【摘要】：自德國“工業(yè)4.0”在2011年漢諾威工業(yè)博覽會提出以來,制造業(yè)的新一輪革命拉開了序幕。中國、美國、德國、日本等制造業(yè)大國紛紛制定并開展了以發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)為核心的新型制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,其核心是發(fā)展新技術(shù)環(huán)境下的智能制造。其中,中國提出了以信息物理融合(Cyber-Physical System, CPS)為核心的“中國制造2025”戰(zhàn)略,旨在實(shí)現(xiàn)制造過程由集中式控制向離散式控制的轉(zhuǎn)變,建立高度自由化和思維化的制造模式,推動(dòng)智能制造的發(fā)展。制造單元是制造系統(tǒng)的基本單位,發(fā)展CPS環(huán)境下制造單元管控系統(tǒng)對于促進(jìn)CPS環(huán)境下制造系統(tǒng)的智能化具有重要作用。因此,本文以CPS環(huán)境下制造單元為研究對象,以設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)CPS環(huán)境下制造單元管控系統(tǒng)為核心目標(biāo)展開研究。首先,在分析CPS及智能制造研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種CPS環(huán)境下制造單元管控系統(tǒng)(CPS-MCMCS)模型,定義了CPS制造單元管控系統(tǒng)的內(nèi)涵與特征,設(shè)計(jì)了CPS制造單元管控系統(tǒng)運(yùn)行框架并提出了關(guān)鍵使能方法；其次,在分析CPS環(huán)境下制造資源(CPS-MCMR)動(dòng)態(tài)管控策略類型與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,定義了基于XML的CPS-MCMR動(dòng)態(tài)管控策略數(shù)據(jù)存儲和交互方法；隨后,基于OPC技術(shù),提出了制造單元管控系統(tǒng)信息物理映射體系,建立了管控系統(tǒng)內(nèi)變量與物理環(huán)境內(nèi)硬件多對多的映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)與物理環(huán)境的無關(guān)性；最后,開發(fā)了CPS環(huán)境下制造單元管控系統(tǒng)原型系統(tǒng),用以驗(yàn)證本文所提出方法的正確性與有效性。
[Abstract]:Since Industrial 4.0 was put forward by Hannover Messe in 2011, a new revolution in manufacturing industry has begun. China, the United States, Germany, Japan and other major manufacturing countries have formulated and carried out a new manufacturing development strategy with the development of advanced manufacturing as the core, the core of which is the development of intelligent manufacturing under the new technology environment. Among them, China has put forward the "made in China 2025" strategy based on information physical fusion (Cyber-Physical System, CPS), which aims to change the manufacturing process from centralized control to discrete control. Establish a high degree of liberalization and thinking of the manufacturing model to promote the development of intelligent manufacturing. Manufacturing unit is the basic unit of manufacturing system. The development of manufacturing cell control system in CPS environment plays an important role in promoting the intelligence of manufacturing system under CPS environment. Therefore, this paper takes manufacturing cells in CPS environment as the research object, and takes the design and implementation of manufacturing cell management and control system in CPS environment as the core goal. Firstly, on the basis of analyzing the current situation and development trend of CPS and intelligent manufacturing, a model of manufacturing cell control system (CPS-MCMCS) under CPS environment is designed, and the connotation and characteristics of CPS manufacturing cell control system are defined. The running framework of CPS manufacturing cell control system is designed and the key enabling method is proposed. Secondly, on the basis of analyzing the types and characteristics of manufacturing resource (CPS-MCMR) dynamic control strategy under CPS, the data storage and interaction method of CPS-MCMR dynamic control strategy based on XML is defined. Then, based on OPC technology, the information physical mapping system of manufacturing unit control system is proposed, and the mapping relationship between variables and hardware in physical environment is established, which realizes the independence between information system and physical environment. Finally, a prototype system of manufacturing cell management and control system under CPS environment is developed to verify the correctness and effectiveness of the proposed method.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52

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本文編號：2321096