智能料箱使能的车间物料管控方法与系统研究

摘要

随着市场竞争日趋激烈以及科学技术的快速发展，以多品种、小批量、混合流水线组织生产的方式逐步成为制造型企业的发展趋势。物料管控活动是制造型企业生产活动的重要组成部分。加强对车间线边物料的管控是保证生产作业准时高效运行的基础。鉴于此，本文以混流装配线的线边物料管控为研究对象，针对当前物料管控方法存在的问题，提出基于智能料箱的物料管控方法，以达到改善车间物料管控状况的目的。
　　首先，总结了混流装配线的特征，并对混流装配线物料管控需求因素、物料配送约束因素以及当前物料管控方法进行分析。在此基础上，提出了一种基于智能料箱的物料管控方法，提高线边物料管理水平和提高物料配送量的精确度，降低物料取用的出错率。
　　其次，设计智能料箱的整体架构，选择静止式智能料箱作为本文主体方案。根据静止式智能料箱的特点设计了其管控流程、硬件模型以及信息模型。
　　然后，结合静止式智能料箱的管控特点以及线边物料分类管理需求，提出了面向多工位的线边物料管理策略，构建以料箱作为线边物料基本管控单元，并通过算例验证该策略的可行性;根据线边物料配送需求，以料箱为基础设计了物料配送方法;通过料箱信息元确定配送需求量和配送时间窗，通过配送信息元确定单次配送量;以料箱为基础，结合不同等级的物料特点、物联网技术以及工艺信息设计线边物料取放监控策略，解决了配送物料卸载出错以及装配取料出错的问题。
　　最后，设计开发了智能料箱使能的物料管控系统的原型系统，用以验证所提出方法的有效性和正确性。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 人工智能研究现状

1．2．2 物联网研究现状

1．2．3 物料管控的研究现状

1．3 主要研究内容和论文结构

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文结构

2 混流装配线物料管控方法分析

2．1 混流装配线特征分析

2．2 混流装配线物料管理需求与配送约束因素分析

2．2．1 物料管理需求因素分析

2．2．2 物料配送约束因素分析

2．3 混流装配线物料管控方法优缺点分析

2．3．1 推动式物料管控方法优缺点分析

2．3．2 拉动式物料管控方法优缺点分析

2．4 物联网环境下基于智能料箱的物料管控方法

2．5 本章小结

3 智能料箱使能的车间物料管控框架设计

3．1 智能料箱的定义及分类

3．1．1 智能料箱的定义及特征

3．1．2 智能料箱的分类及选用

3．2 智能料箱使能的车间物料管控运行框架设计

3．2．1 智能料箱使能的物料管控模型架构设计

3．3．2 静止式智能料箱管控流程设计

3．3．3 静止式智能料箱管控硬件模型设计

3．3．4 静止式智能料箱管控信息模型设计

3．3 本章小结

4 智能料箱使能的车间线边物料管控策略设计

4．1 面向多工位的线边物料管理策略设计

4．1．1 问题描述

4．1．2 基于料箱的线边物料管理策略设计

4．1．3 工位群的划分策略设计

4．1．4 物料分类与存储策略设计

4．1．5 实验验证

4．2 基于智能料箱的线边物料配送策略设计

4．2．1 物料配送数据基础

4．2．2 基于智能料箱的物料配送策略设计

4．2．3 配送时间窗的设计

4．2．4 单次配送量设计

4．2．5 配送需求的计算

4．2．6 实验验证

4．3 基于智能料箱的物料取放监管策略设计

4．3．1 基于智能料箱的物料取放监管数据基础

4．3．2 基于智能料箱的物料取用防错对策设计

4．3．3 物料取放防错流程设计

4．3．4 防错逻辑设计

4．4 本章小结

5 智能料箱使能的原型系统设计与实现

5．1 系统的总体构思

5．2 系统的硬件选择和构架设计

5．2．1 逻辑模型设计

5．2．2 用例模型设计

5．2．3 技术采用以及硬件选择

5．3 系统的软件设计

5．3．1 系统功能设计

5．3．2 系统数据库设计

5．3．3 系统流程设计

5．4 系统实现

5．5 本章小结

6．1 论文总结

6．2 研究展望

参考文献

作者简历及攻读硕士／博士学位期间取得的研究成果

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