采集与传输方法

智能制造的核心要素是数据,实现数据实时高效传输是辅助制造业数字化、智能化、网络化发展的重要助力,针对智能车间现场多品牌、多接口设备数据传输需求,研究了智能制造终端的车间生产数据采集与传输方法。基于车间生产线的工控PLC,使用OPCUA完成数据的采集工作,搭建Restful服务器实现数据传输,以JSON数据串的形式将采集到的数据发送至下游数字孪生车间系统。     

基于CRIO的机床温度数据采集系统设计与分析

为了实现机床运行状态的数据采集和分析,设计了基于CompactRIO的机床状态检测与分析平台。数据采集模块将NI9516温度采集板卡和LabVIEW程序相结合解决了传统数控机床数据采集系统无法实时地采集数控机床温度信息的缺陷。运用LabVIEW编写的数据分析模块首先从采集到的信号中提取若干数据,其次运用格拉布斯准则剔除数据中的粗大误差,最后通过牛顿插值法拟合出相应的曲线,以反映温度的变化趋势。温度数据采集系统涵盖了硬件平台的搭建以及软件程序的编写,优化了人机界面,可以实时监测到机床工作区域运行状态的变化。     

基于MTConnect的船舶板材切割车间数据采集系统研究

针对船舶板材切割车间具有不同通信协议与接口的异构设备需要进行数据采集的问题,开发了一套基于MTConnect的船舶板材切割车间数据采集系统.分析了切割车间设备具体组件以及能够采集的数据项,基于MTConnect建立车间设备的数据模型,用C#语言和美国制造技术协会提供的开发包实现了船舶板材切割车间异构设备互联互通的数据采...     

基于C#.NET的数控机床实时数据采集系统设计与编程

针对车间多台FANUC数控机床的网络监控与集中管理需求,给出了数控机床实时数据采集系统的设计与编程方法:在.NET平台下应用C#多线程技术调用FOCAS库函数编程,实现机床状态数据的实时采集、保存与用户界面(UI)的更新。应用表明:系统能够实现多台FANUC机床数据的同时采集与显示,具有良好的扩展性能,便于现场安装部署与调试,是车间信息化系统集成的基础。     

基于OPC UA的数字孪生车间实时数据融合与建模研究

数字孪生车间是智能制造背景下车间全息监控、精准分析、实时决策的有效手段。而实时高效的异构数据采集和融合,以及虚实车间的交互连接是驱动数字孪生车间运转的核心。为此,依托制造物联网和OPC UA通信技术,建立了数字孪生车间实时数据采集框架。采用分层融合的策略,去除原始数据中的信息冗余,匹配产生中间事件和生产过程数据,同时基于空间尺度构建实时数据空间对象模型。另外针对提高数据传输实时性的目的,按照信息分类—自适应压缩—节点合并的路线,缩减OPC UA信息模型节点数目和节点容量,设计了面向数字孪生车间的OPC UA信息建模方案。最后,以某航天结构件生产线为案例,为数字孪生车间开发了实时数据采集系统,并验证了此方案的可行性。     

板级电路组装生产线信息化系统设计与实施

为解决传统板级电路组装生产线存在数据采集困难、信息孤岛及管理水平低等问题,建设了基于Cobweb平台的板级电路组装生产线信息化系统.配置了物流、设备、产品及人员等采集管理模块,优化了作业流程,具备了多源异构数据采集和分析关键设备的采集信息的功能.通过实施实现了物料、设备状态的实时监控和生产数据的采集、分析和追溯,提高了生产线作业管理效率和质量.     

基于RFID的铁路客车总装线监控系统研究

鉴于目前铁路车辆制造企业信息化的实施受限于车间底层数据采集技术,以铁路客车总装生产线为应用背景,提出了RFID、无线传感网及以太网等信息技术组成的3层网络监控系统,并分析了各层的作用。同时研究了车间数据采集所涉及到的关键技术并实现了车辆制造动态信息的实时采集。在此基础上利用C#开发了车间数据采集系统,采用Flex、JSP与Java技术设计了基于B／S架构的Web应用程序系统。运行结果表明,系统稳定可靠,能满足应用需求。     

基于SUB-GHz无线通信技术的车间数据采集系统

针对某轴承制造企业车间中数据采集的问题,对车间数据的传输、存储及可视化等方面做了研究,结合企业车间面积大、现场环境复杂、采集点多且分布广等实际情况,提出了一种基于Sub-GHz无线通信的车间数据采集系统。首先分析了几种当前主流的无线传输技术的优缺点及适用范围,对采集硬件设备进行选型,设计了产能数据库模型,搭建出完整底层采集系统,最后开发了基于现场看板与Web服务两种数据展示形式,并在企业车间进行了测试运行。研究结果表明:整套系统运行稳定可靠,员工可通过现场看板及Web应用查询到实时产能数据,满足了企业对于产能数据采集及数据可视化的要求。     

基于XBee的无线数据采集系统开发和应用

为了及时、方便地获取车间现场数据,研究开发了一种基于XBee模块的无线数据采集系统,包括手持式数据采集器及连接数据服务器的接收器。手持数据采集器以8052单片机为控制核心,集成了XBee无线通信模块以及满足PS/2协议的条码阅读模块,可通过数字小键盘、条码阅读器在车间现场采集各种工票及其进度等离散数据,并实现实时无线传输。介绍了该数据采集系统的设计原理及其软硬件系统,以及在某企业生产车间的实际应用。实际应用结果表明,该系统使用方便,安全性好,适用于生产现场的离散数据采集和无线传输。     

基于FPGA的多源异构数据并行可配置采集方法

数据是支撑智能制造的关键要素,对生产各阶段数据的有效采集是实现"人—机—物—环境"制造全要素互联互通的基础.随着制造升级发展,车间不断引入来自不同厂家,具有不同协议、不同接口的设备,使得待采集数据多源异构且采集需求不断变化.传统数据采集设备难以并行采集多源异构数据、难以根据采集需求的动态变化对采集设备动态配置,因此提出...     

基于工业互联网的数控机床数据采集平台应用研究

设计并实现一种基于工业互联网的数控机床数据采集平台,实现远程感测、实时监测和功能动态扩展,并能为后续远程诊断提供安全可靠的数据。该数据平台基于工业互联网的,采用MTconnect协议标准,在物理层实现物理机床的和传感器的部署;在网络层开发适配器和代理服务器模块,实现数据平台的实时监测和动态拓展;在应用层开发了对采集数据的处理的数据可视化平台,并能支持不同的机器学习算法用于对所采集数据的分析。系统设计中对数据采集进行优化,在一个周期内发现数据有变化才将数据上传到数据平台,从而避免大量数据传输造成网络的延迟和冗余。最后通过实验,验证所开发的数据采集平台的有效性,满足数控机床对数据采集与分析的需求。     

集成电路封装设备远程运维系统设计

针对集成电路封装设备自动化程度高、运行状态数据多等特点,以砂轮切片机、高速打孔机、电路印刷机为核心设备,开发了集成电路封装设备远程运维系统,包括设备数据采集、运行状态监测、故障模式识别、预测性维护等功能单元。数据采集实现设备状态数据的采集和导入、数据预处理;运行状态监测对设备现场采集数据、故障数据等进行分析,分析结果以图表等形式动态实时呈现,实现设备的预警与报警;故障模式识别根据设备监控状态参数,通过故障诊断方法判断设备是否处于故障状态,并对故障进行定位;预测性维护基于采集后处理数据与历史数据预测设备故障模式与剩余寿命,提出设备维护策略。提高了设备运行的可靠性、安全性和有效性,降低了设备故障,已在国内部分集成电路产品制造企业示范应用,为集成电路智能生产线的建设提供指导。     

数据采集系统在卷接包生产中的应用

卷接包数据采集系统是芜湖卷烟厂“十五”重点技改工程项目,是企业生产执行系统(MES)的重要组成部分,也是企业信息化的基础。本系统建立了一套面向整个卷接包工序的现场设备致据栗集系统,实时,准确地采集现场设备的各种生产,设备、质量、消耗数据,为企业各级管理提供卷包数据服务。以车间数据采集为基础,建立一个车间级的生产指挥调度中心。通过对各设备运行情况的实时监控和分析,科学、及时地对现场生产进行调度指挥,确保生产的有序和可控。