基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)解決方案

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)解決方案1項目背景物聯(lián)網(wǎng)技術是制造業(yè)轉型升級，實現(xiàn)智能制造的基礎。在推動智能制造實施過程中，物聯(lián)網(wǎng)正從工業(yè)領域的局部工序擴展到車間、工廠，從提質增效擴大到推動制造和物流業(yè)務模式的轉變。智能制造以智能車間為載體，在設計、供應、制造和服務各環(huán)節(jié)實現(xiàn)端到端無縫協(xié)作。智能物流可以進行感知、思維、推理、路徑規(guī)劃和決策等，是連接智能之間供應和制造的重要環(huán)節(jié)，也是打造智能工廠的基石。當前，智能制造和智能物流正處于整

2、合過程中，如何管理制造和物流的復雜流程，協(xié)同生產(chǎn)調度和物流調度，以實現(xiàn)智能制造和智能物流的集成是面臨的一個重大挑戰(zhàn)。通過設備上裝配傳感器、RFID讀寫器和通信模塊，輸送線和RGVAGV上安裝傳感器和通信模塊等物聯(lián)網(wǎng)技術，面向智能車間的自動生產(chǎn)調度和自動物流調度需求，海得控制研發(fā)了智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能制造和智能物流的集成。該系統(tǒng)已在某口服液生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)了示范應用，是國內制藥行業(yè)第一個智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)項目，該車間已于

3、2017年5月投產(chǎn)。海得控制正在開發(fā)實施的第二個智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)項目，預計2018年5月實施完成。其中目標包括三個方面：最大化資源利用率、最小化庫存、最小化生產(chǎn)周期。由于這些目標之間存在沖突，不可能同時達到各個目標的最佳狀態(tài)，因此需要在各個目標之間取得平衡。除了以上三方面目標以外，還要滿足智能車間的生產(chǎn)調度和物流調度需求，主要包括三方面特點和需求：柔性、多約束和變動性。2系統(tǒng)架構基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間生產(chǎn)物流調度方案采用三層系統(tǒng)架

4、構：調度層、監(jiān)控層和執(zhí)行層。其中調度層進行生產(chǎn)調度、路徑規(guī)劃和指令解析等，下發(fā)生產(chǎn)和運輸任務到PLC執(zhí)行層執(zhí)行層接收來自調度層的任務，將在制品從起點運往終點監(jiān)控層負責數(shù)據(jù)的采集和傳輸，同時對生產(chǎn)物流系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)控。3關鍵技術智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)的關鍵技術包括車間生產(chǎn)調度理論和模型、生產(chǎn)調度方法、路徑規(guī)劃算法、基于單節(jié)輥道控制的輥道控制方法、AGVRGV調度方法、緩沖區(qū)動態(tài)構建方法、故障重調度方法、批次約束滿足算法等。(1)車間生產(chǎn)

5、和物流模型基于物聯(lián)網(wǎng)技術，智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)實現(xiàn)了智能生產(chǎn)和智能物流。與傳統(tǒng)制造車間的生產(chǎn)和物流相比，主要創(chuàng)新點包括以下幾點：(1)緩沖區(qū)動態(tài)調度：為避免在制品托盤斷供，距離在制品托盤入口較遠的生產(chǎn)設備動態(tài)建立緩沖區(qū)，確保在制品托盤及時供應和均衡分配(2)路徑?jīng)_突重調度：在制品托盤在路徑上產(chǎn)生路徑?jīng)_突時，可對相關在制品托盤進行重調度，以消解沖突(3)設備故障自適應：需要在制品托盤的生產(chǎn)設備故障后，不再對其供應在制品托盤其它生產(chǎn)設備

6、故障后，輸送線上運往該生產(chǎn)設備的在制品重調度到其它可用的并行生產(chǎn)設備(4)設備上線下線自適應：生產(chǎn)設備下線后，輸送線上運往該生產(chǎn)設備的在制品重調度到其它可用的并行生產(chǎn)設備(5)手動規(guī)劃自適應：可接受手動調度目標點，并自動消解路徑?jīng)_突(6)批次控制：生產(chǎn)設備批次切換時，完成舊批次清場并進入下一工序的生產(chǎn)設備后，再調度新批次在制品，確保兩個批次的在制品不混批(7)電子地圖：以“電子地圖”呈現(xiàn)整個車間狀態(tài)，對生產(chǎn)設備上線狀態(tài)、重要交互信號以及

7、所有設備重要參數(shù)和報警信息進行實時動態(tài)顯示(8)基于電子標簽的信息追溯：通過電子標簽，記錄每個在制品托盤經(jīng)過的生產(chǎn)設備編號、進入時間、離開時間等，實現(xiàn)全流程追溯。5效益分析海得控制研發(fā)的智能車間生產(chǎn)物流調度系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能制造和智能物流的集成，為制造企業(yè)智能制造和智能物流整合提供了理想解決方案，提升制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和物流效率。生產(chǎn)模式由人工操控設備和在制品轉向操控智能調度中心，生產(chǎn)流程規(guī)范可控、車間生產(chǎn)人員的體力勞動強度降到最低系統(tǒng)自