基于物联网的离散制造生产线质量追溯系统研发

摘要

随着物联网技术的发展,其在工业领域的应用即工业物联网被认为是未来物联网应用的一个热点。针对国内离散制造业特别是众多中小离散制造企业质量控制自动化水平低的现状,本文结合工业物联网技术研发基于物联网的离散制造生产线质量追溯系统,利用传感器、工业无线通信、自动识别等技术将中小离散制造企业底层生产工序连接为一体,实现人、产品、设备、事件等数据实时采集、产品质量实时控制和事后追溯,满足了企业对车间自动化、信息化改造的巨大需求,提升中小离散制造企业的质量控制水平。本文的主要工作如下:
　　1.设计适合于中小离散制造企业车间的物联网系统六层结构;其中设备接入层为工序设备添加自动识别、联网通信等功能,简化各类“信息孤岛”纳入物联网的工作;数据传输层采用工业无线以太网技术,在设备接入层与数据监控层之间建立“设备主动,主机确认”的双向通信模式,协议内容整合四级生产要素标识、多工序参数、计数核实、连锁功能控制与数据校验等信息,实现数据监控层对工序设备层的反馈控制。
　　2.利用IDEF建模技术提出组态信息和执行代码相分离的离散制造车间生产线组态方法;该方法采用一组可随生产需求变更在车间快速配置的结构化二维关系表实现生产线组态,程序启动时读取车间数据库独立保存的组态信息进行初始化。基于该组态方法与四级生产要素标识,提出由设备申请、基于连锁工序号的连锁控制方案;提出三种产品差错模式、两种工序间防差错控制策略。
　　3.采用.NET平台、三层架构开发具有生产流程组态、生产线实时监控、工序质量追溯、工序实时连锁、与产品确认工序五个主要功能模块的系统监控软件。同时应用SQL Server分布式数据库技术实现车间数据共享与车间组态信息及生产数据的工厂应用层集成。

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表清单

1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的创新点及各章内容简介

2 系统整体设计

2.1 系统需求分析

2.2 系统结构

2.3 工序质量控制终端简介

2.4 数据传输层通讯设计

2.5 数据监控层存储技术选择

3 系统实现关键技术

3.1 IDEF建模方法

3.2 离散制造车间生产线组态方法

3.3 生产流程质量追溯与连锁

4 系统软件设计与实现

4.1 开发平台

4.2 软件架构

4.3 软件主要功能模块

5 系统验证

5.1 模拟验证

5.2 现场实际生产线验证

6 结论与展望

6.1 研究总结

6.2 需进一步开展的工作

参考文献

作者简历