物联网环境下车间虚拟监控与故障预警方法研究

发布时间：2024-07-08 18:19

　　随着物联网技术在车间生产中的广泛应用,人们对于车间制造现场监控与管理的要求也越来越高。本文针对传统车间监控及预警方面的不足,研究基于数据驱动的车间虚拟监控以及设备预警方法,构建了一个高度逼真的、具有预警能力的三维车间虚拟监控系统,实现了车间生产过程的实时监控与管理。本文主要研究内容如下:(1)研究物联网环境下的车间数据采集,分析物联网环境下的车间的数据特点,并在此基础上研究了物联网车间制造数据的采集技术,如基于RFID技术、OPC技术等的数据采集方式,并详细介绍了其工作原理,最后提出了物联网环境下的车间制造现场数据的实时采集方案,为后面章节的研究提供了数据源。(2)对物联网环境下的车间虚拟监控技术进行研究,将数字化双胞胎的理念应用到车间生产监控,构建了基于数字化双胞胎的数字化车间三维虚拟监控平台,在此基础上对虚拟车间可视化的构建流程进行了详细的论述,阐述了基于数据驱动模型的建模过程,研究车间虚拟监控系统的人机交互方式,实现了车间生产过程实时虚拟呈现。(3)在车间虚拟监控系统的基础上,对车间设备的故障预警方法进行了研究,鉴于车间环境的复杂性,选用了主元分析的方法进行车间设备的故障预警,在...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 物联网技术研究现状
        1.3.2 车间虚拟监控研究现状
        1.3.3 故障预警研究现状
    1.4 课题研究内容
    1.5 论文组织结构
第二章 物联网环境下车间数据采集
    2.1 物联网环境下的车间数据分析
        2.1.1 物联网车间制造过程数据分类
        2.1.2 物联网车间制造过程数据的特点
    2.2 物联网环境下车间数据采集技术研究
        2.2.1 车间制造数据采集技术
        2.2.2 产品制造状态数据标识
        2.2.3 数据信息预处理技术
    2.3 物联网环境下车间制造现场数据的实时采集方案设计
    2.4 本章小结
第三章 物联网环境下的车间虚拟监控技术研究
    3.1 数字化双胞胎
        3.1.1 数字化双胞胎背景介绍
        3.1.2 数字化双胞胎的应用前景
    3.2 基于数字化双胞胎技术的车间三维虚拟监控
        3.2.1 数字化双胞胎车间主要系统组成
        3.2.2 数字化双胞胎车间虚拟监控平台系统架构
    3.3 三维虚拟车间可视化构建流程
        3.3.1 车间虚拟场景建模
        3.3.2 驱动模型构建方法
        3.3.3 车间虚拟监控系统的人机交互
    3.4 本章小结
第四章 设备故障预警方法
    4.1 故障预警方法概述
    4.2 主元分析法
        4.2.1 主元分析法概述
        4.2.2 主元分析算法
        4.2.3 基于主元分析的设备故障预警
    4.3 实例应用
    4.4 本章小结
第五章 车间虚拟监控原型系统的设计与实现
    5.1 系统总体概述
        5.1.1 系统特点
        5.1.2 系统总体框架
    5.2 系统功能模块
    5.3 原型系统实现
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：4003682