基于物联网的发动机装配过程信息感知交互系统应用研究

第１期　组合机床与自动化加工技术　ＮＯ．１　２０１６年１月　Ｍｏｄｕｌａｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｏｏｌ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｊａｎ．２０１６　文章编号：１００１—２２６５（２０１６）０１—０１４９—０５　ＤＯＩ：１０．１３４６２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｍｔａｍｔ．２０１６．Ｏ１．０４１　基于物联网的发动机装配过程信息感知　交互系统应用研究　马永敬，葛茂根，凌琳　（合）Ｅ：ｒ－业大学机械与汽车工程学院，合肥２３０００９）　摘要：针对发动机装配过程信息采集与控制问题，在分析了目前装配制造企业生产过程管理信息化　存在问题的基础上，结合物联网技术在装配制造业的应用，提出了一种物联网环境下的发动机装配　过程信息感知交互框架。以该框架为基础，设计了发动机装配过程信息感知交互系统，包括感知交　互系统软件架构、感知交互系统整体运行流程分析。最后，以某发动机装配过程为例，通过对发动机　装配过程进行数据采集和装配过程监测与控制，验证该信息感知交互系统的实用性和有效性。　关键词：物联网；装配过程；信息感知；感知交互系统　中图分类号：ＴＨ１６６：ＴＧ５０６　文献标识码：Ａ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ＭＡ　Ｙｏｎｇ－ｊｉｎｇ，ＧＥ　Ｍａｏ—ｇｅｎ，ＬＩＮＧ　Ｌｉｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ　２３０００９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｅｎｇｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｘ—　ｉｓｔｉｎｇ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｓｓｕｅｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｎ　ｅｎｇｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　Ｔｈｉｎｇｓ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｅｎｇｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ—ａｗａｒｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，　ｗｉｔｈ　ａｎ　ｅｎｇｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｐｒｏｃｅｓｓｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｉｖｅｄ　ｕｓｅｆｕｌｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒ—　ａｃｔｉｖｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｍｅｔ　ｏｆ　ｔｈｉｎｇｓ；ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ；ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｓｙｓｔｅｍ　Ｏ　引言　（１）装配过程多源异构信息感知手段落后、信息　采集滞后　随着单一品种生产模式向ｆｌｑｔＬ量多品种生产方式　发动机装配工艺复杂，装配规模日益扩大，装配过　发展，企业对装配过程进行有效的管理和控制是提高　程变得复杂多变。装配过程中设备产生大量的生产数　产品质量、增强企业竞争力的重要途径…。基于物联　据且数据格式、通信协议不尽相同，导致装配过程信息　网技术　的发展以及在制造业中的应用，发动机装配　呈现多源异构且海量的特征。但目前很多企业装配过　过程正向着透明化、智能化装配方向发展。随着制造　程信息感知手段落后，人工干预现象普遍，缺乏对装配　执行系统的发展，尤其是ＲＦＩＤ技术　、传感器技　过程实时信息的自动识别和感知的系统解决方案，导　术　、数据挖掘技术　、云制造　、传感网络技术和微　致多源信息的采集时存在滞后、数据缺失或不准确等　电子技术的发展与应用，使得对发动机装配过程的实　现象。　时监控成为可能。　（２）装配过程精确及时监控和主动感知　然而，通过近年来对一些发动机装配企业的调研，　在实际的装配过程中，由于缺乏对不确定因素　以及在实施过程监测与控制方法和项目的实践中发　（如计划变更、装配时间波动、机器故障等）的准确及　现，以往的装配过程监测与控制方法与策略面临如下　时的放映和对多源异构信息的主动感知，且缺乏装配　的需求与挑战：　过程原始数据和装配过程监控环节的映射关系的融合　收稿日期：２０１５—０２—０９　作者简介：马永敬（１９８８一），男，山东Ｉｆ岛沂人，合肥工业大学硕士研究生，研究方向为制造过程监测与控制，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｍａｙｏｎｇｊｉｎｇ＠１２６．ｃｏｍ。