基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間生產(chǎn)物流調(diào)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(diào)度系統(tǒng)解決方案1項(xiàng)目背景物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。在推動(dòng)智能制造實(shí)施過程中，物聯(lián)網(wǎng)正從工業(yè)領(lǐng)域的局部工序擴(kuò)展到車間、工廠，從提質(zhì)增效擴(kuò)大到推動(dòng)制造和物流業(yè)務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。智能制造以智能車間為載體，在設(shè)計(jì)、供應(yīng)、制造和服務(wù)各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)端到端無縫協(xié)作。智能物流可以進(jìn)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(yīng)和制造的重要環(huán)節(jié)，也是打造智能工廠的基石。當(dāng)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(fù)雜流程，協(xié)同生產(chǎn)調(diào)度和物流調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)智能制造和智能物流的集成是面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。通過設(shè)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(shù)，面向智能車間的自動(dòng)生產(chǎn)調(diào)度和自動(dòng)物流調(diào)度需求，海得控制研發(fā)了智能車間生產(chǎn)物流調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)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(shí)現(xiàn)了示范應(yīng)用，是國內(nèi)制藥行業(yè)第一個(gè)智能車間生產(chǎn)物流調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目，該車間已于

3、2017年5月投產(chǎn)。海得控制正在開發(fā)實(shí)施的第二個(gè)智能車間生產(chǎn)物流調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2018年5月實(shí)施完成。其中目標(biāo)包括三個(gè)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(biāo)之間存在沖突，不可能同時(shí)達(dá)到各個(gè)目標(biāo)的最佳狀態(tài)，因此需要在各個(gè)目標(biāo)之間取得平衡。除了以上三方面目標(biāo)以外，還要滿足智能車間的生產(chǎn)調(diào)度和物流調(diào)度需求，主要包括三方面特點(diǎn)和需求：柔性、多約束和變動(dòng)性。2系統(tǒng)架構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車間生產(chǎn)物流調(diào)度方案采用三層系統(tǒng)架

4、構(gòu)：調(diào)度層、監(jiān)控層和執(zhí)行層。其中調(diào)度層進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、路徑規(guī)劃和指令解析等，下發(fā)生產(chǎn)和運(yùn)輸任務(wù)到PLC執(zhí)行層執(zhí)行層接收來自調(diào)度層的任務(wù)，將在制品從起點(diǎn)運(yùn)往終點(diǎn)監(jiān)控層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。3關(guān)鍵技術(shù)智能車間生產(chǎn)物流調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括車間生產(chǎn)調(diào)度理論和模型、生產(chǎn)調(diào)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(diào)度方法、緩沖區(qū)動(dòng)態(tài)構(gòu)建方法、故障重調(diào)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(shù)，智能車間生產(chǎn)物流調(diào)度系統(tǒng)實(shí)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?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：(1)緩沖區(qū)動(dòng)態(tài)調(diào)度：為避免在制品托盤斷供，距離在制品托盤入口較遠(yuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備動(dòng)態(tài)建立緩沖區(qū)，確保在制品托盤及時(shí)供應(yīng)和均衡分配(2)路徑?jīng)_突重調(diào)度：在制品托盤在路徑上產(chǎn)生路徑?jīng)_突時(shí)，可對(duì)相關(guān)在制品托盤進(jìn)行重調(diào)度，以消解沖突(3)設(shè)備故障自適應(yīng)：需要在制品托盤的生產(chǎn)設(shè)備故障后，不再對(duì)其供應(yīng)在制品托盤其它生產(chǎn)設(shè)備

6、故障后，輸送線上運(yùn)往該生產(chǎn)設(shè)備的在制品重調(diào)度到其它可用的并行生產(chǎn)設(shè)備(4)設(shè)備上線下線自適應(yīng)：生產(chǎn)設(shè)備下線后，輸送線上運(yùn)往該生產(chǎn)設(shè)備的在制品重調(diào)度到其它可用的并行生產(chǎn)設(shè)備(5)手動(dòng)規(guī)劃自適應(yīng)：可接受手動(dòng)調(diào)度目標(biāo)點(diǎn)，并自動(dòng)消解路徑?jīng)_突(6)批次控制：生產(chǎn)設(shè)備批次切換時(shí)，完成舊批次清場(chǎng)并進(jìn)入下一工序的生產(chǎn)設(shè)備后，再調(diào)度新批次在制品，確保兩個(gè)批次的在制品不混批(7)電子地圖：以“電子地圖”呈現(xiàn)整個(gè)車間狀態(tài)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備上線狀態(tài)、重要交互信號(hào)以及

7、所有設(shè)備重要參數(shù)和報(bào)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示(8)基于電子標(biāo)簽的信息追溯：通過電子標(biāo)簽，記錄每個(gè)在制品托盤經(jīng)過的生產(chǎn)設(shè)備編號(hào)、進(jìn)入時(shí)間、離開時(shí)間等，實(shí)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(diào)度系統(tǒng)，實(shí)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(shè)備和在制品轉(zhuǎn)向操控智能調(diào)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(dòng)強(qiáng)度降到最低系統(tǒng)自