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基于物联网的智能车间生产物流调度系统解决方案

 1 项目布景

  物联网技能是制作业转型晋级,完结智能制作的根底。在推进智能制作施行进程中,物联网正从工业范畴的部分工序扩展到车间、工厂,从提质增效扩大到推进制作和物流事务形式的改变。智能制作以智能车间为载体,在规划、供给、制作和服务各环节完结端到端无缝协作。智能物流能够进行感知、思维、推理、途径规划和决议计划等,是衔接智能之间供给和制作的重要环节,也是打造智能工厂的柱石。当时,智能制作和智能物流正处于整合进程中,怎么办理制作和物流的杂乱流程,协同出产调度和物流调度,以完结智能制作和智能物流的集成是面对的一个严重应战。

  通过设备上装置传感器、RFID读写器和通讯模块,运送线和RGV/AGV上装置传感器和通讯模块等物联网技能,面向智能车间的主动出产调度和主动物流调度需求,海得控制研制了智能车间出产物流调度体系,完结了智能制作和智能物流的集成。该体系已在某口服液出产企业完结了演示使用,是国内制药职业第一个智能车间出产物流调度体系项目,该车间已于2017年5月投产。海得控制正在开发施行的第二个智能车间出产物流调度体系项目,估计2018年5月施行完结。

  智能车间出产物流调度体系的方针与束缚

  其间方针包含三个方面:最大化资源利用率、最小化库存、最小化出产周期。因为这些方针之间存在抵触,不可能一起到达各个方针的最佳情况,因而需求在各个方针之间获得平衡。

  除了以上三方面方针以外,还要满意智能车间的出产调度和物流调度需求,首要包含三方面特色和需求:柔性、多束缚和变化性。

  2 体系架构

  依据物联网的智能车间出产物流调度计划选用三层体系架构:调度层、监控层和履行层。其间调度层进行出产调度、途径规划和指令解析等,下发出产和运送使命到PLC履行层;履行层接收来自调度层的使命,将在制品从起点运往结尾;监控层担任数据的收集和传输,一起对出产物流体系进行动态监控。

  3 关键技能

  智能车间出产物流调度体系的关键技能包含车间出产调度理论和模型、出产调度办法、途径规划算法、依据单节辊道控制的辊道控制办法、AGV/RGV调度办法、缓冲区动态构建办法、毛病重调度办法、批次束缚满意算法等。

  (1)车间出产和物流模型

  依据图论和扩展的事情驱动进程链,对智能车间的出产、物流进行建模,包含设备元素、物流元素、载运东西元素、人员元素、逻辑元素等,树立起多维度多视图的集成模型,全方位知道车间出产和物流情况,为出产调度和物流调度提供模型和数据支撑。

  (2)出产调度办法

  依据束缚理论和拉式出产等出产调度思维,考虑各个工序出产节拍,提出合适智能车间的出产调度办法。选用动态实时调度办法和动态重调度办法,结合动态规划模型,针对智能车间出产调度需求,进行出产使命最优指使。

  (3)依据单节辊道控制的柔性辊道控制办法

  针对辊道运送场景,为进步运送体系的灵敏性,选用依据单节辊道控制的办法,即每个运送使命通过途径规划和指令解析模块,给出其一切的指令序列,交由PLC履行模块履行,且在上层防止途径抵触。该办法能够灵敏完结各种调度和运送需求。

  (4)AGV/RGV调度办法

  关于直线往复式辊道上的多台RGV,为进步RGV利用率,进步运送功率,依据出产设备的方位,以及RGV的实践方位动态核算安全区间,保证两台RGV在各自的区域间内各自装载、卸载,进步RGV的利用率或运送能力。

  (5)缓冲区动态构建办法

  针对需求在制品托盘的出产设备,动态树立和保护在制品托盘的缓冲区,恣意情况和恣意时刻,均能完结在制品托盘的合理、及时供给,保证不断供,不拥堵。

  (6)设备毛病/下线/上线自适应

  设备毛病时,对相关在制品进行重调度;一起添加体系的适应能力,答应设备下线,脱离体系自行修理;设备上线时,体系主动接收设备进入。

  (7)批次束缚满意算法

  针对批次束缚要求严厉的智能车间,将批次束缚参加出产调度和物流调度中,保证满意批次切换时新旧批次切割、混批出产时保证批次别离等。

  (8)手动规划自适应

  针对用户人工干预需求,添加体系适应能力,答应在体系主动运转进程中,人工进行出产使命指使、途径规划等,并主动躲避途径抵触、完结负载均衡。

  4 立异点

  依据物联网技能,智能车间出产物流调度体系完结了智能出产和智能物流。与传统制作车间的出产和物流比较,首要立异点包含以下几点:

  (1)缓冲区动态调度:为防止在制品托盘断供,间隔在制品托盘进口较远的出产设备动态树立缓冲区,保证在制品托盘及时供给和均衡分配;

  (2)途径抵触重调度:在制品托盘在途径上发生途径抵触时,可对相关在制品托盘进行重调度,以消解抵触;

  (3)设备毛病自适应:需求在制品托盘的出产设备毛病后,不再对其供给在制品托盘;其它出产设备毛病后,运送线上运往该出产设备的在制品重调度到其它可用的并行出产设备;

  (4)设备上线/下线自适应:出产设备下线后,运送线上运往该出产设备的在制品重调度到其它可用的并行出产设备;

  (5)手动规划自适应:可接受手动调度方针点,并主动消解途径抵触;

  (6)批次控制:出产设备批次切换时,完结旧批次清场并进入下一工序的出产设备后,再调度新批次在制品,保证两个批次的在制品不混批;

  (7)电子地图:以“电子地图”出现整个车间情况,对出产设备上线情况、重要交互信号以及一切设备重要参数和报警信息进行实时动态显示;

  (8)依据电子标签的信息追溯:通过电子标签,记载每个在制品托盘通过的出产设备编号、进入时刻、脱离时刻等,完结全流程追溯。

  5 效益剖析

  海得控制研制的智能车间出产物流调度体系,完结了智能制作和智能物流的集成,为制作企业智能制作和智能物流整合提供了抱负解决计划,进步制作企业的出产功率和物流功率。

  出产形式由人工控制设备和在制品转向控制智能调度中心,出产流程标准可控、车间出产人员的膂力劳动强度降到最低;

  体系主动保证出产不混批,完结全流程追溯;

  进步物流功率,削减出产设备断供,进步设备利用率;

  优化物流途径,削减物流运送成本;

  全体优化车间出产功率和物流功率,进步车间产能。


标签:物流仓储

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