[發明專利]構型動型控型優型聯動響應的自適應組態方法及系統

有效

• 申請號: 202010181482.0
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111240209B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉強;嚴都喜;冷杰武;張定;張浩
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05B19/418;G06F30/20;G06F30/18;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 朱培祺;資凱亮

構型動型控型優型聯動響應的自適應組態方法及系統，本發明的目的在于提出對車間生產線快速調整和設計的聯動響應的自適應組態方法及系統，通過對生產線聯動設計框架進行多級迭代優化，實現車間生產線自適應地快速調整和設計。構型動型控型優型聯動響應的自適應組態方法，包括以下步驟：步驟A:構型配置；步驟B:動型設計；步驟C:控型設計；步驟D：優型演化；其中所述步驟D包括一級迭代優化、二級迭代優化和三級迭代優化。通過一級迭代優化、二級迭代優化和三級迭代優化共同組成閉合的優化循環，對生產線聯動設計框架進行多級迭代優化，實現車間生產線自適應地快速調整和設計。

技術領域

本發明涉及工業自動化技術領域，尤其是涉及構型動型控型優型聯動響應的自適應組態方法及系統。

背景技術

隨著社會經濟的發展，車間生產線的個性化需求越來越精細，現有的車間生產線普遍為基于靜態配置設計的車間設計方法，只側重于設備、工藝等工程性要素的小閉環控制，而沒有從車間設計全局的角度對整線設計進行優化。從而無法在整線的設備控制、設備集成、工藝優化和車間集成問題上進行優化，設計效果難以保證；且由于個性化需求導致的車間換產頻繁，車間整體結構需要在短時間內進行調整，快速響應需求，而現階段的車間設計方法缺乏有效的聯動響應機制，無法自適應地快速調整生產線的配置參數、結構、控制方案和對車間集成問題求解。

發明內容

針對上述缺陷，本發明的目的在于提出對車間生產線快速調整和設計的聯動響應的自適應組態方法及系統，通過對生產線聯動設計框架進行多級迭代優化，實現車間生產線自適應地快速調整和設計。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

構型動型控型優型聯動響應的自適應組態方法，包括以下步驟：

步驟A:構型配置，在仿真系統構建各個實物設備的三維建模，形成多個實物設備數字模型，并根據生產線的設計要求在仿真系統將多個所述實物設備數字模型進行組裝，形成生產線布局模型；

步驟B:動型設計，根據生產線的設計要求，在所述仿真系統編制所述生產線布局模型中所有所述實物設備數字模型的動作控制腳本，通過腳本語言控制所述實物設備數字模型的加工動作和在制品的物流運輸；

步驟C:控型設計，在所述仿真系統具有用于控制生產線布局模型和所述實物設備運作的控制中心；

利用數字孿生技術，各個所述實物設備與所述生產線布局模型中對應的所述實物設備數字模型建立實時通訊和動作同步化；

設置上位機，所述上位機與所述控制中心建立指令下行和信息上行的二分通道，實現所述上位機向所述控制中心下發生產指令和所述上位機收集所述實物設備的實時狀態數據；

構建用于驅動所述實物設備運作的工業控制網絡，所述控制中心通過所述工業控制網絡將所述生產指令下發至所述實物設備，并通過所述工業控制網絡獲取所述實物設備的實時狀態數據；

步驟D：優型演化，所述優型是指對所述生產線布局模型進行迭代優化，所述迭代優化包括：

一級迭代優化，所述上位機包括管控中心，所述管控中心包括執行引擎和MES系統，所述MES系統分析車間產品的加工工藝和物流組織形態，辨析所述生產線布局模型的耦合結構和生產過程中存在耦合優化問題；

所述執行引擎為具備解耦機制的解耦算法，對所述生產線布局模型存在的所述耦合優化問題進行求解，生成所述生產線布局模型的生產方案；

二級迭代優化，根據所述設計要求，優化調整對所述實物設備數字模型的工藝動作和所述生產線布局模型中在制品的運輸路徑，根據所述工藝動作和所述運輸路徑的優化在所述仿真系統中優化調整所述動作控制腳本，所述工業控制網絡根據所述動作控制腳本變化而同步地做出自適應調整；

三級迭代優化，在所述仿真系統中重新構建所述生產線布局模型；