基于OPC UA的离散制造车间监控系统的研究与应用
发布时间：2021-01-06 17:35
以信息融合为核心的智能制造掀起了新一轮工业热潮,离散制造车间处于制造业物流和生产信息的交汇点,车间内设备和生产物料种类繁多、信息交互频繁,为了保证企业生产订单及时高效的完成,必须对设备和在加工物料状态进行实时监控。由于离散制造车间设备多存在异构性问题,生产物料加工工艺复杂,许多车间无法实时获得设备和物料状态信息,只能通过车间生产人员随机分配加工物料进行生产,极大地影响了企业生产效益。因此,离散制造车间迫切需要一种能实现车间设备和物料信息的互联互通、生产设备加工物料的生产状况的实时信息监控,并能根据车间生产资源状况做出合理生产调度规划的实时监控系统。本文在分析离散制造车间实际生产对象和业务需求的基础之上,从设备和物料数据采集、实时状态监控、车间生产调度三个方面对离散制造监控系统进行了需求分析,并在此基础之上设计了系统总体架构与业务流程模型。首先通过使用OPC UA技术对车间生产设备建立信息模型,通过将数据绑定地址空间实现异构设备数据采集;通过将RFID标签绑定生产物料信息的方式实现对物料信息的获取,结合AGV对物料的搬运定位以及加工设备提供的工序加工信息,实现对在加工物料配送状况以及加工...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
离散制造生产车间
第 1 章 绪论建设离散制造车间的第三条主线是实现对生产环节要素的精准化管理控制计划调度、物料流转、工艺执行的精细化管控。在解决经典 FJSP 问题基，加入了车间调度 AGV 物流运输的限制条件，通过三层编码的变邻域遗对车间级工序调度进行优化，通过基于关键工序移动和交换的邻域策略对AGV 的 FJSP 调度问题进行了研究。.3 论文结构安排本文共分为六章，各个章节具体结构图 1.2 所示。
图 2.1 系统体系框架Figure 2.1 System Architecture Framework本文所设计的离散制造车间监控系统框架由下至上主要涉及到 5 个层次，主要包括车间设备层、数据采集层、生产资源管理层、执行管理层、以及数据可视化及展现层。各个层面的系统职能和具体信息如下：（1）车间设备层离散制造车间设备种类繁多，包括数控机床、RFID、AGV、立体仓库等设备。数控机床能够按照车间技术人员编写的程序对生产物料进行加工；RFID 是通过无线方式对标签进行读写操作实现生产物料的定位以及加工信息维护，并不需要与电子标签进行直接接触就可以进行信息交互；AGV 能通过车间事先建立好的地图模型在车间加工设备之间进行物料配送的设备，在离散车间得到广泛的
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解混合多处理机任务作业车间调度的改进粒子群算法[J]. 翟亚飞,樊坤,王蒙,李心宁. 小型微型计算机系统. 2018(09)
[2]改进人工蜂群算法求解分布式柔性作业车间调度问题[J]. 吴锐,郭顺生,李益兵,王磊,许文祥. 控制与决策. 2019(12)
[3]基于消息代理的OPC UA发布/订阅模式研究与实现[J]. 刘洋,刘明哲,徐皑冬,王锴,韩晓佳,张凝,滕玉坤,江俊慧. 高技术通讯. 2018(06)
[4]改进人工蜂群算法求解柔性作业车间调度问题[J]. 陈少,吉卫喜,仇永涛,张国祥. 组合机床与自动化加工技术. 2018(05)
[5]改进模拟退火算法在柔性调度中的应用[J]. 黄海松,刘凯,初光勇. 组合机床与自动化加工技术. 2018(02)
[6]基于改进遗传算法的柔性作业车间调度[J]. 王雷,蔡劲草,唐敦兵,李明. 南京航空航天大学学报. 2017(06)
[7]基于OPC UA的数字化车间互联网络架构及OPC UA开发实现[J]. 刘丹,赵艳领,谢素芬. 中国仪器仪表. 2017(10)
[8]基于剪枝分层的柔性加工车间调度算法[J]. 桂忠艳,杨静,谢志强. 控制与决策. 2017(11)
[9]基于多群体协同进化混合算法的FJSP研究[J]. 欧阳森山,黄利福. 组合机床与自动化加工技术. 2017(01)
[10]变邻域杂草算法在多目标柔性作业车间调度中的应用[J]. 曹磊,叶春明,黄霞. 计算机应用研究. 2018(01)
硕士论文
[1]基于物联网的智能车间产品实时跟踪监控系统开发[D]. 徐楚桥.新疆大学 2017
[2]基于全国产化PLC的OPC UA Server系统的设计与实现[D]. 加舒娟.西安电子科技大学 2017
[3]面向MES的离散制造车间SCADA系统设计开发[D]. 陈轩.南京理工大学 2017
[4]面向制造物联网的OPC UA信息模型研究与实现[D]. 张策.华中科技大学 2016
[5]基于物联网的离散制造过程实时监控系统研究[D]. 陆坤.南京航空航天大学 2016
[6]基于实时定位的离散制造车间物料配送关键技术研究[D]. 姜佳俊.南京航空航天大学 2015
[7]基于物联网的离散制造过程控制与管理技术研究[D]. 袁柳阴.南京航空航天大学 2015
[8]面向离散车间的制造过程监控系统研究与设计[D]. 沈跃.南京理工大学 2015
本文编号：2960974
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
离散制造生产车间
第 1 章 绪论建设离散制造车间的第三条主线是实现对生产环节要素的精准化管理控制计划调度、物料流转、工艺执行的精细化管控。在解决经典 FJSP 问题基，加入了车间调度 AGV 物流运输的限制条件，通过三层编码的变邻域遗对车间级工序调度进行优化，通过基于关键工序移动和交换的邻域策略对AGV 的 FJSP 调度问题进行了研究。.3 论文结构安排本文共分为六章，各个章节具体结构图 1.2 所示。
图 2.1 系统体系框架Figure 2.1 System Architecture Framework本文所设计的离散制造车间监控系统框架由下至上主要涉及到 5 个层次，主要包括车间设备层、数据采集层、生产资源管理层、执行管理层、以及数据可视化及展现层。各个层面的系统职能和具体信息如下：（1）车间设备层离散制造车间设备种类繁多，包括数控机床、RFID、AGV、立体仓库等设备。数控机床能够按照车间技术人员编写的程序对生产物料进行加工；RFID 是通过无线方式对标签进行读写操作实现生产物料的定位以及加工信息维护，并不需要与电子标签进行直接接触就可以进行信息交互；AGV 能通过车间事先建立好的地图模型在车间加工设备之间进行物料配送的设备，在离散车间得到广泛的
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解混合多处理机任务作业车间调度的改进粒子群算法[J]. 翟亚飞,樊坤,王蒙,李心宁. 小型微型计算机系统. 2018(09)
[2]改进人工蜂群算法求解分布式柔性作业车间调度问题[J]. 吴锐,郭顺生,李益兵,王磊,许文祥. 控制与决策. 2019(12)
[3]基于消息代理的OPC UA发布/订阅模式研究与实现[J]. 刘洋,刘明哲,徐皑冬,王锴,韩晓佳,张凝,滕玉坤,江俊慧. 高技术通讯. 2018(06)
[4]改进人工蜂群算法求解柔性作业车间调度问题[J]. 陈少,吉卫喜,仇永涛,张国祥. 组合机床与自动化加工技术. 2018(05)
[5]改进模拟退火算法在柔性调度中的应用[J]. 黄海松,刘凯,初光勇. 组合机床与自动化加工技术. 2018(02)
[6]基于改进遗传算法的柔性作业车间调度[J]. 王雷,蔡劲草,唐敦兵,李明. 南京航空航天大学学报. 2017(06)
[7]基于OPC UA的数字化车间互联网络架构及OPC UA开发实现[J]. 刘丹,赵艳领,谢素芬. 中国仪器仪表. 2017(10)
[8]基于剪枝分层的柔性加工车间调度算法[J]. 桂忠艳,杨静,谢志强. 控制与决策. 2017(11)
[9]基于多群体协同进化混合算法的FJSP研究[J]. 欧阳森山,黄利福. 组合机床与自动化加工技术. 2017(01)
[10]变邻域杂草算法在多目标柔性作业车间调度中的应用[J]. 曹磊,叶春明,黄霞. 计算机应用研究. 2018(01)
硕士论文
[1]基于物联网的智能车间产品实时跟踪监控系统开发[D]. 徐楚桥.新疆大学 2017
[2]基于全国产化PLC的OPC UA Server系统的设计与实现[D]. 加舒娟.西安电子科技大学 2017
[3]面向MES的离散制造车间SCADA系统设计开发[D]. 陈轩.南京理工大学 2017
[4]面向制造物联网的OPC UA信息模型研究与实现[D]. 张策.华中科技大学 2016
[5]基于物联网的离散制造过程实时监控系统研究[D]. 陆坤.南京航空航天大学 2016
[6]基于实时定位的离散制造车间物料配送关键技术研究[D]. 姜佳俊.南京航空航天大学 2015
[7]基于物联网的离散制造过程控制与管理技术研究[D]. 袁柳阴.南京航空航天大学 2015
[8]面向离散车间的制造过程监控系统研究与设计[D]. 沈跃.南京理工大学 2015
本文编号：2960974
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