表面贴装机智能物料调度系统研究与开发
这是一篇关于面向服务,通信机制,智能物料调度,智能移障,数据分析的论文, 主要内容为在制造业不断革新的时代,工厂中的智能物料调度生产是重中之重,不同企业的生产流程、任务协作具有其自身的特性。在此种环境下,结合企业自身条件、资源环境、生产特性对工厂的物料、人员、软硬件进行统筹调度,是制造业实现智能化、自动化亟待解决的痛点。本文基于表面贴装(SMT)机器工厂,在深入研究车间的人员管理、生产流程、物流运转的前提下,基于面向服务(SOA)架构理念的基础上研究与开发智能物料调度系统,主要研究内容和结论包括:1、基于SOA架构理念的基础上开发智能物料调度系统,对下属服务作插拔式管理,提供用户进行底层操作,针对自动导引车(AGV)、仓储管理(WMS)等软硬件的功能与特性,采用Windows通讯开发平台(WCF)、安卓网络框架、数据库访问等多种方式进行交互,解决了多系统松散联动的问题,充分降低了软硬件耦合度,提高了物料调度系统的健壮性与可靠性,减少了人工参与的操作节点。2、充分融合二维码扫描进行物料校验的物联网(IOT)技术、WCF与安卓网络框架进行服务通信的计算机通信技术,设计开发高效稳定的通信机制,定义上位机调度系统与下属服务的通讯协议,并测试其稳定性和可靠性。在WMS通信中产生了如安全验证、Json参数多重嵌套数据解析失败等十余个bug,远高于AGV通信bug数量;在调度系统间隔Step=3*100ms向AGV通信的过程中,平均延时在300ms～600ms之间,而WMS通信延时在10ms左右。可以得出系统通信设计应在标准化的通信协议基础上进行局部调整并实现双向通信的结论。3、以表面贴装机工厂为样板,解决实际生产使用过程中线上问题,进而优化系统功能。实时分配库位、软硬件资源,处理调度衔接的各种类型冲突,以降低系统运行成本,提高运行效率,研发可用于实际生产环境的库位管理、模糊资源、智能物料调度等算法,达成了实时计算库位、任务工步、资源分配与硬件动作地点路径规划的功能。4、基于库位管理算法结合智能物料生产调度算法研发了智能移障算法,将阻碍物视为计划中阻碍,通过算法规划移开障碍物取出目标,减少物流搬运占地空间,实现智能移动障碍功能。5、通过智能化、自动化生产过程中采集的数据,对引入调度系统提升的效率进行分析,多系统联动时,SMT工厂中,制造企业生产过程执行管理系统(MES)、企业资源计划(ERP)、WMS、AGV多源交互,投入材料管理人员3名,任务每日耗时超过2000min,每日完整任务在30～45个,任务平均耗时在25～40min。在转换调度系统调度后,投入人力1名,任务平均耗时在5～15min。数据表明表面贴装机物料调度投入人力减少了两人,人力占比是之前的33%,物料调度耗时是使用智能物料调度系统之前的20%～60%左右,生产调度效率大幅提升。本文通过智能物料调度系统的研究与开发,将表面贴装机物料生产形成了智能加工供应链,提高了生产效率,降低了人力消耗,全面落实了表面贴装机工厂物料调度、生产的信息化和智能化应用,为企业智能制造赋能。
表面贴装机智能物料调度系统研究与开发
这是一篇关于面向服务,通信机制,智能物料调度,智能移障,数据分析的论文, 主要内容为在制造业不断革新的时代,工厂中的智能物料调度生产是重中之重,不同企业的生产流程、任务协作具有其自身的特性。在此种环境下,结合企业自身条件、资源环境、生产特性对工厂的物料、人员、软硬件进行统筹调度,是制造业实现智能化、自动化亟待解决的痛点。本文基于表面贴装(SMT)机器工厂,在深入研究车间的人员管理、生产流程、物流运转的前提下,基于面向服务(SOA)架构理念的基础上研究与开发智能物料调度系统,主要研究内容和结论包括:1、基于SOA架构理念的基础上开发智能物料调度系统,对下属服务作插拔式管理,提供用户进行底层操作,针对自动导引车(AGV)、仓储管理(WMS)等软硬件的功能与特性,采用Windows通讯开发平台(WCF)、安卓网络框架、数据库访问等多种方式进行交互,解决了多系统松散联动的问题,充分降低了软硬件耦合度,提高了物料调度系统的健壮性与可靠性,减少了人工参与的操作节点。2、充分融合二维码扫描进行物料校验的物联网(IOT)技术、WCF与安卓网络框架进行服务通信的计算机通信技术,设计开发高效稳定的通信机制,定义上位机调度系统与下属服务的通讯协议,并测试其稳定性和可靠性。在WMS通信中产生了如安全验证、Json参数多重嵌套数据解析失败等十余个bug,远高于AGV通信bug数量;在调度系统间隔Step=3*100ms向AGV通信的过程中,平均延时在300ms～600ms之间,而WMS通信延时在10ms左右。可以得出系统通信设计应在标准化的通信协议基础上进行局部调整并实现双向通信的结论。3、以表面贴装机工厂为样板,解决实际生产使用过程中线上问题,进而优化系统功能。实时分配库位、软硬件资源,处理调度衔接的各种类型冲突,以降低系统运行成本,提高运行效率,研发可用于实际生产环境的库位管理、模糊资源、智能物料调度等算法,达成了实时计算库位、任务工步、资源分配与硬件动作地点路径规划的功能。4、基于库位管理算法结合智能物料生产调度算法研发了智能移障算法,将阻碍物视为计划中阻碍,通过算法规划移开障碍物取出目标,减少物流搬运占地空间,实现智能移动障碍功能。5、通过智能化、自动化生产过程中采集的数据,对引入调度系统提升的效率进行分析,多系统联动时,SMT工厂中,制造企业生产过程执行管理系统(MES)、企业资源计划(ERP)、WMS、AGV多源交互,投入材料管理人员3名,任务每日耗时超过2000min,每日完整任务在30～45个,任务平均耗时在25～40min。在转换调度系统调度后,投入人力1名,任务平均耗时在5～15min。数据表明表面贴装机物料调度投入人力减少了两人,人力占比是之前的33%,物料调度耗时是使用智能物料调度系统之前的20%～60%左右,生产调度效率大幅提升。本文通过智能物料调度系统的研究与开发,将表面贴装机物料生产形成了智能加工供应链,提高了生产效率,降低了人力消耗,全面落实了表面贴装机工厂物料调度、生产的信息化和智能化应用,为企业智能制造赋能。
表面贴装机智能物料调度系统研究与开发
这是一篇关于面向服务,通信机制,智能物料调度,智能移障,数据分析的论文, 主要内容为在制造业不断革新的时代,工厂中的智能物料调度生产是重中之重,不同企业的生产流程、任务协作具有其自身的特性。在此种环境下,结合企业自身条件、资源环境、生产特性对工厂的物料、人员、软硬件进行统筹调度,是制造业实现智能化、自动化亟待解决的痛点。本文基于表面贴装(SMT)机器工厂,在深入研究车间的人员管理、生产流程、物流运转的前提下,基于面向服务(SOA)架构理念的基础上研究与开发智能物料调度系统,主要研究内容和结论包括:1、基于SOA架构理念的基础上开发智能物料调度系统,对下属服务作插拔式管理,提供用户进行底层操作,针对自动导引车(AGV)、仓储管理(WMS)等软硬件的功能与特性,采用Windows通讯开发平台(WCF)、安卓网络框架、数据库访问等多种方式进行交互,解决了多系统松散联动的问题,充分降低了软硬件耦合度,提高了物料调度系统的健壮性与可靠性,减少了人工参与的操作节点。2、充分融合二维码扫描进行物料校验的物联网(IOT)技术、WCF与安卓网络框架进行服务通信的计算机通信技术,设计开发高效稳定的通信机制,定义上位机调度系统与下属服务的通讯协议,并测试其稳定性和可靠性。在WMS通信中产生了如安全验证、Json参数多重嵌套数据解析失败等十余个bug,远高于AGV通信bug数量;在调度系统间隔Step=3*100ms向AGV通信的过程中,平均延时在300ms～600ms之间,而WMS通信延时在10ms左右。可以得出系统通信设计应在标准化的通信协议基础上进行局部调整并实现双向通信的结论。3、以表面贴装机工厂为样板,解决实际生产使用过程中线上问题,进而优化系统功能。实时分配库位、软硬件资源,处理调度衔接的各种类型冲突,以降低系统运行成本,提高运行效率,研发可用于实际生产环境的库位管理、模糊资源、智能物料调度等算法,达成了实时计算库位、任务工步、资源分配与硬件动作地点路径规划的功能。4、基于库位管理算法结合智能物料生产调度算法研发了智能移障算法,将阻碍物视为计划中阻碍,通过算法规划移开障碍物取出目标,减少物流搬运占地空间,实现智能移动障碍功能。5、通过智能化、自动化生产过程中采集的数据,对引入调度系统提升的效率进行分析,多系统联动时,SMT工厂中,制造企业生产过程执行管理系统(MES)、企业资源计划(ERP)、WMS、AGV多源交互,投入材料管理人员3名,任务每日耗时超过2000min,每日完整任务在30～45个,任务平均耗时在25～40min。在转换调度系统调度后,投入人力1名,任务平均耗时在5～15min。数据表明表面贴装机物料调度投入人力减少了两人,人力占比是之前的33%,物料调度耗时是使用智能物料调度系统之前的20%～60%左右,生产调度效率大幅提升。本文通过智能物料调度系统的研究与开发,将表面贴装机物料生产形成了智能加工供应链,提高了生产效率,降低了人力消耗,全面落实了表面贴装机工厂物料调度、生产的信息化和智能化应用,为企业智能制造赋能。
动态仓储环境下基于深度强化学习的多机器人路径规划研究
这是一篇关于多机器人路径规划,深度强化学习,注意力机制,通信机制,动态仓储环境的论文, 主要内容为随着电商、仓储物流行业的快速发展,为降本增效,需要大量的移动机器人(下简称为机器人)搬运货物,而高效的多机器人路径规划算法是提升搬运效率的关键。目前存在两类常见的仓储场景:一类是机器人需要将货物搬运到集中的固定出货口,当机器人增多,环境变得拥挤时,易造成全局机器人的阻塞;另一类是机器人需要将货物搬运到流水线附近离散有序分布的装配机械臂旁,当一些机器人起点或目标点位置相近时,易造成局部机器人的阻塞。此外,现阶段仓储环境还无法做到完全无人化,因此,路径规划方法需要规避动态因素例如人的影响。现有的路径规划方法存在对上述仓储环境的建模不够充分、没有通信功能或是通信不高效等问题,难以满足多机器人在上述复杂、动态仓储环境中路径规划的需求,路径规划的效率不高。如何在上述环境中提升多机器人路径规划的效率,既是当今研究的热点,也是未来仓储物流行业智能化发展的需要。为提高多机器人在上述动态仓储环境中路径规划的效果,本文对动态仓储环境下的多机器人路径规划系统开展研究。首先,模拟两类仓储应用场景,并对其建模;其次,针对这两类应用场景,研究基于深度强化学习的多机器人路径规划算法,提升机器人的自主学习能力和环境适应能力;最后,通过仿真实验验证方法的有效性。本文主要研究内容如下:(1)针对机器人环境建模问题,本文结合栅格地图与类图像化建模法来实现动态环境建模和动作建模。通过分析基于图结点的传统搜索类路径规划方法和经典的深度强化学习方法,将两者结合,取长补短,解决传统路径规划方法难以对动态环境建模及深度强化学习方法需要大量轨迹样本进行策略优化问题。(2)针对在机器人目标点集中拥挤分布的动态仓储环境中,已有方法大都忽略机器人之间的通信与交互,无法利用其他机器人的信息协助其规划动作策略以及策略优化的问题,本文提出一种基于集中式通信的深度强化学习算法架构,利用能够处理时序信息的长短期记忆神经网络,在规划动作策略前进行信息传递,弥补机器人视野局限性带来的信息不足,进而规划出协调的动作策略。同时,为更高效地进行策略的优化,采用全局注意力机制将注意力权重分配给其他机器人,使其学习如何关注并利用具有较强相关性的其他机器人的信息进行策略的优化。经过实验验证,相比于D*Lite和Mapper路径规划算法,本文所提算法AB-Mapper实验的总体平均成功率分别高出3.04%、1.97%,实验的总体平均阻塞率降低9.25%、5.13%,适用于解决动态仓储环境下机器人目标点集中分布的多机器人路径规划问题。(3)针对在机器人目标点离散有序分布的动态仓储环境中,已有方法大都难以高效获取其他具有较强相关性的机器人信息来规划策略、优化策略的问题。本文设计出一种基于分布式请求与应答通信机制和局部注意力机制的深度强化学习路径规划方法,在规划策略时,结合仓储环境特点,每个机器人基于请求与应答通信机制获取视野内的其他机器人的局部观测信息和动作信息,进而规划出协同的动作策略。在优化策略时,每个机器人基于局部注意力机制将注意力权重动态地分配到在视野内成功应答的其他机器人局部观测和动作信息上,利用更精准、有效的信息参与策略优化。实验结果表明,相比于AB-Mapper和Mapper路径规划算法,本文所提算法DCAMAPF实验的总体成功率均值分别提高了17.91%、2.94%,总体阻塞率均值分别下降了9.71%、6.22%,总体规划步数均值分别缩小了4.23步、1步,适用于求解多机器人在目标点离散有序分布动态仓储环境下的路径规划问题。
表面贴装机智能物料调度系统研究与开发
这是一篇关于面向服务,通信机制,智能物料调度,智能移障,数据分析的论文, 主要内容为在制造业不断革新的时代,工厂中的智能物料调度生产是重中之重,不同企业的生产流程、任务协作具有其自身的特性。在此种环境下,结合企业自身条件、资源环境、生产特性对工厂的物料、人员、软硬件进行统筹调度,是制造业实现智能化、自动化亟待解决的痛点。本文基于表面贴装(SMT)机器工厂,在深入研究车间的人员管理、生产流程、物流运转的前提下,基于面向服务(SOA)架构理念的基础上研究与开发智能物料调度系统,主要研究内容和结论包括:1、基于SOA架构理念的基础上开发智能物料调度系统,对下属服务作插拔式管理,提供用户进行底层操作,针对自动导引车(AGV)、仓储管理(WMS)等软硬件的功能与特性,采用Windows通讯开发平台(WCF)、安卓网络框架、数据库访问等多种方式进行交互,解决了多系统松散联动的问题,充分降低了软硬件耦合度,提高了物料调度系统的健壮性与可靠性,减少了人工参与的操作节点。2、充分融合二维码扫描进行物料校验的物联网(IOT)技术、WCF与安卓网络框架进行服务通信的计算机通信技术,设计开发高效稳定的通信机制,定义上位机调度系统与下属服务的通讯协议,并测试其稳定性和可靠性。在WMS通信中产生了如安全验证、Json参数多重嵌套数据解析失败等十余个bug,远高于AGV通信bug数量;在调度系统间隔Step=3*100ms向AGV通信的过程中,平均延时在300ms～600ms之间,而WMS通信延时在10ms左右。可以得出系统通信设计应在标准化的通信协议基础上进行局部调整并实现双向通信的结论。3、以表面贴装机工厂为样板,解决实际生产使用过程中线上问题,进而优化系统功能。实时分配库位、软硬件资源,处理调度衔接的各种类型冲突,以降低系统运行成本,提高运行效率,研发可用于实际生产环境的库位管理、模糊资源、智能物料调度等算法,达成了实时计算库位、任务工步、资源分配与硬件动作地点路径规划的功能。4、基于库位管理算法结合智能物料生产调度算法研发了智能移障算法,将阻碍物视为计划中阻碍,通过算法规划移开障碍物取出目标,减少物流搬运占地空间,实现智能移动障碍功能。5、通过智能化、自动化生产过程中采集的数据,对引入调度系统提升的效率进行分析,多系统联动时,SMT工厂中,制造企业生产过程执行管理系统(MES)、企业资源计划(ERP)、WMS、AGV多源交互,投入材料管理人员3名,任务每日耗时超过2000min,每日完整任务在30～45个,任务平均耗时在25～40min。在转换调度系统调度后,投入人力1名,任务平均耗时在5～15min。数据表明表面贴装机物料调度投入人力减少了两人,人力占比是之前的33%,物料调度耗时是使用智能物料调度系统之前的20%～60%左右,生产调度效率大幅提升。本文通过智能物料调度系统的研究与开发,将表面贴装机物料生产形成了智能加工供应链,提高了生产效率,降低了人力消耗,全面落实了表面贴装机工厂物料调度、生产的信息化和智能化应用,为企业智能制造赋能。
面向通信领域的嵌入式软件开发平台的设计与实现
这是一篇关于嵌入式系统,嵌入式软件平台,实时调度算法,通信机制,定时器,内存管理,监控系统的论文, 主要内容为嵌入式软件及嵌入式软件系统已成为世界软件业的新热点。如何高效率地开发嵌入式系统中的应用软件，是一个关键问题。嵌入式软件开发平台能最大限度地支持嵌入式系统的软件开发，减轻工程人员不必要的负担，而使他们的精力更多地集中在应用系统的设计开发上，从而加快开发进度、提高产品竞争力。在已有的各种嵌入式系统封装层的基础上，建立企业级的“嵌入式软件开发平台”不仅符合嵌入式软件技术的发展方向，而且意义重大。“嵌入式软件开发平台”将为企业中所有的嵌入式应用软件提供统一的开发平台，这样上层应用的开发人员只需了解和运用开发平台提供的接口，而不必关心底层操作系统的具体情况，从而大大节省人力资源、缩短开发时间、降低开发及维护费用、提高产品质量、提高嵌入式应用软件的可移植性。 本论文设计和实现了面向通信领域的嵌入式软件开发平台。该平台是位于嵌入式实时操作系统之上，屏蔽各种操作系统之间的差异，为上层提供一个统一的接口，同时针对通信行业的特点，实现了通信业务的并发管理、通信任务之间的消息通信、减少通信内存碎片的内存管理以及大容量多种类型定时器处理等一系列通信系统的支撑功能软件模块。嵌入式软件开发平台的引入大大简化了上层应用软件的设计和实现，同时方便了应用软件的移植。 为了能实现上述功能，论文主要对以下几方面的内容进行了详细的介绍： 1) 实现对底层不同类型操作系统的屏蔽，对上层提供统一的系统调用。 2) 设计基于平台的任务间实时调度的两种核心算法。 3) 设计基于平台的高效率的消息通信机制。 4) 设计平台中内存的管理办法。 5) 设计平台中独立的高精度定时器。 6) 设计平台中的监控系统。 7) 对平台从整体上进行性能测试，检测其在性能上是否能够满足实际需要的要求。 在完成上述工作后，就能够实现一个功能完整的面向通信领域的嵌入式软件开发平台。目前，该平台已经在CDMA基站系统、路由器等通信产品上得到了验证，并被成功移植到中兴通讯公司的ADSL设备中。
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