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在工业4.0的大背景下,世界主要工业大国通过构建智慧工厂,进行智能生产,以实现传统制造业的转型,从而在激烈的国际市场的竞争上取得领先地位。焊装车间是制造业的重要组成部分,而我国的焊装车间面临的是自动化程度低、信息化程度不高、生产效率低下等问题。针对以上现状,本文研发了一套数字化焊装车间生产管理系统。 首先由于焊装车间设备数量较多、分布较为分散的特点,研制了一套数据采集系统,用于采集焊装车间中各台焊机的电参数,系统主要包括电流电压传感器,信号调理电路和数据采集卡。然后根据管理系统的需要,设计了基于以太网的数据传输系统。该系统基于C/S结构,系统的硬件由工控机、路由器和服务器组成。通过Datasocket技术,将客户端的数据远程传输到服务器中,实现了多客户端数据同步采集,保证了数据传输的完整性、及时性和可靠性。同时,利用队列技术,把客户端的数据显示到对应的监视器,监控各设备运行状态。 接下来开发了服务器端监控管理系统,系统基于Labview平台开发。研制了车间信息管理模块,实现了车间、班组、设备名称、操作人员等信息的维护,以及系统使用者权限和密码的管理;开发了耗材消耗管理模块,对车间的焊丝、电能、保护气体等耗材的使用量进行了统计,能够分别以天、月和时间段对使用情况进行查询,查询结果能够以折线图的形式体现;整合了焊接质量管理模块,实现了实时焊机运行状态监控和焊缝质量的在线监测,给出了U-I相图,平均电流电压、短路过渡次数等与焊接质量密切相关的参数,供管理者参考,评价了每次焊接作业的焊缝质量等级。支持焊接历史数据的查询,为焊接质量的改进提供了必要条件;设计了设备管理模块,实现了设备的焊接、待机和关机三种状态持续时间的统计功能,能够对设备运行效率进行分析,分析结果分别以饼状图、柱状图的形式显示。重点研究了饼状图和柱状图的设计方法。饼状图基于图片控件开发,柱状图基于XY图开发,显示效果良好,实用性强。 最后对焊装车间的排产系统进行了研究,总结了数字化焊装车间的排产特点,找出了车间排产的约束条件,对数字化焊装车间的排产问题建模,制定了焊装车间排产的规则,设计了以设备使用率最大化为目标,基于启发式规则的排产算法。开发了排产系统的功能模块,包括:订单的录入、工艺路线的制定、工序和加工周期的制定、车间设备信息的管理、排产结果的修正。对开发的排产系统的功能进行了验证,结果表明该系统能够对焊装车间订单的生产安排起指导作用,对于企业提高生产效率和信息化管理能力有重要意义。