茶叶加工生产线快速构建关键技术及其应用

摘要

近年来，茶叶加工模式正从传统手工农业向着具有标准化、规模化、自动化特点的现代农业领域转型。然而，目前我国茶叶品类繁多、工艺各异、市场需求多变，企业为适应发展的需要，需即时调整生产线配置方案。现有茶叶加工生产线的调整配置工作，主要由工程师基于工艺需求、产量需求以及厂房条件进行人工测算及工程图绘制，产生大量重复性人工成本消耗。为此，本文提出面向茶业加工生产线快速配置的智能设备选型、布局、配准等关键技术方法，并搭建能够实现以上功能的交互平台。
　　有关各章内容分述如下:
　　第一章，分析茶叶加工生产线配置工作中的难点问题，从环境、工艺、工程等方面分别概述研究现状，阐明课题的背景和意义，提出茶叶加工生产线快速配置中关键技术路线。
　　第二章，面向不同茶叶种类、等级的变工艺、产能加工需求，提取关键工艺节点构建生产线特征模块，结合算法实现生产全线序列化单机的快速配置。
　　第三章，在新生产线硬件环境配置完成的基础上，实现以底层控制元器件为驱动的生产线控制系统智能测算，提供直观的生产线各模块I/O端口情况、控制元器件需求以及相关预算需求的测算结果。
　　第四章，在已知生产线单机序列的情况下，根据厂房约束对生产线进行智能布局，同时以定参数方式确定评估标准，实现对自动布局结果的智能优选。
　　第五章，基于智能优选的平面布局结果，引入位置无关的平面图布置方法，利用设备方位及连接关系编码获得设备方位信息，通过基准约束自动实现全线设备的三维模型展示。
　　第六章，以上述章节中研究内容为基础，开发茶叶生产线智能化配置平台，并进行应用实例验证。实例运行结果显示，系统界面友好、操作便捷，极大地提高了茶叶生产线的设计效率，降低了设计成本。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 茶叶生产线构建难点

1．2 国内外研究现状分析

1．3 课题来源及研究意义

1．4 本文章节内容及路线

第2章 工艺产能需求驱动的茶叶加工生产线设备快速配置

2．1 快速化配置需求驱动的茶机特征数据库构建

2．2 工艺及产能需求驱动的生产线核心单机配置

2．2．1 变工艺需求下核心单机类型配置

2．2．2 变产能需求下核心单机型号选择

2．3 关联性约束驱动的茶叶生产全线模块化构建

2．3．1 核心单机的周边辅助性机器配置

2．3．2 模块出入接口的物理及功能约束

第3章 性能预算驱动的茶叶加工生产线底层控制元件配置

3．1 集成单机子元件控制端口特征的数据库构建

3．2 基于特征库的控制模块点位信息智能化定义

3．3 面向生产成本优化的控制元件配置智能评估

第4章 关联厂房约束驱动的茶叶加工生产线自动二维布局

4．1 单机及厂房的差异化特征建模及数据库构建

4．1．1 单机设备模型及特征数据库

4．1．2 厂房边界模型及特征数据库

4．2 基于方向编码的生产线设备间碰撞约束检测

4．2．1 设备节点的构建方法

4．2．2 构建中结构碰撞检测

4．3 基于厂房边界的生产线构建中环境约束检测

4．4 面向参数化布局优选的生产线评估模型构建

第5章 关联配准约束驱动的茶叶加工生产线快速三维构建

5．1 基于端面结构基准的可视化三维模型库构建

5．2 基于衔接关系矩阵的单机间端口自适应匹配

5．3 关联配准约束驱动的生产线三维化模型构建

第6章 茶叶生产线智能化配置平台开发及其应用实例验证

6．1 智能化配置平台的开发环境及平台结构简介

6．1．1 配置及其评估系统方案

6．1．2 二维结构布局系统方案

6．1．3 三维结构配准系统方案

6．2 茶叶加工生产线智能配置平台应用实例验证

6．2．1 茶叶加工生产线配置方案生成

6．2．2 茶叶加工生产线二维布局生成

6．2．3 茶叶加工生产线三维模型生成

第7章 总结与展望

7．1 研究总结

7．2 研究展望

致谢

参考文献