三维打印云工厂设计与任务调度研究
发布时间：2021-02-23 04:50
云制造是融合信息技术、智能制造技术和物联网技术的新型制造模式,能够将分散的制造资源接入互联网形成统一的资源整体,实现制造资源共享、提高资源利用率,而以三维打印机为主要工具的个性化分布式制造成为云制造领域研究的热点。目前,相关的研究主要集中在三维打印云平台的搭建,在闭合三维打印分布式制造的全流程制造链、优化制造资源与任务匹配等方面存在着大量值得研究的问题。本文设计了面向个性化分布式制造的三维打印云工厂制造模式并搭建了生产示范线,同时对制造资源与任务匹配方法进行研究,主要内容和研究成果如下:1、在需求分析的基础上,建立了三维打印云工厂的总体架构。提出了将云工厂按层次分为网络制造平台和分布式三维打印无人车间两部分并分别进行设计:对网络制造平台的功能进行设计,分析了网络制造平台中的技术架构,并对数据库和REST接口进行设计;对三维打印无人车间的布局进行设计,将三维打印无人车间划分为三个子系统并分别研究其系统构造和工作流程。2、阐述了 MAS和UML的基本概念以及多智能体的建模方法。将云工厂分解为功能不同的Agent,采用基于对象技术的建模方法对Agent结构模型、Agent组织模型、Agent...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１云工厂中的参与角色??传统制造的调度仅局限于车间内，制造资源和制造任务的规模有限，调度系统比较筒??
服务器可以建立一个费用合理、高可靠的系统。??２．１．４总体结构??如图２．２所示，三维打印云工厂由网络制造平台和分布在各地的无人车间构成。网络??制造平台由四大管理模块组成：用户管理、订单管理、车间管理和计算管理。网络制造平??台连接着用户与分布式的无人车间，用户在网络制造平台上提交订单，网络制造平台处理??订单后分配至车间进行三维打印，制造完成后将成品通过物流运输至用户，形成一个完整??的闭环制造链。??＞?Ｕ?３?Ｈｉ?Ｋ?Ｕ?＂Ｉ??用户１?用户２?用户３?用户４?用户５?用户６?用户７??￣ｙ?全局管理?ｖ???（／?ｒ—＾?＼?）??用户管理?订单管理?制Ｊａｇ源目?计算奮原目?＜?／??广；?，，１?．?＼?ｔ?■?Ｉ?■一，?＇?ｒ??（?！?１?ｉ?ｉ?＾?ｉ?ｉ?ｉｌｌ?ｒ￣３．?＼??Ｖ?ｉ?焊待处Ｉ已所丨工；Ｍ工?遗??Ｉ?４?４?１?ｉｉ?？？?ｊ?§?ｉｓ?＾?ｓ?；?ｙ??＊改Ｓ改ｆ?Ｉｆ?饞订ｆ订１旬订ｉ询厂查打另ａ打计法??Ｉ?ａｇ［｜?ｊｇｉｇ??＼?丨苏州车间?Ｉ?Ｉ杭州车间?Ｉ?Ｉ广州车间?Ｉ?Ｊ??ｔＳ?Ｓｉ?ＩＳ?Ｓｉ?Ｉ?国?Ｓ、??｜国＿围＿…｜Ｓ＆??＾?ｉｎ?ａｍｕｒｎ?ｐａｍｍｍａｍ?ｔＭＵｎｉｗｔｗｉ?ｃｏｂｂｂ??｜?－ｆ—?－ｆ—?！?｜?－ｆ—?－ｆ—?Ｉ?ｊ?Ｆｔ—Ｈ?［?ｙ—?｜??ｉ?＾?＾?＼?＼?Ｍ，?＝?ｊ?Ｉ?盖?Ｉ?盖??ｉ?Ｂ?Ｂｉ?ｉ?；?Ｈ?Ｂｉ?ｉ?ｉ?麵圓??Ｉ?ｉ?＊?ｉ?（?ｉ??图２．２三维打印云工厂总
在ＭＶＣ设计模式中，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ层的代码不便于复用，较为臃肿。本文选用最新的??ＭＶＶＭ设计模式，以最大限度降低各个模块间的相互依赖，提高代码复用程度。ＭＶＶＭ??设计模式如图２．７所示，包含四个部分：Ｍｏｄｅｌ层、Ｖｉｅｗ图、ＶｉｅｗＭｏｄｅｌ层和Ｂｉｎｄｅｒ。??Ｍｏｄｅｌ层用于访问数据库，封装数据库调用接口；?Ｖｉｅｗ层用于控制页面的外观、布局，呈??现最终的显示页面；ＶｉｅｗＭｏｄｅｌ层用于监听Ｍｏｄｅｌ层的事件并将Ｍｏｄｅｌ层的数据传递到??Ｖｉｅｗ层，监听Ｖｉｅｗ层的事件并将Ｖｉｅｗ层的事件转发到Ｍｏｄｅｌ层；Ｂｉｎｄｅｒ则提供数据自??动更新相关的通信技术。在ＭＶＶＭ设计模式中，可复用的逻辑被抽离出来放在单独的类??中，以提高代码复用率。??Ｖｉｅｗ??Ｍｏｄｅｌ??Ｂｉｎｄｉ７?Ｎｏｔｉｆｖ＼??Ｖｉｅｗ?：?Ｍｏｄｅｌ??ｗ??图２．７?ＭＶＶＭ设计模式??在微软的ＡＳＰ．ＮＥＴＦｒａｍｅｗｏｒｋ平台中已经集成好了?ＭＶＶＭ框架，可以直接使用。此??外网络制造平台中还用到了?ＲＥＳＴ?ＡＰＩ技术和Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ?Ｍｅｓｓａｇｅ?Ｑｕｅｕｅ技术，这些技术不??直接用于建站，而是在后台提供服务支持，在接下来的小节中将详细介绍。图２．８概括了??网络制造平台中用到的主要技术。?
【参考文献】：
期刊论文
[1]软件开发方法发展回顾与展望[J]. 马晓星,刘譞哲,谢冰,余萍,张天,卜磊,李宣东. 软件学报. 2019(01)
[2]3D打印云平台订单分配模型[J]. 库尔曼泰·白山,卢山. 物流工程与管理. 2017(12)
[3]云制造调度问题研究综述[J]. 周龙飞,张霖,刘永奎. 计算机集成制造系统. 2017(06)
[4]3D打印分布式智能制造模式创新[J]. 孟炯,郭春霞. 软科学. 2017(01)
[5]云工厂的演变与中国制造业前景展望[J]. 周倩. 中国工业评论. 2016(06)
[6]基于云制造的个性化定制生产模式研究[J]. 李强,史志强,闫洪波,李丽. 工业技术经济. 2016(04)
[7]智慧云制造:工业云的智造模式和手段[J]. 李伯虎,柴旭东,张霖,林廷宇. 中国工业评论. 2016(Z1)
[8]基于免疫粒子群优化算法的航班着陆调度研究[J]. 冯兴杰,孟欣. 计算机工程. 2012(13)
[9]进化多目标优化算法研究[J]. 公茂果,焦李成,杨咚咚,马文萍. 软件学报. 2009(02)
[10]解决Job Shop调度问题的模拟退火算法改进[J]. 赵良辉,邓飞其. 计算机工程. 2006(21)
博士论文
[1]基于多智能体的物流配送车辆调度决策方法研究[D]. 李义华.中南大学 2012
[2]多Agent系统体系结构及建模方法研究[D]. 孙志勇.合肥工业大学 2004
[3]基于角色的多Agent系统开发方法研究[D]. 闫琪.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]三维打印云平台及其关键技术研究[D]. 鲁宇.浙江大学 2017
[2]多Agent系统交互协作的研究与建模[D]. 杨灵利.沈阳师范大学 2013
[3]基于多智能体的车间调度系统研究[D]. 郑旭栋.上海交通大学 2007
[4]基于多智能体的生产调度方法与应用[D]. 戴涛.武汉理工大学 2006
[5]带精英策略的非支配排序遗传算法的研究与应用[D]. 郑强.浙江大学 2006
[6]非支配排序遗传算法（NSGA）的研究与应用[D]. 高媛.浙江大学 2006
本文编号：3047044
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１云工厂中的参与角色??传统制造的调度仅局限于车间内，制造资源和制造任务的规模有限，调度系统比较筒??
服务器可以建立一个费用合理、高可靠的系统。??２．１．４总体结构??如图２．２所示，三维打印云工厂由网络制造平台和分布在各地的无人车间构成。网络??制造平台由四大管理模块组成：用户管理、订单管理、车间管理和计算管理。网络制造平??台连接着用户与分布式的无人车间，用户在网络制造平台上提交订单，网络制造平台处理??订单后分配至车间进行三维打印，制造完成后将成品通过物流运输至用户，形成一个完整??的闭环制造链。??＞?Ｕ?３?Ｈｉ?Ｋ?Ｕ?＂Ｉ??用户１?用户２?用户３?用户４?用户５?用户６?用户７??￣ｙ?全局管理?ｖ???（／?ｒ—＾?＼?）??用户管理?订单管理?制Ｊａｇ源目?计算奮原目?＜?／??广；?，，１?．?＼?ｔ?■?Ｉ?■一，?＇?ｒ??（?！?１?ｉ?ｉ?＾?ｉ?ｉ?ｉｌｌ?ｒ￣３．?＼??Ｖ?ｉ?焊待处Ｉ已所丨工；Ｍ工?遗??Ｉ?４?４?１?ｉｉ?？？?ｊ?§?ｉｓ?＾?ｓ?；?ｙ??＊改Ｓ改ｆ?Ｉｆ?饞订ｆ订１旬订ｉ询厂查打另ａ打计法??Ｉ?ａｇ［｜?ｊｇｉｇ??＼?丨苏州车间?Ｉ?Ｉ杭州车间?Ｉ?Ｉ广州车间?Ｉ?Ｊ??ｔＳ?Ｓｉ?ＩＳ?Ｓｉ?Ｉ?国?Ｓ、??｜国＿围＿…｜Ｓ＆??＾?ｉｎ?ａｍｕｒｎ?ｐａｍｍｍａｍ?ｔＭＵｎｉｗｔｗｉ?ｃｏｂｂｂ??｜?－ｆ—?－ｆ—?！?｜?－ｆ—?－ｆ—?Ｉ?ｊ?Ｆｔ—Ｈ?［?ｙ—?｜??ｉ?＾?＾?＼?＼?Ｍ，?＝?ｊ?Ｉ?盖?Ｉ?盖??ｉ?Ｂ?Ｂｉ?ｉ?；?Ｈ?Ｂｉ?ｉ?ｉ?麵圓??Ｉ?ｉ?＊?ｉ?（?ｉ??图２．２三维打印云工厂总
在ＭＶＣ设计模式中，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ层的代码不便于复用，较为臃肿。本文选用最新的??ＭＶＶＭ设计模式，以最大限度降低各个模块间的相互依赖，提高代码复用程度。ＭＶＶＭ??设计模式如图２．７所示，包含四个部分：Ｍｏｄｅｌ层、Ｖｉｅｗ图、ＶｉｅｗＭｏｄｅｌ层和Ｂｉｎｄｅｒ。??Ｍｏｄｅｌ层用于访问数据库，封装数据库调用接口；?Ｖｉｅｗ层用于控制页面的外观、布局，呈??现最终的显示页面；ＶｉｅｗＭｏｄｅｌ层用于监听Ｍｏｄｅｌ层的事件并将Ｍｏｄｅｌ层的数据传递到??Ｖｉｅｗ层，监听Ｖｉｅｗ层的事件并将Ｖｉｅｗ层的事件转发到Ｍｏｄｅｌ层；Ｂｉｎｄｅｒ则提供数据自??动更新相关的通信技术。在ＭＶＶＭ设计模式中，可复用的逻辑被抽离出来放在单独的类??中，以提高代码复用率。??Ｖｉｅｗ??Ｍｏｄｅｌ??Ｂｉｎｄｉ７?Ｎｏｔｉｆｖ＼??Ｖｉｅｗ?：?Ｍｏｄｅｌ??ｗ??图２．７?ＭＶＶＭ设计模式??在微软的ＡＳＰ．ＮＥＴＦｒａｍｅｗｏｒｋ平台中已经集成好了?ＭＶＶＭ框架，可以直接使用。此??外网络制造平台中还用到了?ＲＥＳＴ?ＡＰＩ技术和Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ?Ｍｅｓｓａｇｅ?Ｑｕｅｕｅ技术，这些技术不??直接用于建站，而是在后台提供服务支持，在接下来的小节中将详细介绍。图２．８概括了??网络制造平台中用到的主要技术。?
【参考文献】：
期刊论文
[1]软件开发方法发展回顾与展望[J]. 马晓星,刘譞哲,谢冰,余萍,张天,卜磊,李宣东. 软件学报. 2019(01)
[2]3D打印云平台订单分配模型[J]. 库尔曼泰·白山,卢山. 物流工程与管理. 2017(12)
[3]云制造调度问题研究综述[J]. 周龙飞,张霖,刘永奎. 计算机集成制造系统. 2017(06)
[4]3D打印分布式智能制造模式创新[J]. 孟炯,郭春霞. 软科学. 2017(01)
[5]云工厂的演变与中国制造业前景展望[J]. 周倩. 中国工业评论. 2016(06)
[6]基于云制造的个性化定制生产模式研究[J]. 李强,史志强,闫洪波,李丽. 工业技术经济. 2016(04)
[7]智慧云制造:工业云的智造模式和手段[J]. 李伯虎,柴旭东,张霖,林廷宇. 中国工业评论. 2016(Z1)
[8]基于免疫粒子群优化算法的航班着陆调度研究[J]. 冯兴杰,孟欣. 计算机工程. 2012(13)
[9]进化多目标优化算法研究[J]. 公茂果,焦李成,杨咚咚,马文萍. 软件学报. 2009(02)
[10]解决Job Shop调度问题的模拟退火算法改进[J]. 赵良辉,邓飞其. 计算机工程. 2006(21)
博士论文
[1]基于多智能体的物流配送车辆调度决策方法研究[D]. 李义华.中南大学 2012
[2]多Agent系统体系结构及建模方法研究[D]. 孙志勇.合肥工业大学 2004
[3]基于角色的多Agent系统开发方法研究[D]. 闫琪.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]三维打印云平台及其关键技术研究[D]. 鲁宇.浙江大学 2017
[2]多Agent系统交互协作的研究与建模[D]. 杨灵利.沈阳师范大学 2013
[3]基于多智能体的车间调度系统研究[D]. 郑旭栋.上海交通大学 2007
[4]基于多智能体的生产调度方法与应用[D]. 戴涛.武汉理工大学 2006
[5]带精英策略的非支配排序遗传算法的研究与应用[D]. 郑强.浙江大学 2006
[6]非支配排序遗传算法（NSGA）的研究与应用[D]. 高媛.浙江大学 2006
本文编号：3047044
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