智能工厂中轨道车控制系统设计与路径优化

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随着工业4.0的提出,传统制造业面临着向智能工厂方向转型的历史性路口,而一个完善的车间智能物流系统是制造业实现智能工厂的关键一步。本文对车间智能物流技术进行研究,设计了一套基于B/S架构的轨道车控制系统,并且针对多个车辆路径优化问题,提出了一种适用于制造业车间的轨道车路径优化方法。首先,完成轨道车硬件平台的设计与搭建,包括PLC、工控机、激光测距传感器等相关硬件的选型,从而实现轨道车定位、避障、运动等功能,并对轨道车的定位精度与避障功能进行测试实验。实验结果表明,轨道车定位和避障精度满足规定的技术指标。其次,完成轨道车上位机控制系统软件的设计与编写。该软件具有自动运行模式、手动调试模式、运行安全日志、数据库存储等功能,可以自动采集轨道车各硬件装置信息,通过MQTT协议与总控平台进行数据交互,实现轨道车智能运行。然后,完成基于B/S三层架构的可视化轨道车智能总控系统的设计与编写。该系统可以自动统计轨道车搬运量、负载率、损耗等信息,确保整个车间可视化和智能化。对整个总控系统的兼容性和各模块功能进行测试实验。实验结果表明,整个可视化轨道车智能总控系统满足实际应用需求。最后,提出了一种将任务调度、时间窗算法和改进A-Star算法相结合的多个轨道车路径优化方法。将本文提出的路径优化方法与其他四种路径优化算法进行比较,经过仿真实验结果表明,本文提出的路径优化方法不仅能有效避免工位死锁、系统死锁和多个车辆运行过程中的冲突问题,在系统总产量和车辆利用率上均高于其他四种算法。轨道车控制系统可以实时对轨道车进行智能操控和管理,其路径优化算法可以有效避免工位死锁、系统死锁和多个车辆运行过程中的冲突问题,实现车间生产过程中物料和工件智能搬运和可视化管理,对智能工厂的建设具有重要意义,加快了我国制造企业建设智能工厂的步伐。
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