车间数字化制造中的移动人机协同网络研究

摘要

数字化制造实际上包括稳态过程和非稳态过程,目前强调自动化无人操作的数字化制造适应于稳态过程,在非稳态过程中却表现不佳.本文提出了把人类智能信息化并集成到数字化制造过程中去,构建新型数字化制造.新概念的数字化制造系统将能够通过本文阐述的移动人机协同网络使非稳态生产过程的管理控制变得灵活有效,并且依然保持稳态生产过程的自动化大批量生产能力. 本文的主要内容是研究如何在现代无线移动通信及网络技术的基础上,把车间现场工作人员的智能、工作经验以及判断推理能力信息化并集成到数字化制造过程中去,使人成为车间中活动的生产节点,消除车间底层制造的信息盲区.为实现这一目标,文中重点研究了两类无线网络--802.11通信标准上的有基站无线网络和蓝牙通信标准上的移动自组网络(Ad Hoe网)--的工业应用技术.其中,802.11无线网络在工业中应用较早,技术也较成熟,而移动自组网是首次被引入制造业中.文中最后给出了这两种无线网络在车间制造环境下的实现.这些技术的引入为制造业中人与机的有机结合铺平了道路. 文中围绕上述概念和内容,最终提出一种基于无线通信及网络技术的数字化制造应用模式和框架结构,为更柔性的制造和更有效的人机协同开辟了新的途径.

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第一章绪论

1.1制造业中的数控与数字化制造

1.1.1新一代数控系统和数字化制造发展方向

1.1.2我国数控技术和数字化制造发展与面临的问题

1.2新型数字化制造概念的提出

1.2.1课题提出背景

1.2.2新型数字化制造中人机沟通协作的概念

1.3目前无线技术在制造业中的应用

1.4课题来源、主要内容

1.4.1课题来源

1.4.2课题研究的主要内容

第二章无线通信及无线组网技术

2.1无线通信

2.1.1无线移动通信技术发展与应用

2.1.2现代无线通信标准

2.2无线网络

2.2.1无线网络应用模式与结构

2.2.2 Ad Hoc网络

2.3无线技术在制造业中的应用与发展

第三章移动人机协同网络的网络结构及其特点

3.1移动人机协同网络MHMCN(Mobile Human Machine Collaborative Network)的框架结构

3.1.1数字化制造单元中MHMCN的任务分析

3.1.2 HMCC中人机协同无线网络MHMCN的应用特征

3.1.3MHMCN的功能定位

3.2 MHMCN的组成与结构

3.2.1人机协同无线网络MHMCN组成

3.2.2移动人机协同网络MHMCN的结构

3.3无线网接入有线网

第四章车间移动人机协同网络的实现

4.1 MHMCN的实现方案

4.1.1人机协同网络MHMCN中移动节点的建立

4.1.2 MHMCN中数控设备节点的建立

4.2移动人机协同网络的实现

4.2.1移动控制网络实现

4.2.2移动管理调度网络实现

第五章结论与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

附录缩略语和术语

攻读硕士学位期间发表及撰写的论文