智能工厂生产计划排产管理系统设计与实现
这是一篇关于智能工厂,生产计划,排产,框架,系统设计的论文, 主要内容为计划和生产是制造型企业管理的两大核心环节,生产计划与排产管理系统能够助力企业合理编制生产计划、协调生产资源、高效组织生产,是企业信息化建设的重要一环。本文以某电子制造企业为研究对象,根据企业现有的问题,结合企业建设智能工厂的目标规划,为其设计实现了一套智能工厂生产计划与排产管理系统。本文首先阐述生产计划与排产管理系统的研究背景与实际意义。然后通过分析企业工厂实际业务场景,确定了系统开发技术选型。经过六个月左右的实地调研工作,完成了全面的系统需求分析后,开始根据建立的需求文档对系统进行总体设计,提出了智能工厂生产计划与排产管理系统的总体架构,划分了系统管理、基础数据管理、生产计划管理、生产排产管理和仓储物料管理五个功能模块。详细设计与实现阶段利用SpringBoot框架与Mybatis-Plus框架等开发技术对系统各模块进行实现,并结合类图和序列图,详细介绍了系统业务功能的编码与实现过程;同时为系统设计了一套作业任务排序策略,用于车间作业任务的排产。最后,编写了各功能模块的测试用例,并对系统进行性能测试,确保系统能够正常运转。本文研发的智能工厂生产计划排产管理系统在正式部署投入使用之后,已稳定运行两个多月。根据用户的反馈和对系统性能进行的检测,确认系统达到了企业用户提出的功能和性能需求,帮助企业有效提升了生产效率。
基于数字孪生的智能工厂MES系统研究
这是一篇关于数字孪生,智能工厂,MES,Unity 3D,数据采集的论文, 主要内容为制造业的市场竞争愈发激烈,为了满足传统制造型企业向信息化、数字化转型升级的需要,各国纷纷提出各自的制造业转型战略,但是信息世界和物理世界的数据交互限制了制造业的数字化。数字孪生(Digital Twin,DT)作为融合信息世界和物理世界两者数据的有效方式,本文将数字孪生技术应用在制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)中,以解决传统制造型企业数字化程度低、缺乏虚拟生产仿真、三维可视化功能缺失等问题。主要工作如下:首先,针对传统制造执行系统缺少车间的信息模型,将数字孪生技术融入制造执行系统的体系架构中,提出了基于数字孪生的智能工厂MES系统。确定系统的各个组成模块,并明确了物理车间、孪生车间、管理系统、孪生数据和看板系统的含义,为后续的研究提供理论基础。其次,对数字孪生智能工厂MES系统的孪生车间进行开发,主要包括孪生车间的静态构建和动态控制。孪生车间的静态构建分为车间设备的建模和三维可视化软件的开发:利用Solid Works和3ds Max完成模型构建和渲染工作,由于模型结构的复杂性,提供了孪生模型轻量化处理的方案;使用Unity 3D平台构建三维可视化软件,对模型的变换,交互等进行设置,并定义孪生车间外部输入的响应。在孪生车间动态控制模块提出物理车间控制器与孪生模型之间的数据采集框架,建立数据采集客户机连接物理车间控制器,以此实现控制器程序对孪生模型的控制、孪生车间对控制器的虚拟反馈以及加工过程中孪生车间与物理车间的信息交互。使用C#语言实现机器人模型和虚拟仓储系统的数据接口及控制脚本的开发。然后采用B/S结构设计了数字孪生MES管理系统的框架,为提高开发效率使用SSH(Struts2+Spring+Hibernate)框架进行集成,并对系统的功能模块进行了详细设计。最后,结合某智能制造综合实训项目案例,根据项目的核心业务应用了数字孪生智能工厂MES系统,对系统的各个模块进行了实现。完成了物理车间实时生产数据驱动数字孪生模型,提高了制造阶段的可视化水平,达到了预期的设计目标,提供了数字孪生技术在制造型企业应用的参考案例。
基于数字孪生的智能工厂MES系统研究
这是一篇关于数字孪生,智能工厂,MES,Unity 3D,数据采集的论文, 主要内容为制造业的市场竞争愈发激烈,为了满足传统制造型企业向信息化、数字化转型升级的需要,各国纷纷提出各自的制造业转型战略,但是信息世界和物理世界的数据交互限制了制造业的数字化。数字孪生(Digital Twin,DT)作为融合信息世界和物理世界两者数据的有效方式,本文将数字孪生技术应用在制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)中,以解决传统制造型企业数字化程度低、缺乏虚拟生产仿真、三维可视化功能缺失等问题。主要工作如下:首先,针对传统制造执行系统缺少车间的信息模型,将数字孪生技术融入制造执行系统的体系架构中,提出了基于数字孪生的智能工厂MES系统。确定系统的各个组成模块,并明确了物理车间、孪生车间、管理系统、孪生数据和看板系统的含义,为后续的研究提供理论基础。其次,对数字孪生智能工厂MES系统的孪生车间进行开发,主要包括孪生车间的静态构建和动态控制。孪生车间的静态构建分为车间设备的建模和三维可视化软件的开发:利用Solid Works和3ds Max完成模型构建和渲染工作,由于模型结构的复杂性,提供了孪生模型轻量化处理的方案;使用Unity 3D平台构建三维可视化软件,对模型的变换,交互等进行设置,并定义孪生车间外部输入的响应。在孪生车间动态控制模块提出物理车间控制器与孪生模型之间的数据采集框架,建立数据采集客户机连接物理车间控制器,以此实现控制器程序对孪生模型的控制、孪生车间对控制器的虚拟反馈以及加工过程中孪生车间与物理车间的信息交互。使用C#语言实现机器人模型和虚拟仓储系统的数据接口及控制脚本的开发。然后采用B/S结构设计了数字孪生MES管理系统的框架,为提高开发效率使用SSH(Struts2+Spring+Hibernate)框架进行集成,并对系统的功能模块进行了详细设计。最后,结合某智能制造综合实训项目案例,根据项目的核心业务应用了数字孪生智能工厂MES系统,对系统的各个模块进行了实现。完成了物理车间实时生产数据驱动数字孪生模型,提高了制造阶段的可视化水平,达到了预期的设计目标,提供了数字孪生技术在制造型企业应用的参考案例。
智能工厂中轨道车控制系统设计与路径优化
这是一篇关于智能工厂,轨道车,B/S架构,改进A-Star算法,路径优化的论文, 主要内容为随着工业4.0的提出,传统制造业面临着向智能工厂方向转型的历史性路口,而一个完善的车间智能物流系统是制造业实现智能工厂的关键一步。本文对车间智能物流技术进行研究,设计了一套基于B/S架构的轨道车控制系统,并且针对多个车辆路径优化问题,提出了一种适用于制造业车间的轨道车路径优化方法。首先,完成轨道车硬件平台的设计与搭建,包括PLC、工控机、激光测距传感器等相关硬件的选型,从而实现轨道车定位、避障、运动等功能,并对轨道车的定位精度与避障功能进行测试实验。实验结果表明,轨道车定位和避障精度满足规定的技术指标。其次,完成轨道车上位机控制系统软件的设计与编写。该软件具有自动运行模式、手动调试模式、运行安全日志、数据库存储等功能,可以自动采集轨道车各硬件装置信息,通过MQTT协议与总控平台进行数据交互,实现轨道车智能运行。然后,完成基于B/S三层架构的可视化轨道车智能总控系统的设计与编写。该系统可以自动统计轨道车搬运量、负载率、损耗等信息,确保整个车间可视化和智能化。对整个总控系统的兼容性和各模块功能进行测试实验。实验结果表明,整个可视化轨道车智能总控系统满足实际应用需求。最后,提出了一种将任务调度、时间窗算法和改进A-Star算法相结合的多个轨道车路径优化方法。将本文提出的路径优化方法与其他四种路径优化算法进行比较,经过仿真实验结果表明,本文提出的路径优化方法不仅能有效避免工位死锁、系统死锁和多个车辆运行过程中的冲突问题,在系统总产量和车辆利用率上均高于其他四种算法。轨道车控制系统可以实时对轨道车进行智能操控和管理,其路径优化算法可以有效避免工位死锁、系统死锁和多个车辆运行过程中的冲突问题,实现车间生产过程中物料和工件智能搬运和可视化管理,对智能工厂的建设具有重要意义,加快了我国制造企业建设智能工厂的步伐。
面向汽车零配件企业的智能工厂架构及其MES开发
这是一篇关于智能工厂,制造执行系统,信息处理,可视化的论文, 主要内容为近些年来,在工业4.0的浪潮下,随着《中国制造2025》计划的提出,我国越来越多的制造企业开始进行智能工厂的实践,积极推进智能制造技术,以实现转型升级和发展方式的转变。智能工厂,以数字化工厂为基础,利用物联网技术,将人员、物理设备和信息有机集成在一起,在技术上实现信息处理的智能化、生产过程的自动化、生产能力的柔性化等,在业务上,从最终用户提出需求开始到产品报废回收,实现设计、生产、运输、维护、环保和相关服务的一体化。制造执行系统(MES)是智能工厂生产体系的核心一环,是位于上层的信息管理系统与底层的过程控制系统之间的面向车间的生产管理信息系统[1],通过信息传递,可以优化从订单到产品完成的整个生产过程[2]。制造执行系统连接起了计划层和控制层,填补了计划层和车间底层控制之间的鸿沟,向下不仅要具有车间设备数据采集功能,监控设备,而且还具有数据的筛选、评估、分析、传递功能。本文首先研究了智能工厂建设的体系架构,对智能工厂的业务、数据、应用和各种资源进行分析和定义,建立它们之间的关联,形成一套智能工厂的总体架构。按照这种总体架构,在原则上能够复制出一个新的智能工厂。其中重点分析了智能工厂的生产体系,特别是其核心的制造执行系统。然后针对智能工厂的关键技术:数据采集方法和数据融合集成平台进行了探讨。然后,根据论文依托的项目,对企业的进行需求分析,然后根据企业的实际需求,提出了面向车间生产制造过程的制造执行系统(MES)设计方案,对系统的架构、流程、功能模块和权限进行了详细的研究和设计。然后,针对企业的需求,研究了MES的制造信息处理技术,对设备的关键绩效OEE和其他设备信息、制造执行信息还有数采和可视化看板得到的异常信息进行了研究,建立了完善的绩效评估体系。然后研究了制造信息的制造过程可视化技术,包括生产看板技术和VR虚拟现实技术。最后,在上述研究的基础上,根据系统的总体设计方案,参照MVC的软件设计模式,利用J2EE开发平台,设计开发了基于B/S体系架构的制造执行系统,并在企业中投入生产测试,获得了良好的反馈。
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