基于物聯(lián)網(wǎng)的機械產(chǎn)品裝配過程監(jiān)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研究（可編輯）

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的機械產(chǎn)品裝配過程監(jiān)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研宄基于物聯(lián)網(wǎng)的機械產(chǎn)品裝配過程監(jiān)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研究研宄方向生造過猩些塑j皇控亟導(dǎo)師及職稱塞明周教援年月合肥工業(yè)大學(xué)本論文經(jīng)答辯委w會全體委w審查，確認(rèn)符合合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文質(zhì)量耍求。答辯委員會簽名：工作單位、職稱主席:糾磷毖锨東倍家僅委員：會肥。出六謄；譯。寵凌乒正蟀副荔嬡觫乙芝灰丐徭弘黻§僻破吾專僻壩孑軌州切，巧釧觚礁余牌噸飛售、淀啦苗導(dǎo)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)卜.進行的研究：作及取得的研宄成果。據(jù)我所矢口，除了文中特別加以標(biāo)志和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果，或其他教育機

2、構(gòu)的學(xué)位或證二而使用過的材料。與我一同：【作也不包含為獲得金月里j工些厶堂的同志對本研宄所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。簽字日：履年月弓日學(xué)位論文作者簽字：三弓哥學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解金ii幽：些厶堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,有權(quán)保留并向金月巴：叢國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)可以將學(xué)位論文的全部或部分論文內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采川影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。保密的學(xué)位論文在解密后適j本授權(quán)導(dǎo)師學(xué)位論文者簽名：三墉簽字閂劃：如年月閂簽字日期:年斗月蘿日學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向：岜

3、話:亨&萬工作單位：郵編：通訊地址:基于物聯(lián)網(wǎng)的機械產(chǎn)品裝配過程監(jiān)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研宄要摘隨著市場競爭的不斷加劇以及企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品口趨復(fù)雜，車間生產(chǎn)的不確 定性增加。企業(yè)必須通過加強對車間生產(chǎn)的控制和管理,及時生產(chǎn)出高質(zhì)量、 低成本、滿足客戶需求的產(chǎn)品。由于離散制造行業(yè)生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)信息繁多、 各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備和傳感器通信協(xié)議不一致、各類管理信息系統(tǒng)之間信息無法共享，使得離散制造企業(yè)很難對裝配過程進行有效的監(jiān)測與控制，論文對離制造業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展過程進行深入的分析和研究，并此基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建裝配過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)平臺。首先，論文闡述了裝配制造業(yè)裝

4、配流程，對生產(chǎn)信息進行分析與歸類，再詳細(xì)介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及基于的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，并闡述裝配過程生產(chǎn)信息采集流程及過程控制動作元的定義;其次，引入可視化監(jiān)控技術(shù)的概念，運用多種不同形式的圖形，清晰、直觀地將裝配過程信息呈現(xiàn)出來，以實現(xiàn)企業(yè)管理者對裝配過程進行奮效的監(jiān)與管理;最后，基于上述理論和技術(shù)，構(gòu)建山一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配過程監(jiān)測與控制平臺，并在某發(fā)動機裝配車間屮到良好的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：裝配過程物聯(lián)網(wǎng)動作元可視化;致謝在論文完成之際，首先衷心地感謝我的導(dǎo)師劉明周教授，在論文完成過程和三年的讀研期間，無論在學(xué)習(xí)上、在科研中還是在生活上，一直得到劉老師的悉心指導(dǎo)和

5、關(guān)懷,我所取得的每一點進步都是與劉老師分不開的。劉老師傅的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、一絲不茍的敬業(yè)精神、誨人不倦的教育情懷和事業(yè)的執(zhí)著追求，必將使我受益終身，鞭策我永遠奮進。在此，謹(jǐn)向劉老師表示崇高的敬意和衷心的感謝同時，衷心感謝工業(yè)工程系的張彥如、曹國安、嚴(yán)正峰、沈維蕾、葛茂根、扈靜、張銘鑫等老師在我的課題研究過程中給予的指導(dǎo)、幫助和大力支持。別感謝北京交通大學(xué)的蔣增強老師，他們在我讀研期間給予了很多的幫助，論文的寫作過程中提出了許多寶貴意見。感謝同屆的凌琳、趙志彪、伊麗莉、王漢敏、周維維、王曉宇、吳文瑞、邱長敏、羅洋、張淼等研究生同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，也感謝馬靖、王小巧、章 媛、楊鐸、張萱等同學(xué)對

6、我的熱情幫助。感謝評閱木文的各位專家、學(xué)者，感謝你們在百忙中抽出時間給木文提出寶貴意見。最后，謹(jǐn)以此文獻給我最親愛的父母雙親、弟弟妹妹和女友，以及所有關(guān)心、支持和幫助過我的師長、同學(xué)和朋友們，感謝他們在我漫漫求學(xué)路上所予的一切鼓勵和支持。作者:王強年月目錄第一章緒論?.引言?.課題的研宄現(xiàn)狀?.制造過程監(jiān)測與控制技術(shù)的發(fā)展歷程.制造過程監(jiān)測與控制的研宄現(xiàn)狀？.可視化技術(shù)應(yīng)用研允現(xiàn)狀？.課題研究的目的和意義? 一.課題的來源和研究內(nèi)容? 一.論文的組織結(jié)構(gòu)?.第二章機械產(chǎn)品裝配過程生產(chǎn)信息分析及研宄？.裝配生產(chǎn)特點? 一.以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程.裝配過程生產(chǎn)信息分析？.產(chǎn)品/工藝類信息.

7、生產(chǎn)組織類信息?.制造資源類信息？.裝配過程類信息？.裝配履歷類信息？.本章小節(jié)？第三章基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配過程牛.產(chǎn)信息采集與過程控制技術(shù)研究?.物聯(lián)網(wǎng)簡介.物聯(lián)網(wǎng)概念及特征.物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)?.基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配監(jiān)測與控制應(yīng)用架構(gòu).裝配過程生產(chǎn)信息采集方法研究簡介?.裝配過程生產(chǎn)信息采集及其流程.裝配過程標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計？.裝配過程生產(chǎn)信息的采集方法? 一.裝配過程控制技術(shù)研究？.裝配過程控制流程分析?.裝配過程控制組態(tài)中對象的定義.裝配過程控制組態(tài)配置?.木章小節(jié)?第四章面向裝配過程的可視化監(jiān)控技術(shù)研究？.可視化技術(shù) .可視化技術(shù)概述?.可視化技術(shù)在裝配制造業(yè)中的應(yīng)用？.裝配過程生產(chǎn)信息可視

8、化方法研究實時信息可視化處理.實時信息可視化預(yù)處理.實時信息可視化實現(xiàn)?.過程信息可視化處理.過程信息可視化預(yù)處理一.過程信息可視化實現(xiàn)?.統(tǒng)計信息可視化處理.統(tǒng)計信息可視化預(yù)處理一.統(tǒng)計信息可視化實現(xiàn)? 一.本章小結(jié)？第五章基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)實現(xiàn).基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)介紹？.基丁物聯(lián)網(wǎng)的裝配過程監(jiān)測系統(tǒng)模型？.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).裝配線介紹.現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)建?.系統(tǒng)實現(xiàn)？.生產(chǎn)計劃管理模塊? 一.物料配送模塊.人員狀態(tài)監(jiān)控模塊?.設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控?.在制品隊列跟蹤？.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測?.生產(chǎn)過程可視化監(jiān)控?.在線質(zhì)量監(jiān)測與分析?.產(chǎn)品履歷管理.本章小結(jié)?第六章總結(jié)

9、與展望.總結(jié)？.展望？參考文獻?插圖清單圖.網(wǎng)絡(luò)化的制造過程監(jiān)測與控制結(jié)構(gòu)圖.圖.論文結(jié)構(gòu)體系?.圖?產(chǎn)品結(jié)構(gòu).圖.以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程圖圖.產(chǎn)品/工藝類信息?.圖?生產(chǎn)組織類信息圖.制造資源類信息圖.裝配過程類信息圖.裝配履歷類信息圖.產(chǎn)品履歷的基木表現(xiàn)形式圖?物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)圖.基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配過程監(jiān)測與控制應(yīng)用架構(gòu)圖？系統(tǒng)構(gòu)成及運行原理?.圖.標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲空間分配?.圖.關(guān)鍵件信息采集流程？圖關(guān)鍵件信息采集數(shù)據(jù)庫表視圖圖.典型工位控制流程圖？圖.過程監(jiān)控對象類圖圖工位設(shè)備配置?圖.控制對象過程控制組態(tài)配置.圖.裝配過程生產(chǎn)信息可視化流程圖圖.數(shù)據(jù)訪問及其可視化的體系結(jié)構(gòu)圖.設(shè)備

10、可視化界面圖?過程信息可視化處理流程圖？圖.質(zhì)量信息統(tǒng)計分析流程圖某工序壓力值的均值極差質(zhì)量控制圖圖.某工序壓力值的均值運行圖？圖?壓力值分析圖?.圖?棊于物聯(lián)網(wǎng)的過程監(jiān)測系統(tǒng)模型圖裝配過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖.生產(chǎn)計劃調(diào)度模塊圖?物料配送圖.人員排班圖設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測？圖?在制品跟蹤圖.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測.圖生產(chǎn)過程可視化監(jiān)控？圖?均值運行圖?.圖?產(chǎn)品信息追溯.？?.表.裝配過程控制動作元明細(xì)表.工序能力的判斷標(biāo)準(zhǔn)?第一章緒論.引言隨著市場競爭的全球化，嚴(yán)酷的市場競爭環(huán)境對傳統(tǒng)制造業(yè)提出了更高的要求和挑戰(zhàn),傳統(tǒng)制造企業(yè)競爭的熱點逐漸從硬件資源整合轉(zhuǎn)向合理利用和 化軟資源的分配，生產(chǎn)管理在整

11、個企業(yè)生產(chǎn)運作過程中顯得越來越重要，成 科研院所以及高校研究的熱點。作為我國國民經(jīng)濟主導(dǎo)行業(yè)的制造業(yè)，尤是傳統(tǒng)制造業(yè)，面對日益激烈的市場競爭,要想快速響應(yīng)不斷變化的市場需降低生產(chǎn)成本，迅速占領(lǐng)市場，最好的選擇無疑是對企業(yè)進行信息化改造，由此大批適用于企業(yè)管理層的軟件系統(tǒng)便應(yīng)運而生，例如、和等。隨著信息化技術(shù)在生產(chǎn)經(jīng)營活動中的廣泛應(yīng)用，企業(yè)計劃管理系統(tǒng)和車間控制系統(tǒng)己日漸成熟，典型代表有企業(yè)資源計劃，和過程控制系統(tǒng)，其應(yīng)用有效地提高丫生產(chǎn)經(jīng)營活動的效率。然而，由于和其他企業(yè)級業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)不能得到及時和準(zhǔn)確的生產(chǎn)過程信息，難以掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況,使得生產(chǎn)計劃制定難度越來越大，難以保證其準(zhǔn)確性和

12、可行性；同時，生產(chǎn)現(xiàn)場無法獲得一個穩(wěn)定的生產(chǎn)排程，再加上設(shè)備故障、員工缺工、產(chǎn)品質(zhì)量缺陷等等問題都會影生產(chǎn)活動的順利進行，由于生產(chǎn)現(xiàn)場各類設(shè)備或過程控制系統(tǒng)間通訊協(xié)議不致，信息資源難以實現(xiàn)共享，形成了一個個信息孤島，使得生產(chǎn)活動無法進行 有效的協(xié)調(diào)，從而造成物流不順暢、在制品庫存增加、資源浪費嚴(yán)重等一系問題，其問題主要有以下幾點:生產(chǎn)計劃多變、生產(chǎn)組織困難由于企業(yè)產(chǎn)品種類的紛繁復(fù)雜、市場訂單的不斷變化、物流的影響等都會導(dǎo)致制造業(yè)無法維持一個相對穩(wěn)定的生產(chǎn)排程，使得車間生產(chǎn)組織難度加大。過程數(shù)據(jù)采集自動化水平低，準(zhǔn)確度難以保證目前傳統(tǒng)離散制造業(yè)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集主耍以隨工單的形式來實現(xiàn)，雖然有

13、部分自動化數(shù)據(jù)采集設(shè)備如熱試機等，但其采集系統(tǒng)缺少m絡(luò)功能，可擴展性較差，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，只能存放于木地數(shù)據(jù)庫，待產(chǎn)品裝配完成后搜集所有紙質(zhì)信息和電子檔信息，再將大量信息統(tǒng)一錄入數(shù)據(jù)庫,這種數(shù)據(jù)管理模式具奮滯后性,傳統(tǒng)的制造企業(yè)生產(chǎn)車間管理層難以實吋獲取裝配過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。生產(chǎn)過程信息不透明，難以掌握實際生產(chǎn)狀況隨著市場競爭的不斷加劇，使得企業(yè)必須努力改善自身的業(yè)務(wù)流程和生產(chǎn)過程的優(yōu)化組合，以適應(yīng)快速變化的市場需求【。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式下,安全庫存和粗放式管理掩蓋了 “黑箱”式企業(yè)存在的不足，無法對裝配過程中實時的信息如計劃的執(zhí)行情況、物料配送狀態(tài)以及設(shè)備可動率、設(shè)備綜合效率指數(shù)等進行有

14、效的監(jiān)控與分析，為車間事務(wù)的處理帶來了安全隱患。一旦出現(xiàn)生產(chǎn)問題，無法及時的反饋及解決，黑箱作業(yè)透明化、如何做到對裝配過程實時監(jiān)測、如何更加靈活和高效的處理事務(wù)已成為目前離散制造企業(yè)亟需解決的問題蟬，】?？冃Э己死щy裝配現(xiàn)場無法提供準(zhǔn)確的生產(chǎn)過程信息，不能對現(xiàn)場人員的工作質(zhì)量、工作吋間、工作效率進行有效的統(tǒng)計與分析，設(shè)備的運行吋間、故障吋間、停機率也無法得到詳細(xì)的統(tǒng)計，造成績效考核困難。異地、異構(gòu)數(shù)據(jù)獨立，交互困難由于離散制造業(yè)信息采集點繁多，分布范圍廣，海量過程數(shù)據(jù)需耍實時傳輸，造成網(wǎng)絡(luò)通道阻塞，多設(shè)備、多通訊協(xié)議、多應(yīng)用程序間接u開發(fā)難度大,從而導(dǎo)致信息交互不通暢，系統(tǒng)維護困難。隨著物聯(lián)網(wǎng)

15、技術(shù)和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，二維碼標(biāo)簽和識讀器、標(biāo)簽和讀寫器、傳感器、終端、傳感網(wǎng)絡(luò)、移動通訊網(wǎng)絡(luò)、可編程控制器、工業(yè)控制計算機等不斷運用于工業(yè)現(xiàn)場，使得對生產(chǎn)過程進行全面感知與控制成為可能，促進了制造現(xiàn)場監(jiān)測與控制技術(shù)的發(fā)展。.課題的研究現(xiàn)狀 .制造過程監(jiān)測與控制技術(shù)的發(fā)展歷程 隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域信息化的水平得到了很大的提高，對制造車間而言，數(shù)據(jù)釆集是實現(xiàn)車間信息化的一個核心的環(huán)節(jié)，它是車間管理層y解現(xiàn)場實際狀況的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合過程控制系統(tǒng)才可以對車間現(xiàn)場進行有效管理并對牛.產(chǎn)過程進行合理的優(yōu)化配置。制造過程監(jiān)測與控制技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控

16、、本地化數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化制造過程監(jiān)測與控制等三個階段【“。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控傳統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)采集主要是以隨工單的形式來實現(xiàn)生產(chǎn)過程屮各類數(shù)據(jù)的采集，隨工單是隨著生產(chǎn)活動的進行流轉(zhuǎn)至各個工位,根據(jù)工位工藝規(guī)范的要求完成加工后，將相應(yīng)的需要采集的數(shù)據(jù)填寫在隨工單上，并記錄操作人員，隨工單依次經(jīng)過各個工位,過程控制則是通過質(zhì)量巡檢人員來實現(xiàn)，質(zhì)量巡檢人員會對生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品進行質(zhì)量的抽檢，同時將檢測結(jié)果一并記錄在隨工單中，在產(chǎn)品生產(chǎn)完成后，形成一張記錄產(chǎn)品生產(chǎn)過程的完整的紙質(zhì)檔案，待產(chǎn)品檢測合格入庫后存檔以便于后期產(chǎn)品質(zhì)量的追溯【。隨工單這種數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的手段有諸多不足，主要體現(xiàn)在以

17、下幾個方面： 降低工人的工作效率。多品種小批量的生產(chǎn)模式對生產(chǎn)節(jié)拍有很高的耍求，采用這種隨工單的形式，裝配工人不但需要按照工藝指導(dǎo)文件完成工作任務(wù)，還需在工作完成后填寫隨工單，當(dāng)信息量比較多時將嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)拍，降低工作效率;無法實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控。采用隨工單的形式，只有在產(chǎn)品生產(chǎn)完成入庫后，隨工單的信息才能完整的呈現(xiàn)給車間管理層，其信息獲取具有明顯的滯后性，無法對生產(chǎn)過程中的信息進行實時的掌握;檔案管理不便。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展,產(chǎn)品種類越來越多,相應(yīng)的配套支持文檔也將隨之增加，采用這種隨工單形式的維護成本將越來越高，且紙質(zhì)文檔易損壞、易丟失、不易保存等缺點將進一步加大其維護難度;生產(chǎn)信

18、息無法統(tǒng)計。這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和過程控制方式無法對產(chǎn)品質(zhì)量、人w績效、設(shè)備可動率、設(shè)備可維護率進行分析，造成企業(yè)管理的不便。以上缺點使得車間管理的難度加大，很難提高牛.產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，也難以適應(yīng)變化莫測的市場環(huán)境。本地化的數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控本地化數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控是一種基于數(shù)據(jù)采集站式的過程監(jiān)控手段【川，0前具有一定自動化水平的設(shè)備都是采用這種方式，這種數(shù)據(jù)采集站式的監(jiān)控系統(tǒng)主要有可編程控制器、傳感器、工業(yè)控制用計算機、各類即插即用型數(shù)據(jù)采集設(shè)備等，采用這種數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控模式有效地解決y采用隨 單式的過程監(jiān)測的缺點和不足，進而提高了生產(chǎn)過程的可控性，改善了產(chǎn)品 量，有效地提高/企業(yè)生產(chǎn)

19、的效率，但其有諸多弊端，主要表現(xiàn)在:功能定制化，不可改變。所有的數(shù)據(jù)采集及其過程控制功能都是由本地計算機或者控制器來完成，無法完成功能的可配置，對于系統(tǒng)功能復(fù)雜度高的需求環(huán)境，這種方式實施難度將急劇增加;無法遠程控制。監(jiān)控人員需耍到現(xiàn)場才能了解到實吋的加工狀態(tài)，在本地工控機上對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行查詢分析及統(tǒng)計;系統(tǒng)可交互性差。由于無法通過網(wǎng)絡(luò)進行交互,使得車間管理層不能及時獲取生產(chǎn)過程屮的海量數(shù)據(jù)，而車間現(xiàn)場也不能及時地對生產(chǎn)計劃的更改進行及時的響網(wǎng)絡(luò)化制造過程監(jiān)測與控制隨著信息化技術(shù)、自動化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用到生產(chǎn)管理過程屮，使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式發(fā)生丫重大的變革,一批新的

20、生產(chǎn)模式也應(yīng)運而生，其代表性的生產(chǎn)模式有網(wǎng)絡(luò)制造、網(wǎng)格制造、敏捷制造等等，網(wǎng)絡(luò)化過程監(jiān)控以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，融合了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進的自動化技術(shù)，實現(xiàn)車間內(nèi)部資源的優(yōu)化組合，促進了資源的共享和息的集成【。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖.所示。網(wǎng)絡(luò)化的過程監(jiān)測與控制有如下特點：以分布式的結(jié)構(gòu)連接各車間、工作單元以及網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備，對車間內(nèi)信息進行分布式釆集，統(tǒng)一化管理，強大的遠程控制能力，使得用戶及調(diào)試人員能夠更加便利地對各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行監(jiān)測與锘?？刂泼姘蹇刂泼姘鍒D？網(wǎng)絡(luò)化的制造過程監(jiān)測與控制結(jié)構(gòu)圖.制造過程監(jiān)測與控制的研宄現(xiàn)狀隨著制造業(yè)和全球經(jīng)濟的迅速發(fā)展，企業(yè)之間的市場競爭越來越激烈

21、，客戶對企業(yè)響應(yīng)速度的要求越來越高。因此通過制造過程監(jiān)測與控制技術(shù)的研實時有效地掌握實際生產(chǎn)狀態(tài)，及時對生產(chǎn)過程屮的異常做出響應(yīng)，提高制企業(yè)生產(chǎn)效率和縮短生產(chǎn)周期，這己經(jīng)成為企業(yè)在競爭中獲勝的重要手段。在制造過程監(jiān)測與控制領(lǐng)域，國內(nèi)外許多學(xué)者從不同角度進行了研究。在信息感知方法上，經(jīng)歷丫從傳統(tǒng)的手工單形式的數(shù)據(jù)采集到基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息感知，物聯(lián)網(wǎng)感知層包括二維碼、標(biāo)簽和讀寫器、傳感器、傳感網(wǎng)絡(luò)等等，其主要功能是識別對象、感知信息，通過這些感知設(shè)備，可以對車間現(xiàn)場各類生產(chǎn)信息進行全而、詳細(xì)的感知及采集。fi前對制造過信息感知主要有如下研究和應(yīng)用: 孫棣華【等學(xué)者從制造過程物流和信息流的實時同步

22、的需求出發(fā)，結(jié)合與條碼各自的優(yōu)點，提出一種與條碼相融合的制造過程自動標(biāo)識技術(shù)，以有效地獲取制造現(xiàn)場的實時、同步的數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)過程精細(xì)化管理水平，進而提升企業(yè)生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。張翼德等學(xué)者研宄基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設(shè)計了一種新的傳感數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組網(wǎng)方式以及對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)采集算法,并驗了其有效性和實用性。周焱等學(xué)者將無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于智能環(huán)境，結(jié)合車間智能環(huán)境的具體應(yīng)用實際，提出了一種新型的用于車間智能環(huán)境的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能簽，并描述丫其軟硬件結(jié)構(gòu)。監(jiān)測是控制的先決條件，否則控制無從談起。在生產(chǎn)過程控制方面,對于離散制造業(yè)制造過程的控制，也可以說是邏輯

23、控制或者程序控制，從早期的械電磁原理的繼電器控制，發(fā)展為以電子邏輯電路為主的控制，進而產(chǎn)牛.了數(shù)字技術(shù)和微處理器為核心的可編程控制器。對于流程制造業(yè)制造過程的控制，從初期的機械控制器到基地式儀表，進而發(fā)展為氣動或者電動單元式組合儀表，一直到分布式控制系統(tǒng)，的產(chǎn)生。本身也是儀表控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)的結(jié)合體，其發(fā)展趨勢是控制范圍更廣、可靠性更高、精度和時性更高【引。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，國a外大多數(shù)的工業(yè)過程企業(yè)已經(jīng)普遍采用分布式控制系統(tǒng)，并部分實現(xiàn)了裝置的先進控制和全廠集中控制與管伴隨著的出現(xiàn)，組態(tài)這一概念開始被生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人w所熟知，它的定義是使用軟件工具對計算機及軟件的各

24、種資源進行配置，達到使計算機軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定的任務(wù)，滿足使用者要求的目的。組態(tài)軟件是完成數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它以計算機為基木工具，為實施數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、生產(chǎn)控制提供了基礎(chǔ)平臺和開發(fā)環(huán)境。組態(tài)軟件功能強大、使用方便，其預(yù)設(shè)的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)監(jiān)控的各項功能，并可向控制層和管理層提供軟、硬件的接口，使組態(tài)軟件可以方便、迅速地進行系統(tǒng)集成，構(gòu)造不同需求的數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控系統(tǒng)。但是a前的組態(tài)軟件把它的主要功能放在了監(jiān)測功能上，它們提供了豐富的圖形、圖庫及靈活方便的圖形編輯操作來模擬現(xiàn)場運行的情況。但是組態(tài)軟件的過程制模塊只能完成一些基本的控制功能,無法完成對復(fù)

25、雜操作的控制，同時在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行的實時數(shù)據(jù)交互方面存在著不足，另外生產(chǎn)裝置的改變或戶需求的改變，整個系統(tǒng)軟件不得不做很大的改變，以滿足新的需求。從上述制造過程監(jiān)測與控制的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀可以看出，目前國內(nèi)外對于制造過程監(jiān)測與控制已有較多的研究和應(yīng)用，但也存在一些不足，尤其在離制造業(yè)裝配過程管控集成領(lǐng)域的研究和應(yīng)用相對較少，大部分過程控制技術(shù)泛運用于流程制造業(yè)，現(xiàn)有技術(shù)和方法對離散制造業(yè)裝配過程這種特殊、復(fù)的場合適用性不高，因此,結(jié)合最新的計算機技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，針對裝配過程研宄其信息感知、管理與控制集成方法顯得非常必要。.可視化技術(shù)應(yīng)用研允現(xiàn)狀隨著計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)及信息技術(shù)的不斷發(fā)展

26、，可視化技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣，可視化把枯燥繁多、不易分析的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形直觀的現(xiàn)出來,大至氣象的模擬實驗，小至分子結(jié)構(gòu)的演示,并解決了一系列工程研宄中的難題。fi前國內(nèi)外可視化技術(shù)的應(yīng)用研宂主要在建模仿真、交通運輸、電網(wǎng)監(jiān)控和礦井監(jiān)控等領(lǐng)域，其研究成果主要有:何志霞【】等學(xué)者在搭建的比例放大多孔噴嘴內(nèi)空穴流動和噴霧的可視化試驗臺上，開展了不同噴射壓力下噴嘴內(nèi)空穴流動的可視化試驗，很好地驗了所建噴嘴內(nèi)空穴流動數(shù)值計算模型的準(zhǔn)確性。王子騰【】等學(xué)者通過可視化的方法將噪聲源及聲場分布實時顯示出來，實現(xiàn)對運動汽車噪聲源的快速定位和精確測量。蘇紅等學(xué)者研究了地鐵機電設(shè)備的可視化的管理軟件，大大提高工

27、作效率和管理水平。廖勝利等學(xué)者設(shè)計丫一種基于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的檢修計劃監(jiān)測和動態(tài)顯示輔助決策系統(tǒng)。應(yīng)用技術(shù)對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行可視化展示，有效地提高了電網(wǎng)檢修的準(zhǔn)確性和可靠性。李青【】等學(xué)者根據(jù)煤礦設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的特研究了實現(xiàn)礦井工業(yè)現(xiàn)場計算機立體模型可控可視化的技術(shù)途徑,實現(xiàn)了礦工業(yè)現(xiàn)場的可控可視化。相比而言，可視化技術(shù)在離散制造業(yè)的研宄應(yīng)用相對較少。本文擬在裝配過程生產(chǎn)信息感知和過程控制的基礎(chǔ)上，運用可視化技術(shù)將裝配過程真實再從而使得管理人員可以清晰、直觀地實現(xiàn)對裝配過程現(xiàn)場的全局性掌握和控.課題研宄的0的和意義隨著經(jīng)濟全球化的不斷進行，市場競爭日益激烈，如何能快速地響應(yīng)市場和客戶需求，如何讓生產(chǎn)

28、方式更加靈活地適應(yīng)于變化莫測的市場環(huán)境，己成企業(yè)贏得競爭的關(guān)鍵所在，這就耍求企業(yè)必須努力改善自身的業(yè)務(wù)流程和生 產(chǎn)過程的優(yōu)化組合。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，各類數(shù)據(jù)采集以及過程控 技術(shù)已經(jīng)廣泛運用于工業(yè)過程監(jiān)控屮，也為生產(chǎn)過程管理和過程監(jiān)控提供了 大的技術(shù)支持 目前,針對流程型制造業(yè)的過程監(jiān)控與管理技術(shù)已口趨完善，相應(yīng)的過程監(jiān)控軟件有西門子自動化公司的、亞控科技的組態(tài)王、羅克韋爾自動 等等，但由于離散制造業(yè)其獨特的行業(yè)特點以及業(yè)務(wù)處 化公司的 理流程的復(fù)雜性，目前適用于離散制造業(yè)的過程監(jiān)控軟件相對較少，大多數(shù)程監(jiān)控軟件的應(yīng)用范圍比較窄，功能相對較少，且隨著離散制造業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大和過程復(fù)雜程

29、度的提高，裝配過程數(shù)據(jù)交互也越來越多，生產(chǎn)變動素逐漸增加，生產(chǎn)制造過程也更加復(fù)雜易變，生產(chǎn)信息繁多，各類工控軟件之間功能和信息相互獨立、設(shè)備間因通訊協(xié)議的不同無法進行信息交互、車間箱式生產(chǎn)頻現(xiàn)，這樣對裝配現(xiàn)場信息的有效實時傳輸造成了嚴(yán)重的影響，從使得裝配過程得不到及時而有效的控制。因此，對裝配過程進行統(tǒng)一有效的測和控制變得至關(guān)重要。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐步應(yīng)用于離散型制造企業(yè)，具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、高集成性的中間件技術(shù)、成熟的射頻識別技術(shù)等已不斷融入到離散制造業(yè)生產(chǎn)過程屮的各個環(huán)節(jié)，從而使對制造現(xiàn)場進行有效、統(tǒng)

30、一、全面、實時的監(jiān)測和控制成為可能。本課題通過研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建面向離散制造業(yè)裝配過程的一體化監(jiān)測與控制網(wǎng)絡(luò)平臺，并在此基礎(chǔ)上研宂裝配過程生產(chǎn)信息的實時采集方法、裝配過程控制技術(shù)和裝配過程可視化監(jiān)控技術(shù)，從而實現(xiàn)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對裝配過程進行實吋監(jiān)測和控制以及裝配過程的動態(tài)回饋和管理，協(xié)助企業(yè)提高柔性生產(chǎn)和快速響應(yīng)市場的能力，從而提高生產(chǎn)率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，最終使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。.課題的來源和研宂內(nèi)容木課題來源于安徽某發(fā)動機制造公司.乘用車柴油發(fā)動機裝配線裝配過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)開發(fā)合作項目，論文主要研究內(nèi)容：機械產(chǎn)品裝配過程生產(chǎn)信息分析 機械產(chǎn)品裝

31、配過程中生產(chǎn)信息繁多復(fù)雜、類型多樣，為了對裝配過程進行 有效的監(jiān)測與控制，需要對裝配過程生產(chǎn)信息進行定義和分類。通過對以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程分析，結(jié)合裝配過程監(jiān)測與控制的實際需求，將生產(chǎn)過程信息進行詳細(xì)的分析并歸類；以支持基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配過程監(jiān)測與控平臺裝配過程生產(chǎn)信息采集，同吋文中也對產(chǎn)品裝配履歷的內(nèi)容及其形成進了詳細(xì)的說明?；谖锫?lián)網(wǎng)的裝配過程生產(chǎn)信息采集與過程控制技術(shù)通過研宄基于的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、分析裝配過程數(shù)據(jù)采集的特點，在此基礎(chǔ)上設(shè)計標(biāo)簽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以關(guān)鍵件信息采集為例闡明裝配過程生產(chǎn)信息采集流程，通過對裝配過程控制流程的深入分析，提出“動作元”的概念,并研究以動作元為基礎(chǔ)的裝配

32、過程控制流程可配置化的實現(xiàn)，客戶可以根據(jù)用對象及控制任務(wù)的耍求，以“搭積木式”的方式靈活配置，為裝配過程的監(jiān)測及實吋追蹤和控制提供基礎(chǔ)。而向裝配過程的可視化監(jiān)控技術(shù)在對裝配過程牛.產(chǎn)信息數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，引入可視化使能技術(shù)，并對裝 配過程生產(chǎn)信息的可視化進行分類，研宂裝配過程生產(chǎn)信息可視化處理流程及信息初始化方式，將各類生產(chǎn)信息以直觀的可視化的形式呈現(xiàn)，使管理薺時丫解裝配現(xiàn)場的狀態(tài)，結(jié)合自身的經(jīng)驗可以對生產(chǎn)過程屮潛在的問題進行測和及時規(guī)避，有效的對裝配過程進行監(jiān)測與控制。系統(tǒng)實現(xiàn)以某發(fā)動機裝配線為例，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、可視化技術(shù)構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配過程監(jiān)測與控制平臺，使得企業(yè)能夠?qū)崟r有效地掌

33、握裝配線生產(chǎn)狀及時對裝配過程中潛在的問題做出響應(yīng),提高了企業(yè)管理水平以及決策的時性，有效地改善了該發(fā)動機裝配線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。.論文的組織結(jié)構(gòu)論文共分為六章，分別為緒論、機械產(chǎn)品裝配過程生產(chǎn)信息分析及研宄、基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配過程生產(chǎn)信息采集與過程控制技術(shù)研宄、而向裝配過程的視化監(jiān)控技術(shù)研宂、某發(fā)動機生產(chǎn)線裝配過程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)以及總結(jié)與展下面是各章的具體內(nèi)容：第一章為緒論，介紹課題的研宂目的和意義，分析裝配過程監(jiān)測與控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并給出論文的主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)。第二章主要對機械產(chǎn)品裝配過程生產(chǎn)信息進行定義和分類，分析以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程,結(jié)合裝配過程監(jiān)測與控制的實際需求，

34、對裝配生 過程信息進行詳細(xì)分類，并介紹了產(chǎn)品履歷的內(nèi)容及其形成。第三章研究基于的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),分析裝配過程數(shù)據(jù)采集的特點，在此基礎(chǔ)上對標(biāo)簽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并闡明其數(shù)據(jù)采集流程,通過對裝配過程控制流程的深入分析，研究以動作元為基礎(chǔ)的裝配過程控制流程可配化的實現(xiàn)。第四章研宄面向裝配過程的可視化監(jiān)控技術(shù)、裝配過程生產(chǎn)信息的可視化處理流程以及信息初始化方式，并對其技術(shù)要點進行了分析研宂。第五章以某發(fā)動機裝配線的裝配過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)開發(fā)合作項目為研究平臺，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、可視化技術(shù)構(gòu)建面向裝配過程的監(jiān)測與控制系統(tǒng)。第六章主要是對工作的總結(jié)與展望。論文結(jié)構(gòu)體系如圖.所示。課題目的及意義、課題研宄現(xiàn)狀及主

35、要內(nèi)容第一章緒論瑾論第二章機械產(chǎn)品裝配過程牛.產(chǎn)信息分析及研究研bo幾/ 第二早鍵研第四章基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配過程數(shù)據(jù)采集與技宄面向裝配過程的可視化監(jiān)控技術(shù)術(shù)過程控制技術(shù)、，/ /守 ./例第五章驗?zāi)嘲l(fā)動機生產(chǎn)線裝配過程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)±l第六章總結(jié)與展望對課題研究的總結(jié)和展望圖論文結(jié)構(gòu)體系第二章機械產(chǎn)品裝配過程生產(chǎn)信息分析及研究機械產(chǎn)品一般是由多種零部件按照一定的功能和配合公差組合而成，裝配活動就是將這些零部件按照一定的工藝技術(shù)要求組裝起來，形成滿足消費者步產(chǎn)生一下息異對求的產(chǎn)品，隨著消費者需求多樣化和個性化的不斷發(fā)展，使得差異化產(chǎn)品逐取代單一的量產(chǎn)產(chǎn)品，差異化產(chǎn)品的增加勢必會造成生產(chǎn)

36、組織的復(fù)雜化，生活動中的不確定性和裝配過程的復(fù)雜性都會對裝配車間正常的裝配活動產(chǎn)定的影響，使得生產(chǎn)計劃與實際的生產(chǎn)進程脫節(jié)、生產(chǎn)效率降低、產(chǎn)品質(zhì)量降，這些問題出現(xiàn)的根源是由于企、ik管理層不能對裝配生產(chǎn)過程屮的各種信進行全面、及吋、準(zhǔn)確的感知，從而無法有效地處理裝配生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的常，為了解決上述問題，需要對裝配過程中的生產(chǎn)信息進行全面的采集以及關(guān)鍵的裝配過程進行有效監(jiān)控。本章將詳細(xì)地分析裝配生產(chǎn)的特點，通過對以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程分析，將生產(chǎn)過程信息進行詳細(xì)分析并歸類，為裝配過程生產(chǎn)信息采集供支撐，同時文屮也對產(chǎn)品裝配履歷的內(nèi)容及其形成進行/詳細(xì)說明。.裝配生產(chǎn)特點 根據(jù)產(chǎn)品的類型以

37、及生產(chǎn)工藝組織形式可將制造企業(yè)分成流程制造業(yè)和離散制造業(yè)。流程型制造包括重復(fù)生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)兩種類型，重復(fù)生產(chǎn)乂叫大批量生產(chǎn)，與連續(xù)生產(chǎn)有很多相同之處，區(qū)別僅在于生產(chǎn)的產(chǎn)品是否分離。重復(fù)生產(chǎn)的產(chǎn)品通?？梢粋€個分開,它是由離散制造的高度標(biāo)準(zhǔn)化后,為批量生產(chǎn)而形成的一種生產(chǎn)方式;連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品則是連續(xù)不斷地經(jīng)過加設(shè)備，一批產(chǎn)品通常不可分開。離散型制造是指以一個個單獨的零部件組成最終成品的生產(chǎn)方式，其生產(chǎn)組織類型按其規(guī)重復(fù)性特點又可分為車間任務(wù)型.和流水線型？。車間任務(wù)型生產(chǎn)是指企業(yè)的生產(chǎn)同時在幾個車間交叉進行，生產(chǎn)的零部件最終傳送裝配車間裝配，由質(zhì)檢部門對裝配完成的成品進行檢測，檢測合格件流入市的一

38、種生產(chǎn)組織方式;流水線型生產(chǎn)是指加工對象按事先設(shè)計的工藝過程依順序地經(jīng)過各個工位工作站，并按統(tǒng)一的生產(chǎn)節(jié)拍完成每一道工序的加工內(nèi)容的一種生產(chǎn)組織方式，這是一種連續(xù)的、不斷重復(fù)的生產(chǎn)過程,裝配生產(chǎn)過程是典型的流水線型生產(chǎn)方式。裝配生產(chǎn)主要有以下幾個方而的特點：并行、混流生產(chǎn):混流裝配線可以完成不同系列產(chǎn)品的裝配，裝配產(chǎn)品品種切換時不需要更換生產(chǎn)設(shè)備，只需要通過控制系統(tǒng)將產(chǎn)品品種變更信息發(fā)送至裝配線體即可完成其并行、混流生產(chǎn)。設(shè)備功能冗余度人：為了滿足混流裝配的要求，生產(chǎn)設(shè)備需要具有很強的通用性和可擴展性，通過改變運行參數(shù)和工裝夾具，邸可實現(xiàn)多品種加工的能力?？刂屏肯嗷オ毩?裝配生產(chǎn)過程不受物料特

39、性的影響，生產(chǎn)設(shè)備的控制參數(shù)在設(shè)計時己經(jīng)確定，生產(chǎn)的過程主要是通過位移、角度等控制量的變化實現(xiàn)零部件在空間上的組合，形成最終產(chǎn)品。產(chǎn)品多樣、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜:機械產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖.所示，消費蕎需求的多樣性和個性化，導(dǎo)致離散制造企業(yè)的產(chǎn)品品種不斷增多，生產(chǎn)管理的難度也逐步加大，如產(chǎn)品的維護、加工工藝管理、生產(chǎn)計劃的制定、物料的采購配送等等。自制件清單標(biāo)準(zhǔn)件清單外協(xié)件清單外購件清單圖檔0錄文檔0錄曰茸目獸魯詈圖?產(chǎn)品結(jié)構(gòu)資源管理復(fù)雜:不同產(chǎn)品由不同的零部件所組成，其裝配過程的完成也需要多種工裝夾具以及對應(yīng)的工藝指導(dǎo)文件來完成，這些資源在企業(yè)中呈 布式存在，如何將這些資源進行有效的整合和管理是實現(xiàn)裝配

40、活動順暢進行 關(guān)鍵。信息采集方式復(fù)雜:裝配生產(chǎn)過程中信息繁多復(fù)雜，不同信息需要采用不同的數(shù)據(jù)采集方式，例如零部件供應(yīng)商信息需要采用或者二維碼的形式進行采集，關(guān)鍵質(zhì)量信息則需耍通過可編程控制器或者數(shù)據(jù)采集站來進行采集，其采集方式的多樣性造成其數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜化。.以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程工序是指工件在一個工位上被加工或裝配所連續(xù)完成所有工步的那一部分工藝過程【。在產(chǎn)品裝配活動中，裝配流水線上的一個裝配工位所完成的工藝過程就是一個裝配工序，裝配活動的起始點是裝配作業(yè)計劃，隨著裝配作業(yè)計劃的卜發(fā)，所有與裝配有關(guān)的資源將會被統(tǒng)一調(diào)度至裝配線上各個工位，從上線工位開始，按順序依次流經(jīng)裝配生產(chǎn)線各

41、個工位，直到裝配活動的結(jié)束，其流程如圖.所示。開始木工序加工不甲合格報警獲取加工質(zhì)量信息物配送方根據(jù)訂單優(yōu)先順序生成作業(yè)記錄一科案工面?廣？ 一一懈一一硒一囝皇也成產(chǎn)品唯一標(biāo)識一斗一仕一和一工爭/ 一腓一魯，【】匿磊磊蓐砸記錄數(shù)據(jù)庫a 1 i托盤到達工位獲取工序上料的供本工序上料應(yīng)商信息讀取物料標(biāo)識中的產(chǎn)品.?支出牛.證上線工序需向托盤放行物料標(biāo)識中寫入奎三堡蘭今三?蟲時】頁超吋報警結(jié)束獲得產(chǎn)品上工序裝配質(zhì)量信息圖以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程圖以工序為中心的裝配過程業(yè)務(wù)流程如圖.所示，下面是對相關(guān)步驟的說明：根據(jù)市場訂單制定作業(yè)計劃，按照訂單的優(yōu)先級對裝配作業(yè)計劃進行分解，同時按照產(chǎn)品工藝將

42、分裝線的裝配任務(wù)分解出來，形成裝配作業(yè)計劃錄，其主要包含的信息有裝配的產(chǎn)品型號、生產(chǎn)數(shù)量、生產(chǎn)順序、交貨期等可以通過改變其執(zhí)行順序來實時的調(diào)整牛.產(chǎn)的進程。根據(jù)作業(yè)計劃記錄、物料需求清單、生產(chǎn)節(jié)拍等相關(guān)信息，結(jié)合 配送理念，生成物料配送清單，包括每批零件的運送數(shù)量、運送時間、運送所 至的工位等信息，保證生產(chǎn)不缺料，同時也不堆積過多的物料，通過物料 實現(xiàn)對裝配過程物料的準(zhǔn)時制配送，保障生產(chǎn)的正常進行。產(chǎn)品唯一標(biāo)識是一個產(chǎn)品的身份認(rèn)證，一般由產(chǎn)品型號、生產(chǎn)日期、廠家代碼以及流水號組成，在裝配上線時生成，作為裝配過程生產(chǎn)信息的載體，裝配生產(chǎn)過程相關(guān)信息都將與產(chǎn)品唯一標(biāo)識綁定，作為產(chǎn)品履歷管理和產(chǎn)品計

43、分析的依據(jù) 檢索過程質(zhì)量數(shù)據(jù)庫，獲取與本工序裝配工藝相關(guān)的前序裝配工序的質(zhì)量信息，其中含有產(chǎn)品合格狀態(tài)信息和產(chǎn)品裝配質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)，例如主速器裝配過程中的值是根據(jù)主錐裝配過程中測量機測得的值來控制的。裝配過程中記錄關(guān)鍵件的供應(yīng)商信息，為后期的質(zhì)量追溯和責(zé)任追究提供依據(jù)，通過在零部件上打刻二維碼或者粘貼標(biāo)簽的形式來進行標(biāo)識，通過條碼掃描槍或者的形式采集其信息并與產(chǎn)品唯一標(biāo)識綁定起來，儲存 在數(shù)據(jù)服務(wù)器屮 對產(chǎn)品基本信息、質(zhì)量信息、關(guān)鍵零部件信息、裝配人員信息、產(chǎn)品返修信息等進行實吋采集,并將產(chǎn)品基本信息、檢測項0信息、關(guān)鍵零部件息、裝配人員信息、產(chǎn)品返修信息與工作站和人員關(guān)聯(lián)后歸檔，最終生成產(chǎn)檔案

44、信息、質(zhì)量檔案信息、供應(yīng)商檔案信息、報警檔案信息，產(chǎn)品譜系追溯 塊通過動態(tài)可定義的報表平臺，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集并歸檔的產(chǎn)品譜系信 進行檢索，最終生成產(chǎn)品信息報表，質(zhì)量規(guī)范報表，供應(yīng)商信息報表，員工信息報表,報警信息報表,工作站信息報表和返修信息報表等產(chǎn)品譜系相關(guān)報.裝配過程生產(chǎn)信息分析 現(xiàn)階段隨著制造過程監(jiān)測與控制技術(shù)的發(fā)展成熟，越來越多的企業(yè)開始運用過程監(jiān)控技術(shù)來彌補車間控制層到企業(yè)管理層之間的“信息裂縫”，以增強其對制造現(xiàn)場的過程監(jiān)測與控制能力，提高其管理水平和生產(chǎn)效率。過程監(jiān)控統(tǒng)可以通過自動化控制設(shè)備以及數(shù)據(jù)采集終端將生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)信息采集上來，將實時的裝配生產(chǎn)過程信息呈現(xiàn)給企業(yè)管理

45、層，同時也可以將企業(yè)管理的生產(chǎn)指令下發(fā)至車間控制層，從面消除了車間控制層和企業(yè)管理層之間的層，將二者有機地聯(lián)系在一起，所以說，裝配生產(chǎn)信息的采集是裝配過程監(jiān)控與控制的基礎(chǔ)，也是最為重要的部分。沒有生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將無法發(fā)揮其他功能。因此，需要對裝配過程生產(chǎn)信息進行全面的分析歸類，以便其信息的 采集【】。裝配過程生產(chǎn)信息是指在從裝配計劃下達開始到最后產(chǎn)品裝配完成入庫這個時間段中所有的信息的集合，其中括質(zhì)量檢測信息、設(shè)備狀態(tài)信息、產(chǎn)品基本信息、物料配送信息、操作工信息、關(guān)鍵零部件信息等等，涉及到裝配過程的各個環(huán)節(jié)，因此，要對裝配過程生產(chǎn)信息進行全面、有效、精確的采集，首先需對裝配生產(chǎn)過程的信息類

46、型進行分析。對信息進行分類，是進行信息處理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)【引。在裝配過程中，實時采集生產(chǎn)現(xiàn)場中各種數(shù)據(jù)主要用于對裝配過程監(jiān)控，在裝配活動完成后，一些需要存檔的數(shù)據(jù)將會被b動保存到產(chǎn)品檔案數(shù)據(jù)庫屮，以此來提高裝配過程生產(chǎn)信息采集以及產(chǎn)品裝配檔案信息追溯的有效性與完整性，如圖.所示，將裝配過程生產(chǎn)信息分為以下五類:產(chǎn)品/工藝類信息、生產(chǎn)組織類信息、制造資源類信息、裝配過程類信息和裝配履歷類信息。裝配過程類信息包括在制品狀態(tài)信息、線邊物料信息、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測信息、產(chǎn)品裝配合格狀態(tài)、裝配人員信息等等，在裝配過程類信息中，有一部分只用于過程監(jiān)控，在裝配完成后自動消亡,而不會在產(chǎn)品

47、裝配檔案中進行保存。.產(chǎn)品/藝類信息產(chǎn)品類信息主要包含產(chǎn)品和工藝，如圖.所示。工藝特征零部件基本產(chǎn)品技術(shù)零部件特征信息信息信息屬性信息刪衄產(chǎn)品編號產(chǎn)品編號產(chǎn)品編號產(chǎn)品編弓*父產(chǎn)品編號產(chǎn)品名稱重量版本編號數(shù)量物料代碼材料設(shè)計人員產(chǎn)品產(chǎn)rfii工序工序基本裝配零部工作站配置工序質(zhì)量配置信息信息件清單信息規(guī)范信息吲吲缸刪刪產(chǎn)品編號工序編號工序編號工序編號工序編號工序編號工序名稱零部件編號設(shè)備編號質(zhì)量規(guī)范編號上工序編號工序類型類型工作站編號技術(shù)要求工藝圖?產(chǎn)品/工藝類信息產(chǎn)品是指構(gòu)成某種產(chǎn)品所需的零部件物料清單，是產(chǎn)品的組成和結(jié)構(gòu)關(guān)系的直接呈現(xiàn)，在裝配過程中，零件先按照工藝順序組成次級部件，次級 部分

48、再結(jié)合零件和其他次級部件組成部件，按照這種白下而上的方式組合起來，形成最終的產(chǎn)品，產(chǎn)品的主要內(nèi)容有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置信息、零部件屬性信息產(chǎn)品編號、尺寸、規(guī)格等和產(chǎn)品技術(shù)信息質(zhì)量規(guī)范、設(shè)計要求等。企業(yè)工藝設(shè)計部門在產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)上結(jié)合企業(yè)自身的工裝和制造水平，用來組織和生產(chǎn)某種產(chǎn)品及其相關(guān)零部件的工藝文件被稱為工藝，是形成的產(chǎn)品裝配方法，工藝主要似含產(chǎn)品的工藝配置信息、工藝路線信息、工序信息、工序裝配零部件清單、工藝指導(dǎo)文件等等。.生產(chǎn)組織類信息生產(chǎn)組織類信息主要包含兩類信息，一類是根據(jù)市場需求和客戶訂申制定的作業(yè)計劃以及滿足其作業(yè)計劃完成的其他信息，主要內(nèi)容有裝配作業(yè)計劃和物料需求計劃，物料需求計劃

49、可分為標(biāo)準(zhǔn)件需求計劃、外購?fù)鈪f(xié)件作業(yè)計劃、原材料需求作業(yè)計劃等，其屬性有計劃編號、計劃執(zhí)行狀態(tài)、計劃開始時間、最遲交貨期等;另外一類是裝配生產(chǎn)活動中為保障生產(chǎn)活動順利進行的物料需求及配送的相關(guān)信息，其屬性有配送時間、配送工位、配送人員、配送物料等信息。生產(chǎn)組織類信息分類如圖?所示。裝配作業(yè)物料配送/ 、計劃 方案衄計劃編號八ii 方案編號產(chǎn)品編號生產(chǎn)組織類信息/ 零部件編號數(shù)量配送數(shù)量時間配送工作站、沖太渤/?。，厶.、/ / ?,?，教日業(yè)丌別科日達力系物料需求計劃標(biāo)準(zhǔn)件需求外購件需求工序資源需求原材料需求輔助件需求ii衫一計劃計劃清單計劃計劃工序特征外協(xié)件需求原材料需求 信息計劃計劃工序編

50、號計劃編號計劃編號工序名稱物料編號物料編號工序類型外協(xié)單位規(guī)格圖生產(chǎn)組織類信息.制造資源類信息裝配活動不僅僅是物料流動和重組的過程，而且也是資源投入的過程，裝配活動屮的制造資源是指產(chǎn)品裝配全過程屮投入的所有物理元素的總和，主有設(shè)備資源、人力資源、工裝資源等等，本文按照制造資源在裝配過程中功和角色的不同將其分為物流類資源、裝配線資源、人力資源、工裝資源、存類資源五大類。物流類資源是指實現(xiàn)裝配車間物料流通暢的各類資源,如電叉車、小車等。裝配線資源是指實現(xiàn)產(chǎn)品裝配的場所，是由裝配線體、轉(zhuǎn)臺、托盤以及加工設(shè)備按照順序組成的生產(chǎn)系統(tǒng)，裝配流經(jīng)裝配線的各個工形成最終產(chǎn)品。人力資源是指完成產(chǎn)品裝配各個環(huán)節(jié)的各類人員的總稱，其括裝配線上的操作人員、物料配送人員、倉庫管理