基于物联网技术的车间动态物料配送问题研究 - 天津大学研究生e.PDF

基于物联网技术的车间动态物料配送问题研究 Research on dynamic material delivery method of workshop based on Internet of things 杨 清 张彦如 马 靖 ， ， YANG Qing, ZHANG Yan-ru, MA Jing 合肥工业大学机械与汽车工程学院 合肥230009 （ ， ） 摘 要：针对发展物联网技术对于促进机械制造业发展所具有的重要现实意义，在结合物联网技术的 基础上，以机械产品装配系统为基本研究对象，提出了基于实时感知信息驱动的车间动态物 料配送方法。形式化定义了物料类型，构建了多元数据感知模型；提出了虚拟配送工位园概 念，并规划了动态物料配流程与工位园划分模型。最后，以某汽车公司车桥装配线为例，验 证了该方法的可行性和有效性。 关键词：动态物料配送；机械产品；实时感知信息；物联网 中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)05(下)-0129-04 Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.05(下).37 0 引言 本文在大部分学者研究的基础上，结合物联网多 随着科学技术的迅猛发展和生产力水平的不断提 源采集技术，提出根据剩余运力、关联程度和生产计划 高，汽车制造业的发展已由小品种大批量生产模式向多 为目标的动态物料配送模型，实现对制造资源的识别跟 品种小批量或客户定制化生产模式转变，传统的物料配 踪，使传统黑箱装配过程透明化，以满足装配车间物料 送方法已经不能完全适应该生产模式的环境要求。由于 配送的时效性要求。 当前的装配过程透明化程度不高，很多物料或者影响物 1 物联网环境下的数据感知与集成 料配送的信息不能被实时获取、传递和共享，造成物料配 送滞后，从而导致线边工位出现缺料或余料堆积现象。 1.1 典型的物料分类方法 近年来，随着传感技术、网络通讯技术、无线射频 由于机械产品装配生产线工况复杂，物料种类繁 识别 （Radio Frequency Identification ，RFID ）和图像识 多，大小形状各异。因此，本文结合ABC[10]物料分类方 别等技术的飞速发展，物联网 （The Internet of Things， 法，根据装配车间物料 自身的特点和用途以及多元数据 I oT ）应运而生，其 目标是通过 “物物互联、感知制 采集技术，对ABC物料属性进行了形式化定义。物料类 造”网络环境下的传感器、射频识别与图像识别等技 型将成为下文物料配送工位园的划分依据之一。ABC物 术，结合数据库及中间件技术，采集和监控物品信息， 料的分类及特点如表1所示。 实现对物品的实时感知和识别，达到对生产过程和物 [1] 1.2 数据感知与集成 品的准确定位、实时追踪和严格监控 。RFID作为物联 网技术的典型代表，在制造企业已被逐渐采用和推广， 混流装配车间装配过程涉及的信息多元丰富，单 RFID应用于PLC 的制造执行系统，以实现对装配线物料 一的数据采集不能提供及时准确的信息，信息的滞后及 的监测和控制[2～4] [5] 失效将造成各种指令的延时甚至错误下达，因此数据全 ；蒋明哲