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1、第第4章章 多多源制造信息感知技术源制造信息感知技术智能制造系统与决策智能制造系统与决策提提 纲纲2 21 1制造系统多源信息源分析制造系统多源信息源分析3 34 4制造系统多源信息主制造系统多源信息主动感知模型动感知模型多源制造信息的主动多源制造信息的主动获取技术与传输方法获取技术与传输方法多源制造信息主动感知系多源制造信息主动感知系统的设计与实现统的设计与实现1.1.制造系统多源信息源分析制造系统多源信息源分析n与设备运行工况相关的与设备运行工况相关的信息源信息源 生产设备作为生产资源的重要组成部分，设备的运行状态对企业的经济效益至关重要，设备的运行工况能够反映出当前设备的运行状况以及设备
2、各系统的功能是否正常。1.1.制造系统多源信息源分析制造系统多源信息源分析1 1）把设备的关键部件和薄弱环节作为巡检的重点对象把设备的关键部件和薄弱环节作为巡检的重点对象2 2）预测将要发生的异常，及时采取补救措施预测将要发生的异常，及时采取补救措施n与工件加工质量相关的与工件加工质量相关的信息源信息源 机械产品使用性能及使用寿命与组成产品的零件的质量密切相关，零件的加工质量是保证机械产品工作性能和产品寿命的基础。1.1.制造系统多源信息源分析制造系统多源信息源分析1 1）加工精度：尺寸精度、形状精度和位置精度加工精度：尺寸精度、形状精度和位置精度2 2）表面质量：表面粗糙度和表面层的物理力学
3、性能表面质量：表面粗糙度和表面层的物理力学性能n与物料与物料/ /人员相关的人员相关的信息源信息源1 1）物料当前位置、数量、状态信息对于库存的及时补充、保持各种物料在安全库存范围内、在制品数量的管理与控制具有重要意义。2 2）在制品的管理工作，要求对在制品的投入、出产、领用、发出、保管、周转做到有数、有据、有手续、有制度、有秩序。3 3）人员信息包括操作人员与生产相关的信息，例如工龄、擅长工种以及在生产过程中产生的加工信息、加工记录、完成任务历史记录。 合适的调配调度； 应对生产排产变更； 为实现“智能工厂”提供实时现场多源数据支撑。1.1.制造系统多源信息源分析制造系统多源信息源分析n与生
4、产环境相关与生产环境相关的的信息源信息源1 1）生产环境不仅对人的体力负荷、智力负荷、心理负荷等有显著影响。2 2）生产环境对对设备的运行状况有重要影响。3 3）生产设备的运行状况、使用寿命、加工精度都需要特定的生产环境条件。 根据不同季节、不同产品、不同生产线、不同设备为生产环境设定不同的参数对于保证生产的顺利进行、提高生产效率、减少生产故障的发生。1.1.制造系统多源信息源分析制造系统多源信息源分析2.2.制造系统多源信息主动感知模型制造系统多源信息主动感知模型2.2.制造系统多源信息主动感知模型制造系统多源信息主动感知模型n制造系统多源信息主动制造系统多源信息主动感知感知 制造系统多源信
5、息主动感知是指通过在生产现场配置各种信息采集装置，采集制造系统多源信息，并对之进行有效的分析处理，使上层管理者了解实时、精确、全面的生产现场状态。n需求分析需求分析1 1）生产现场传感器优化配置2 2）传感器管理3 3）多源制造数据的采集与传输2.2.制造系统多源信息主动感知模型制造系统多源信息主动感知模型n硬件硬件设计设计 通过集成异构传感器群与工控机，形成一种嵌入式多源制造信息感知装置，从硬件层面上实现对制造运行过程的多源实时制造数据的自动获取与传输。硬件设备：硬件设备：1 1）显示终端2 2）工控机3 3）异构接口集成器4 4）异构传感器群2.2.制造系统多源信息主动感知模型制造系统多源
6、信息主动感知模型n硬件硬件设计设计2.2.制造系统多源信息主动感知模型制造系统多源信息主动感知模型n软件软件设计设计 在系统硬件配置的基础上，设计了相应的多源制造信息感知器软件系统，以实现对异种传感器的集中管理、数据采集、处理与实时传输。四个模块：四个模块：1 1）“即插即用”式异构传感器管理2 2）事件驱动的实时多源制造信息获取方法3 3）基于B2MML的多源制造信息标准化4 4）实时多源制造信息与现有系统的共享与集成2.2.制造系统多源信息主动感知模型制造系统多源信息主动感知模型n软件软件设计设计3 3. .多源制造信息的主动获取技术与传输方法多源制造信息的主动获取技术与传输方法n“即插即
7、用即插即用”式异构传感器式异构传感器管理管理1 1）不同的传感器具有自己的驱动软件、通讯标准、通讯协议及感知服务方法2 2）使缺乏传感器专业技能的用户以一种统一的模式来管理和配置各类传感器感知服务就成为一种必然要求3 3）传感器感知服务注册流程框架能够集成各类传感器驱动来形成一个统一的框架，实现传感器感知服务方法的配置与企业信息信息系统进行绑定。3 3. .多源制造信息的主动获取技术与传输方法多源制造信息的主动获取技术与传输方法n事件驱动的实时多源制造信息获取事件驱动的实时多源制造信息获取方法方法 事件驱动的实时多源制造信息获取方法是实现MES实时生产信息主动感知的前提和基础，为制造执行过程的
8、主动感知和动态调度决策提供制造资源基本事件信息。 1）原始事件(Primitive Events, PE)：指某一时刻传感器读取并传递的信息，往往数据量非常大且无法直接利用。原始事件用(SID, VID, T)表示预处理过程：过滤、筛选、解释、组合2）基本事件(Basic Events, BE):反映单个或同类物品的实时时空状态或制造状态变化的事件，是产品有用信息的最小单元。基本事件用(Object_ID, Attributes, Context, T)表示五种基本事件：“领料出库事件、加工及装配事件、WIP流通事件、质量检测事件、完工入库事件”3 3. .多源制造信息的主动获取技术与传输方法
9、多源制造信息的主动获取技术与传输方法n基于基于B2MMLB2MML的多源制造信息的多源制造信息标准化标准化1 1）上下层系统的信息数据结构不同，描述方法不一致，各系统之间数据无法相互理解。2 2）WBF（World Batch Forum，世界批量论坛）的XML工作组研发了B2MML(Business To Manufacturing Markup Language)企业制造标记语言。 B2MML包含的七个与生产信息相关的信息模型： 设备; 物料; 人员; 加工片段; 产品定义; 生产能力; 生产绩效3 3）ISA-95标准提供模块和术语，使企业系统和生产控制系统使用的信息变得标准化。3 3.
10、 .多源制造信息的主动获取技术与传输方法多源制造信息的主动获取技术与传输方法n基于基于B2MMLB2MML的多源制造信息的多源制造信息标准化标准化3 3. .多源制造信息的主动获取技术与传输方法多源制造信息的主动获取技术与传输方法n基于基于B2MMLB2MML的多源制造信息的多源制造信息标准化标准化3 3. .多源制造信息的主动获取技术与传输方法多源制造信息的主动获取技术与传输方法n实时多源制造信息与现有系统的共享与实时多源制造信息与现有系统的共享与集成集成 多源实时信息需要经过信息增值技术实现与现有系统的共享与集成，多源实时信息的增值主要基于规则库、组合运算、数据挖掘等方法实现。 成本控制生
11、产准备时间的标准化实际生产进度与计划和交货期的对比生产过程在线质量信息的监控与诊断多制造资源质量信息全程关联追溯3 3. .多源制造信息的主动获取技术与传输方法多源制造信息的主动获取技术与传输方法4.4.多源制造信息主动感知系统的设计与实现多源制造信息主动感知系统的设计与实现n硬件硬件原型原型4.4.多源制造信息主动感知系统的设计与实现多源制造信息主动感知系统的设计与实现n系统系统界面界面（1 1）传感器驱动）传感器驱动 基于嵌入式系统理念，对接入到多源制造信息感知装置的异构传感器进行集成运行管理建立异构传感器和标准接口驱动库集中管理系统，实现对新接入的传感器部署标准化的驱动和运行服务调用接口通过标准的接口来管理所接入传感器的感知服务，进而实现异构传感器在感知装置中的“即插即用”式驱动和运行。4.4.多源制造信息主动感知系统的设计与实现多源制造信息主动感知系统的设计与实现n系统系统界面界面（2 2）传感器管理）传感器管理敬请批评指正！敬请批评指正！
