基于微服务的柔性生产线控制器组态技术研究

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在日趋激烈的市场竞争下,以订单碎片化为驱动的多品类,变批量,乃至定制化的生产制造模式,已经逐渐成为制造类企业生产的主流方式,而随着市场环境的变换,生产方式从大批量到多品种小批量的变化,生产模式也逐渐从流水线发展成了精益生产、敏捷制造,随着需求的不断个性化和复杂化,以客户个性化定制为特征的柔性制造模式将成为新的发展方向,这对生产线系统的柔性化程度,以及应变能力提出了更高的要求。因此,当下的产线控制系统能够符合个性化、多品种产品制造的需要,具有更强的可重用性、可移植性以及灵活的组合编排能力,具有更强的柔性化能力,是市场最关切的需求。本文结合车间实际的柔性产线控制系统,对产线控制系统的具体结构、控制流程以及业务功能进行了分析,并对其执行控制方案进行研究。对产线控制器的设计需求进行了进一步分析,采用领域驱动设计的思想,将产线控制器业务功能进行划分,实现了产线控制器功能的独立解耦,构建了完整的产线控制器模型。基于产线控制器模型基础,研究了产线控制器的组态方案。基于消息总线技术,实现了产线控制器之间的通讯架构,设计定义了控制器的统一接口,提出了控制器之间事务一致性解决方案。设计了产线控制器管理方案,实现了产线控制器注册注销,以及发现识别等功能。提出了生产执行指令,构建了其指令语义与结构模型,基于指令模型,构建了动态工艺路线模型,建立了指令执行模板,实现了可视化的工艺表达,支持工艺的动态变更,研究并提出了指令柔性控制技术,基于指令执行模板,实现了对指令执行路径的柔性化设计,并实现了分布式的指令执行控制,最后,基于指令模型,实现了对产线组态系统控制流程的动态编排技术。
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