数字化车间制造过程数据采集与智能管理研究

摘要

随着互联网技术、信息技术的不断更新，使得制造业向着智能化、信息化、数字化发展。数字化车间的建立是制造企业发展的趋势，对车间制造过程数据的实时采集，实现制造过程智能管理是实现数字化车间的基础。因此，本文研究开发了数字化车间制造过程数据采集与智能管理系统，为制造过程管控提供优化决策和支持，以提升企业生产车间管理水平、提高生产效率。本论文的主要研究工作如下： 首先，对企业信息化管理的需求进行了分析，研究了制造物联特征和内涵，在制造物联体系架构的基础上，提出了数字车间制造过程智能管理技术架构。总结了数据采集方法和集成方式，根据“互联网+”协同制造、制造物联、云制造等新型制造模式，建立了制造过程数据管理模型和应用规划；针对某航天制造企业车间生产现状和系统需求，结合数字车间制造过程智能管理技术架构理论体系，建立了数据采集与智能管理技术架构，该架构由车间层、数据传输与处理层和管理层组成，阐述了各层之间的关系，对系统网络架构进行了设计，并选择了B/S结构作为软件架构。 然后，研究了数控设备状态数据采集方法，实现了基于网口、串口、电器电路信号的三种方式对分布式异构数控机床进行数据采集，设计开发了不同采集方法的采集程序；设计了一种通用式异构分布式数控机床联网方案，选择了 Modbus 通信协议，实现了车间层与数据库服务器之间的数据交互，采用 WebSocket 技术实现了数控机床状态数据的实时传输，并对软件系统的功能模块进行了详细设计。 最后，在以上研究的基础之上，进行了原型软件系统的开发，对数据库的功能进行了设计和实现，介绍了系统的开发和运行环境，对系统功能模块进行了测试，验证了系统的可信性和有效性。

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