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智慧工厂实训平台
发布日期:2019-01-16   点击次数:765
系统简介
      智慧工厂实训平台依据工业4.0为基础进行建设,实现工业4.0工厂管理的大部分功能,具体包括原料运输、生产加工、到货检验、入库管理、出库管理、库存管理、环境监测、订单追踪等。用户利用实训子系统可以进行物资信息读取、仓储过程分析、工厂运输模拟等实训实验。
  • 系统架构
  • 平台核心
  • 软件功能
  • 典型实验
      智慧工厂架构包含:执行层、网络层、控制层、系统层、管理层,结合了信息物理系统的三大核心:控制、计算、通讯。各个层实现数据实时交互,闭环管理。
      1、基于工业无线通信技术构建的工业物联网,可以实现设备的物联化和智能化;
      2、基于管控网络全互联技术,可以打通管理层与控制层多种类型信息混流传输的通道,并且支撑可重构模块化生产模式;

      整个系统由B/S客户端、Android服务端、Android客户端 三大部分组成。B/S客户端和手机Android客户端通过网络通信实现与服务器进行数据交互。网关Andorid服务端通过与工业控制模块进行无线通信的方式,来实现对控制模块的操作。而网关Android服务端则通过网络通信将工厂相关信息及时上传至服务器。

      个性化订单:客户可通过网络、APP自由下单,可以选择不同颜色、不同形态产品,系统可根据订单状况智能生产。

      柔性化生产:系统可生产四组不同颜色、形态产品,无需更改或升级设备,根据客户订单,可进行智能化生产。
      三大集成:横向集成、纵向集成、端到端集成。 ?
      信息系统:包含订单管理系统、智能立体仓库系统、MES(制造执行系统)、SCADA(数据采集监控系统)等。
      云计算:对所有设备采取一种基于物理数据和低级别现象持续关注和在线诊断,实时采集机器各种性能、指标,只考虑应用、解决问题 。?

      大数据:系统拥有数据库,对设备的运行状态、报警信息、订单状态进行撷取、管理、处理。

核心技术:


      信息化管理系统:用户可以通过手机端或网页端对当前工厂进行产品下单,并且可以实时获取最新的货品状态信息。
      智能视觉检测系统:在工厂合格检验区,利用智能视觉检测系统可以实现对当前输送线上的货品进行货品信息识别。
      RFID射频识别系统:在工厂各个区域都安装了RFID射频识别设备,当检测到RFID卡号时,即对当前货品进行状态信息记录操作。
      智能仓库系统:在仓储区利用智能货架及机械臂,实现货品到达该区域时自动入库行为。
      智能分拣系统:智能分拣出订单所需材料并运送至材料堆放区。
      无线通讯技术:整个智慧工厂实训平台控制模块均采用无线通讯技术,使得可以远程控制其控制模块动作。同时保证服务端可以实时获取当前工厂环境信息,保证工厂顺利运行。


      智慧工厂实训平台主要实现用户通过手机APP、网页实现对工厂内远程下单。用户可以选择不同颜色、不同形态的产品,系统可根据订单情况智能生产。 整个工厂分为原料区、生产区、检验区、仓储区、包装区五大区域。当系统产生订单时,车辆行驶至材料库存区利用智能分拣技术取出货物放置车辆上,车辆行驶至材料临时堆放区,将所需材料放置至此。待材料齐全后,机械臂将材料放置工厂传送带上,到达生产区,模拟工厂加工环节,为其贴上生产标签。继续使用传送带运输至检验区,检验区通过智能视觉检测系统将产品划分为合格与不合格两种。不合格商品即被工厂回收,合格商品继续通过传送带至产品包装区,模拟包装场景并完成包装运输至仓储区,到达仓储区的货物被存入仓库内,等待用户取货。在货品在运输过程中,每个点均会存在RFID射频识别,便于记录当前货品信息,用户也可通过手机或网页实时查看当前货品状态信息。

【1】智能原料区
      首先为每个库存货物粘贴Rfid电子标签(粘贴式或悬挂式),给货物一个标识。用户根据自身要求使用手机APP或网页进行下单。

      小车自动行驶至原料区,机械臂将货品取出并放置在小车上,在原料区采用RFID数据信息采集器、控制电脑、配合“智能物流实训系统管理软件”形成高效统一的物流信息系统,主要模拟智慧工厂的远程下单,自动取货并运送至生产区的功能。

作业流程:
      用户完成下单后,车辆自动调度,将材料库存区物品利用智能分拣系统将订单所需材料运输至材料堆放区,并在材料上粘贴有RFID电子标签,利用机械臂将材料堆放区货品整箱放置在输送线上,利用RFID射频识别技术记录当前货品状态信息。
功能特点:
      1.以云物流物联网信息平台为基础,形成统一的物流系统;
      2.采用先进的RFID技术,可自动完成货品的状态信息更新,保证用户可以远程订单状态查询;
      3.超高频电子标签可重复利用,降低硬件成本;
      4.利用智能分拣系统,自动将货品所需材料分拣出库。

【2】 智能生产区
      生产区采用传输带、控制电脑、CCD数据采集、RFID射频识别技术配合“智能生产系统管理软件”形成高效统一的生产作业系统,主要模拟工厂生产区机械使用、生产信息及商品状态查询、远程监控等功能。

作业流程:
      货品运输至生产区时,模拟工厂加工场景并在货品上贴上生产标签标识。生产区采用CCD数据采集技术,实现远程掌握生产区动态情况。同时利用RFID射频识别技术记录当前货品状态信息。
功能特点:
      1.以云物流物联网信息平台为基础,形成统一的物流系统;
      2.采用先进的RFID技术,可自动完成货品的状态信息更新,保证用户可以远程订单状态查询;
      3.采用CCD数据采集技术,实现远程监控生产区域。
【3】智能检验区
      在工厂检验区安装RFID阅读器、视觉检测设备等,对运输至此区域的货品进行合格检验,商品合格则运输至仓储区,否则则工厂回收,服务端将接收的信息实时上传至服务器中。

功能特点:
      1.以云物流物联网信息平台为基础,形成统一的物流系统;
      2.采用先进的RFID技术,可自动完成货品的状态信息更新,保证用户可以远程订单状态查询;
      3.利用智能视觉检测技术检验产品质量,并将其快速分类。
【4】工厂环境监控系统
智慧工厂中的环境情况是工厂最重要的指标之一,环境的好坏直接影响工厂设备和货物的安全性和使用寿命等。智慧工厂实训系统中集成了环境监测功能,将工厂各个区域的温湿度、二氧化碳、光照度等传感器的数据实时监测、记录。传感器的数据通过WIFI无线传输,上传到服务器进行数据处理,当环境数据异常时系统报警,并综合形成工厂的环境指标。自动检测联动控制方式主要通过光照传感器实时采集工厂环境的光照强度,经由智能设备控制软件根据预设的上下阈值,及时打开或关闭灯光,调节环境亮度,实现实训室窗帘的智能化管理。手动控制主要通过智能网关的界面控制灯光开关,而不进行环境亮度检测。

功能特点:
      1.室内环境通过软件集中监控:包括实时数据查询、历史曲线分析等;
      2.可通过物联网技术与相关设备如灯光控制系统形成反馈控制回路对室内环境状况进行调节;
      3.手动开关控制功能:通过智能网关界面实现控制灯光开、关动作;
      4.网络远程开关控制功能:通过远程客户端的智能灯光控制系统实现对工厂内灯光的开、关动作。
【5】智能仓储区
      在入库区采用RFID批量数据信息采集器、控制电脑、配合“智能仓储实训系统管理软件”形成高效统一的入库系统,主要模拟立体仓库的自动批量收货、入库计划、组托、上架、入库商品监控等功能。

作业流程:
      货品包装完成后,输送线将货品运输至仓储区,机械臂将货品从输送线上取出并放置在智能小车上,车辆运输货品至仓库货架,完成自动入库操作,利用Rfid射频识别技术自动录入货品入库信息。
功能特点:
      1.以云物流物联网信息平台为基础,形成统一的物流系统;
      2.采用先进的超高频RFID技术,可进行批量收货扫描、入库商品监控、上架信息自动判别等智能功能,提升入库速度、加强入库安全;
      3.超高频电子标签可重复利用,降低硬件成本。

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