基于轻量化工艺数据的汽车动力总成生产线MES系统研究
发布时间：2021-09-01 15:00
汽车动力总成机加工生产线在生产过程中会产生大量的设备传感器数据与无线射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）生产信息标签数据,其数据具有时空关联性、海量性、不确定和实时性等特点。现代工厂大规模数据的系统集成、数据管理、数据储存以及工业系统中数据冗余、数据传输困难,是生产线制造执行系统领域亟待解决的问题。针对以上问题,本文通过对现阶段制造执行系统（MES）的发展现状、生产数据管理、数据库压缩方法等方面的研究总结了国内外相关领域的研究进展以及存在的不足。引入了路径编码压缩及工艺数据聚类方法对海量的工艺数据进行轻量化。以期达到保证生产过程数据传输的正确性、完整性、实时性和一致性,提升制造执行系统运行效率的目的。本文的主要研究内容分为以下三个部分:（1）制造执行系统（MES）的系统架构及数据模型建立自动化车间系统体系架构,并设计了基于RFID数据的系统信息交互流程。在生产过程数据、生产质量数据、生产路径数据的基础上建立了生产工艺数据立方体模型,为后续的数据轻量化方法提供了基础。（2）基于聚类的数据轻量化方法引入无监督的高维数据聚类方法,解决高维数据的参...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车动力总成机加工生产线
上海交通大学硕士学位论文9图2-1汽车动力总成机加工生产线Fig.2-1Automotivepowertrainmachiningproductionline图2-2汽车动力总成机加工方案示意图Fig.2-2Schematicdiagramofautomobilepowertrainmachiningplan2.3车间MES系统与各信息化系统应用框架在基于RFID的汽车缸盖/阀体生产线的系统应用架构中，将车间的工业制造系统分为三层：①企业层，包括企业资源管理平台（ERP）、产品全生命周期管理平台（PLM）；②管理层，包括制造执行系统（MES）、换产系统（MSS）、仓库管理系统（WMS）；③现场操作层，包括车间各硬件设备、SCADA生产数据实时采集模块、RFID数据模块。
第二章RFID技术在自动化机加工生产线MES系统的研究10图2-3基于RFID的汽车缸盖机加工MES系统应用架构Fig.2-3RFID-basedautomotivecylinderheadmachiningMESsystemarchitecture系统通过RFID数据模块，通过现场车间设备PLC、机床数控系统以及部署好的RFID读写器，读取现场工件的ID信息，并将信息传递给制造执行系统，主要完成工件身份ID信息与工艺路线、加工程序、加工配方的匹配以及与生产加工过程数据、生产质量数据的匹配，以完成RFID数据模块向相关系统提供数据支持的工作，消除制造执行系统与现场设备之间关于产品质量追溯的信息断层。同时，RFID数据模块会通过MES系统传递工件加工信息给仓库管理系统（WMS），WMS系统的出入库管理系统及库存管理系统会即时根据生产情况进行物料扣减。在产线生产模式切换方面，根据方案流程，RFID模块通过MES将换产信息传递给产线切换系统（MSS），提供换产信息支持。MES系统与RFID数据模块交互以及技术实现内容如图2-3所示。2.4基于RFID的系统信息交互机加工混线生产在提高生产效能、最大资源利用等方面有较为显著优势，但在实际生产执行中存在仍存在以下问题：现有混线机加工生产流程中，设备需扫描零件表面的VIN条码来对工件进行识别，根据零件具体型号向系统查询相应工艺流程，此种方法对系统的依赖性高，各个工业系统间耦合性强，当系统出现错误时生产过程无法继续进行，严重时会导致整个产线停产。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RFID的路径数据压缩研究[J]. 魏娇娇,郑丽英,辛静. 兰州交通大学学报. 2013(06)
[2]RFID数据管理:算法、协议与性能评测[J]. 谢磊,殷亚凤,陈曦,陆桑璐,陈道蓄. 计算机学报. 2013(03)
[3]基于三层存储模型的RFID数据压缩存储方法[J]. 夏秀峰,赵龙. 计算机应用. 2012(03)
[4]基于RFID的汽车供应链可追溯性研究[J]. 屈新怀,张桂芸,丁必荣. 汽车科技. 2011(06)
[5]基于LZW的RFID标签数据压缩算法[J]. 霍华,李秀芝,马林. 计算机工程. 2010(20)
[6]基于RFID技术的汽车总装MES系统研究[J]. 王浩远,梁昌勇,俞家文,蔡美菊. 计算机技术与发展. 2010(09)
[7]人工神经网络原理简介[J]. 李晶,栾爽,尤明慧. 现代教育科学. 2010(S1)
[8]RFID供应链系统中的在线复杂事件检测方法[J]. 刘海龙,李战怀,陈群. 计算机科学与探索. 2010(08)
[9]基于监控对象动态聚簇的高效RFID数据清洗模型[J]. 谷峪,于戈,胡小龙,王义. 软件学报. 2010(04)
[10]基于RFID的汽车生产物流跟踪管理系统分析与设计[J]. 胡向东,安东阳. 计算机应用研究. 2008(12)
硕士论文
[1]RFID路径数据聚类分析与频繁模式挖掘[D]. 林国省.华南理工大学 2010
[2]网络安全OLAP分析中数据立方体技术的研究与实现[D]. 杨庆民.国防科学技术大学 2008
[3]基于元组聚类的关系数据库压缩[D]. 张秀娟.兰州大学 2007
本文编号：3377186
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车动力总成机加工生产线
上海交通大学硕士学位论文9图2-1汽车动力总成机加工生产线Fig.2-1Automotivepowertrainmachiningproductionline图2-2汽车动力总成机加工方案示意图Fig.2-2Schematicdiagramofautomobilepowertrainmachiningplan2.3车间MES系统与各信息化系统应用框架在基于RFID的汽车缸盖/阀体生产线的系统应用架构中，将车间的工业制造系统分为三层：①企业层，包括企业资源管理平台（ERP）、产品全生命周期管理平台（PLM）；②管理层，包括制造执行系统（MES）、换产系统（MSS）、仓库管理系统（WMS）；③现场操作层，包括车间各硬件设备、SCADA生产数据实时采集模块、RFID数据模块。
第二章RFID技术在自动化机加工生产线MES系统的研究10图2-3基于RFID的汽车缸盖机加工MES系统应用架构Fig.2-3RFID-basedautomotivecylinderheadmachiningMESsystemarchitecture系统通过RFID数据模块，通过现场车间设备PLC、机床数控系统以及部署好的RFID读写器，读取现场工件的ID信息，并将信息传递给制造执行系统，主要完成工件身份ID信息与工艺路线、加工程序、加工配方的匹配以及与生产加工过程数据、生产质量数据的匹配，以完成RFID数据模块向相关系统提供数据支持的工作，消除制造执行系统与现场设备之间关于产品质量追溯的信息断层。同时，RFID数据模块会通过MES系统传递工件加工信息给仓库管理系统（WMS），WMS系统的出入库管理系统及库存管理系统会即时根据生产情况进行物料扣减。在产线生产模式切换方面，根据方案流程，RFID模块通过MES将换产信息传递给产线切换系统（MSS），提供换产信息支持。MES系统与RFID数据模块交互以及技术实现内容如图2-3所示。2.4基于RFID的系统信息交互机加工混线生产在提高生产效能、最大资源利用等方面有较为显著优势，但在实际生产执行中存在仍存在以下问题：现有混线机加工生产流程中，设备需扫描零件表面的VIN条码来对工件进行识别，根据零件具体型号向系统查询相应工艺流程，此种方法对系统的依赖性高，各个工业系统间耦合性强，当系统出现错误时生产过程无法继续进行，严重时会导致整个产线停产。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RFID的路径数据压缩研究[J]. 魏娇娇,郑丽英,辛静. 兰州交通大学学报. 2013(06)
[2]RFID数据管理:算法、协议与性能评测[J]. 谢磊,殷亚凤,陈曦,陆桑璐,陈道蓄. 计算机学报. 2013(03)
[3]基于三层存储模型的RFID数据压缩存储方法[J]. 夏秀峰,赵龙. 计算机应用. 2012(03)
[4]基于RFID的汽车供应链可追溯性研究[J]. 屈新怀,张桂芸,丁必荣. 汽车科技. 2011(06)
[5]基于LZW的RFID标签数据压缩算法[J]. 霍华,李秀芝,马林. 计算机工程. 2010(20)
[6]基于RFID技术的汽车总装MES系统研究[J]. 王浩远,梁昌勇,俞家文,蔡美菊. 计算机技术与发展. 2010(09)
[7]人工神经网络原理简介[J]. 李晶,栾爽,尤明慧. 现代教育科学. 2010(S1)
[8]RFID供应链系统中的在线复杂事件检测方法[J]. 刘海龙,李战怀,陈群. 计算机科学与探索. 2010(08)
[9]基于监控对象动态聚簇的高效RFID数据清洗模型[J]. 谷峪,于戈,胡小龙,王义. 软件学报. 2010(04)
[10]基于RFID的汽车生产物流跟踪管理系统分析与设计[J]. 胡向东,安东阳. 计算机应用研究. 2008(12)
硕士论文
[1]RFID路径数据聚类分析与频繁模式挖掘[D]. 林国省.华南理工大学 2010
[2]网络安全OLAP分析中数据立方体技术的研究与实现[D]. 杨庆民.国防科学技术大学 2008
[3]基于元组聚类的关系数据库压缩[D]. 张秀娟.兰州大学 2007
本文编号：3377186
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