企业智能测控与优化调度系统研究

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1、浙江大学信息科学与电子工程学硕士学位论文企业智能测控与优化调度系统研究姓名：王锐申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：孙斌20100310摘要本文针对企业生产中的测控和管理问题，设计了一个实现自动监测管理与智能生产调度管理功能的系统。该系统属于制造业执行系统(ManufacturingExecutionSystem，MES)，是企业计划管理层和底层控制层的统一。本文对系统的需求和关键技术进行深入研究，针对实时监测和自动生产调度这两个主要功能，给出了具体的设计方法。在实时监测的设计上，系统采用CAN总线网络，把厂区分散的众多设备作为节点接入网络。系统利用单片机和传感器完成底层

2、的数据采集；利用CAN总线实时传输监测采集的数据。系统在上层设计了上位机和客户端用来保存和显示从底层接收到的数据。系统的上位机部分设计了服务器模块，服务器中建立数据库，负责保存采集的电流、压力温度等数据。服务器可以定期地生成每日数据报表。客户端为管理人员提供管理操作的界面，可以显示出监测的数据结果。本文所研究的智能生产调度设计，以节约生产成本为目标，可以有效地解决实际调度中存在的难题。例如临时插入订单、修改订单、设备故障停工等生产信息的改变，要求系统适应动态调度环境，在动态环境下使新的调度目标和原调度目标具有一致性和继承性。本文设计了一个柔性调度系统，利用一种改进的遗传算法来完成

3、最优化调度求解。在利用遗传算法求解时做了适当的改进，使用调度矩阵作为染色体编码，采用稳态复制和适应度线性变换，改善了遗传算法的运算效率。设计了重调度方案来解决实际调度中任务变更问题。柔性调度的设计思想和方案，使得该系统在实际的生产调度中有很强的适应性，具有重要的应用价值。本系统已应用在橡胶行业生产领域。使用CAN总线和分布式网络结构有效地解决了厂区庞大分散、设备繁多等问题给生产监测来带的麻烦。系统的自动生产调度功能和传统的人工调度相比，不仅提高了工作效率，而且有了科学的理论依据，让调度结果更加合理，有利于节约成本。采用自动化的监测和智能生产调度在企业的生产中有重要的意义。本文详细

4、介绍了该系统的应用环境、需求分析和功能，以及系统的构架、设计思路与具体方法，具体包括底层硬件和上层软件的设计。关键词：CAN总线；数据采集；生产监控；重调度；改进遗传算法；适应度线性变换IlAbstractInthispapertosolvetheproblemsofsupervisionandmanagementinenterpriseproduction，weresearchanddesignasystemwhichcanachievethefunctionsofautomaticmonitoringandintelligentschedulingmanagement．The

5、systembelongstoManufacturingExecutionSystem．It’Stheunityofbusinessplanningmanagementinupperlayerandcontrollinginunderlyinglayer．Inthispaperweresearchtherequirementofthesystemandkeytechnologyofdesigning．Wedescribethedesignindetailtoachievethesystem’Sautomaticmonitoringandintelligentschedulingf

6、unctions．Inthedesignofautomaticmonitoring，thesystemisbasedonCANbusnetwork．Theequipmentsindispersedworkshopsareconnectedtothenetworkasaccessedpoints．Thesystemusessinglechipmachinesandsensorstocollectdata，CANbustotransmitthedata．Inupperlayerofthesystemhostcontrollerandclientaredesignedtosaveand

7、displaythedatareceivedfromunderlyinglayer．Inhostcontrollerwedesignaserver,anddatabaseisbuiltonit．Databasecansavethecollecteddatasuchascurrent，pressure，temperature．Theservercanalsogeneratedailydatareportofthedevice．Theclientprovidesoperationin