实时数据驱动的生产线状态监控与效能评价技术研究-航空制造技术.PDF

Future Factory 未来工厂 实时数据驱动的生产线状态监控 与效能评估技术研究 1 1 2 1 钟珂珂 ，郭具涛 ，何其昌 ，金永乔 （1. 上海航天精密机械研究所，上海 201600； 2. 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240） [摘要]  数字化车间的建设是航天产品制造企业实现智能制造的关键环节，为了实现车间的自主决策和自组织生产， 设备互联、自动感知、虚拟监控以及实时分析等技术已经在工业界得到了广泛的重视。结合我国航天领域首个数字 化车间建设项目，利用虚拟现实（VR ）技术与车间信息通信技术（ICT ），研发车间现场实时数据的采集与管理、生产 线效能评估建模、人机交互式三维 / 二维集成可视化等功能模块。通过与其他信息系统如 MES 等进行数据集成，构 建基于实时数据驱动的生产线运行状态监控平台，实现透明化生产，提高生产运营管理水平。 关键词：数字化车间；实时数据；信息通信技术；虚拟现实；生产效能评估 DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.07.051 现智能制造的基础 [1] 。数字化车间 些数据，建立虚拟环境下的数字化车 是信息技术和先进制造技术的有机 间双胞胎模型，仍然是亟待解决的问 结合，其通过网络及信息系统实现 题。 生产设备、检测设备、运输设备以及 目前国内外许多学者对车间虚 机器人等数控自动化设备的互联互 拟监控系统进行了研究，常仕军等 [3] 通，自动感知物料、人员、设备、生产 建立了车间监控对象的模型，应用甘 工艺与环境等制造过程信息，进而通 特图等方式来可视化监控结果， Qiu 过实时数据分析，进行车间运营的自 等 [4] 建立了一种数控机床加工过程 主决策和快速自组织生产，使复杂产 状态的信息模型，用于监测加工过程 品制造系统更加柔性、敏捷、智能，从 中的工艺状态。这些研究在技术层 而改变制造业的生产、管理和服务方 面上实现了车间状态的监控，但对实 式，推动制造模式的深刻变革 [2] 。复 时数据的处理能力不够，造成监控对 杂产品的制造系统具有大规模、数据 象不全、监控状态分析滞后等问题。 钟珂珂 复杂、动态随机等特性，建立制造系 李智等 [5] 设计了数据采集方案和监 工程师、主管研究师，主要从事航 统的数字化双胞胎（Digital Twin）仿 控系统实现方案，提高了实时性，但 天机电设备数据采集与状态监控、生产 真模型，通过虚实仿真对生产线状态 其监控系统是二维的监控界面，虽然 线集成管控与评估等技术研究工作。 进行实时监控与效能分析，从而实现 能实现登陆、查询、操作等功能，但界 数字化制造技术的应用是离散 制造资源动态调度，是提高生产运营 面与真实生产现场有较大的差距，数 制造业企