面向组装的小批量生产工序管控系统研究

为解决多品种小批量生产模式企业生产脱离工艺与质量管控的问题,自主开发了面向组装作业的小批量生产工序管控系统;通过结合可视化工艺系统,并采用人机交互技术、无线射频识别技术、传感器技术、数据检测与采集技术实现了组装作业的可视化指导、批量生产管理、关键工序严格受控、检测数据实时记录、产品信息可追溯的目标;确保了生产工艺得到完全落实,产品质量得到严格把控。     

基于数字孪生的产线设备实时监控方法与实现

为推动国家智能制造发展,面向生产过程中设备实时监控困难、透明性差、管控效率低、跨学科交叉情况复杂等问题,融合MBSE思想,提出一种基于数字孪生的产线设备监控方法并实现。首先,提出基于数字孪生的监控方法架构;基于SysML建模语言对产线系统和设备进行统一描述建模,建立结构图和行为图,形成数据模型;通过SysML模型与OPC UA联合,以位移数据和任务数据双通道驱动的方式进行虚实映射,并建立异常报警追溯机制;以仓储系统中核心设备堆垛机为例,构建其SysML模型、数字孪生模型,并以仓储产线实时缓存数据库redis为数据源,通过OPC UA获取并实时更新数据驱动数字孪生模型,实现其三维可视化监控,验证了方法的可行性和实时性     

缝制电控制造数据可视化平台的设计与应用

针对在缝制设备电控生产制造中应用可视化管理系统的需求,开发了生产制造数据可视化平台。采用基于面向服务的数据集成方式和通用通信协议,搭建了一套Web应用系统,实现了对多业务系统数据和生产环境数据的采集、处理和展示功能,解决了从生产制造过程中获取各类数据并通过丰富的图形图表进行呈现的问题。测试结果表明：现场生产人员可直接从生产看板获取主要指标数据,对生产过程和车间环境进行管控;管理人员可通过数据大屏实时监控特定时期业务完成情况。目前,该可视化平台已经应用于某缝制设备电控生产制造中心。该平台的实现将数据可视化技术有效应用于传统的缝制设备电控制造中,对我国后续缝制行业生产制造数据可视化具有借鉴和指导意义。     

移动机器人自主导航系统及上位机软件设计与实现

针对移动机器人自主导航系统,采用C++语言设计了一款基于Qt的跨平台实时数据可视化上位机软件;该软件执行SLAM技术和路径规划算法,实现可视化移动机器人建图与导航过程以及实时读取数据参数等功能;首先介绍移动机器人的硬件结构和功能;其次给出了自主导航所运用到的改进RRT*算法和动态窗口法;在详细叙述上位机软件工作流程的基础上,开发和设计了实时话题显示、读取以及界面可视化等功能;最后基于ROS系统完成移动机器人自主导航功能,并通过实时地图与数据可视化来验证所设计上位机软件功能的有效性。     

数据可视化在温度场模拟中的应用

针对当前铸造软件温度场饪拟中存在的问题，提出了温度场模拟可视化研究的必要性与迫切性;利用双线程结构将温度场模拟与数据可视化分开，实现数值计算与数据可视化的同步。开发了温度场模拟可视化组件，该组件也可应用于流场充型过程模拟。数据可视化技术在温度场模拟中的应用有效地提高温度场模拟过程的透明度和实时交互性，从而优化了铸造工艺及其参数。     

基于TCP/IP协议的火电厂实时数据接入系统实现

为实现火电厂信息系统的管控一体化[1]，针对生产现场实时数据的特点，本文提出了一种通用的数据挖掘手段，即网络监听。该系统在基于TC/IP诉基础上，通过比较几种网络数据获取的方法后，提出采用第三方提供的虚拟设备驱动作为WIN32应用的通讯接口，实现实时的数据挖掘，然后对原始数据进行整理分析，并对外发布实时信息。     

数据实时通信与可视化系统的设计与实现

为了将冗杂的工业数据用逻辑化的图形展现出来,该文提出了一种基于HTML5与WebSocket数据实时通信的可视化系统。首先提出的可视化系统是在C#控制台程序的基础上建立WebSocket全双工通信通道,继而借助此通道实现了SQL Server数据库与浏览器的实时数据交互,最后将实时数据发送给Echarts进行绘制和渲染。在漏水监测的项目中应用此可视化系统的结果分析可知,所采用的WebSocket实时通信技术相比于传统通信技术具有更高的稳定性、数据交互实时性,且能有效地减小带宽、节省服务器资源等;所设计数据可视化系统能直观地反映采集的工业数据特性,可视化效果好,实用性强。     

基于物联网Android平台的蓝宝石长晶监测系统

为实时了解和掌握蓝宝石自动长晶设备的运行状态,本文设计了一种基于物联网Android开发平台的监测系统.该系统以Android移动设备作为客户端,接收PC服务器端传送过来的数据,实现数据可视化,实时监测显示加热功率,加热电压电流,冷却水温、旋转速度、晶体重量和生长速度等参数数据.本文首先介绍了蓝宝石长晶设备的监测需求,随后阐述了系统的组成及各模块功能的设计,运用SQLite数据储存、Socket通信等,设计并实现了基于物联网Android的蓝宝石自动长晶设备监测系统的客户端.     

基于VR的大数据可视化教学系统设计与实现

提出一种基于VR的大数据可视化教学系统的实现方法。给出了大数据可视化教学系统设计原则,基于并行实时渲染的大规模无缝拼接显示技术、数据可视化的多体感交互技术、大屏的视频点播技术、面向大数据可视化的全景拼接与显示等,提出了大数据可视化教学系统架构;给出了大数据分析过程的认知模型、高维数据的分析及呈现方法,以及基于可视化的数据理解与可用性分析评估。利用Unity3D技术,通过C#等开发了大数据可视化虚拟课堂。实践证明,该系统可有效提高学生的学习兴趣及效率,增强学生对于大数据本质的洞察和理解。     

基于实时Web技术的车间监测系统设计与实现

为推进传统铸造车间智能化、数字化转型，解决车间数据管理效率低、利用效率低等问题，引入WebSocket技术建立了一套实时在线的车间数据监测系统，实现了工业数据接入、数据实时监测、报警提示、历史数据分析等功能。首先，通过Modbus/TCP采集设备的参数实时值，将数据转储到MySQL数据库中；其次，利用Django服务器监听数据库更新事件，并创建服务器与浏览器之间的WebSocket双向数据通信通道，实现数据高效稳定传输；最后，通过Vue双向数据绑定技术将实时数据绑定到ECharts折线图、面积图等组件中，实现数据的科学展示。所提系统覆盖车间所有设备的126个参数，响应时间相较于传统Ajax轮询至少缩短了10 ms，数据同步周期可达到200 ms；所提系统在实际工程应用中已实现稳定运行，能有效降低前后端通信带宽，提高响应速度，为管理人员提供详细的生产信息，大幅提升了管理效率和生产效率。     

电阻点焊工艺参数实时监测系统

研究了基于PC机的电阻点焊工艺参数实时监测系统.基于Windows系统,采用VC语言研究开发了系统的数据采集及分析软件,实现了点焊工艺参数的高精度测量.该系统适合于各种交、直流点焊设备主要工艺参数,即焊接电流,电极压力等参数的实时监测,对监测数据进行实时分析并进行数据库永久存储.     

基于长短记忆神经网络的海量异常信号实时监控预警与处置全流程管控方法研究

在海量异常信号实时监控预警与处置的过程中，通过全过程流程管控能够实现更加迅速地解决设备故障，设计一种基于长短记忆神经网络的实时监控预警与处置全流程管控方法。通过信息采集模块，实施海量异常信号信息采集。设计长短记忆神经网络与CNN相结合的行为识别模型，实施海量异常信号行为识别。通过由设备任务模块、设备态势模块构成的海量异常信号实时监控预警与处置全流程管控模型，实现相关行为的全流程管控。利用设计方法管控某大企业的可视化设备，测试其管控性能。测试结果为在发生物理层设备故障、物理层线路故障、设备兼容性故障时，该方法分别能够实现96%以上、95%以上、94%左右设备的实时监控预警与实时处理，表现出了良好的管控效果。     

基于WebSocket的电力系统实时数据更新研究

可视化技术在电力系统中已得到广泛的应用,其利用人对图形的感知能力,直观地展示设备运行状态的相关数据,大大提高了系统管理水平和运行人员的工作效率。可视化数据的实时更新是可视化技术的核心部分,本文阐述传统的数据更新方式,讨论其优、缺点,提出基于双向通信的WebSocket的解决方案,实现真正的实时数据更新,最后给出应用范例及关键部分的代码实现,为今后的相关研究、应用提供依据。     

基于任务容器的多源数据实时监控系统研究

为解决现有飞行试验监控模式存在的数据源单一、扩展性存在不足、系统鲁棒性差等缺点,进行基于数据分发服务规范DDS（data distribute service）的多源数据实时监控技术研究,在不改动实时监控系统硬件架构的情况下,根据现有实时监控系统数据特点和任务需求,采用任务容器技术对试飞数据处理任务进行分发与执行,实现飞行试验数据的分布式实时接收解析以及飞行任务的集中管控;采用基于模板方法的解析算法实现系统多源信号源的数据接入能力,提高了系统的扩展性;采用基于序列化和活跃度检查的任务派发机制实现了任务节点的状态监控及自动任务派发,提高了系统的稳定性,同时DDS通信协议的使用提高了实时监控系统在带宽受限状态下的通信能力。实际使用证明该技术的应用使监控系统具有高可靠、高稳定、动态可扩展等优点。     

基于边缘计算的变电站风险预警管控系统设计

为实现变电站风险预警的实多维度管控，设计基于边缘计算的变电站风险预警管控系统。感知层通过物联网设备采集变电站设备的运行相关数据，利用边缘设备和外部设备之间的通信传送数据至边缘层；边缘层接收数据后，通过通信协议解析该数据，完成数据的一致性，包装云服务下行数据传送至云计算层；云计算层利用云计算计算和分析变电站设备数据并传送至应用层；应用层采用支持向量机算法建立风险预警机制划分风险数据的属性、获取预警值，在此基础上，通过Logistic回归风险预测模型预测预警值对应的风险情况，得出故障发生概率完成变电站风险预警，同时将预警结果呈现在可视化界面，并由控制通道管控相应的风险预警。测试结果显示：系统的通信抖动结果均在15 ms以下，能够实现风险概率的计算，获取变电站各类风险预警数量，具备良好的工作能效，能多维度实现变电站风险预警管控。     

基于PLC的等离子体干法刻蚀设备控制系统的设计

针对大型等离子体干法刻蚀生产设备的工艺特点,根据公司的生产实际需求,对原有损坏机台控制系统进行了重新改造设计。基于真空系统、工艺气体混合调节系统、射频微波放电系统、传动控制系统和终点检测系统等各子系统的控制难点及实现过程,设计了以三菱Q06 PLC为核心和In Touch 10.0为上位机监控软件的等离子体干法刻蚀设备控制系统。在In Touch 10.0平台上,搭建了等离子体干法刻蚀系统的监控界面,通过上位机处理大量生产制程数据和归档重要配方参数,实现生产工艺流程各个环节的实时监控、设备工作运行状态的参数显示和系统的故障报警等功能。     

基于OPC UA的船舶数据监控系统的设计与实现

设计一种基于OPC UA的船舶数据监控系统,采用OPC UA协议解决船底层不同硬件接口和数据传输协议多样所带来的数据采集和传输的通用性问题,有效地监控设备实时工作状况。数据采集端将数据转换为统一的OPC UA格式,OPC UA客户端通过统一的数据传输接口获取采集端的数据并把数据存储到数据库中。通过Django、JavaScript等相关Web技术,建立B/S模式下的数据可视化平台,以图表形式显示实时数据,使船员及时掌握设备运行状态并进行有效决策,促进船舶领域向着信息化、智能化的方向发展。     

变电站三维可视化管控系统的设计与实现

为对变电站运检人员和设备进行有效管控,为管理者提供辅助决策,开发了一套变电站三维可视化管控系统。系统底层人员定位模块采用基于UWB技术的DWM1000定位模块,系统上层基于UE4游戏引擎开发了一套三维可视化管控平台。平台具有人员位置、设备运行状态信息三维实时显示、视频联动、虚拟电子围栏等功能。系统在国内某110kV变电站进行了实地部署,进行了人员定位等功能测试,结果表明系统画面运行流畅,信息直观,实时性强,可对人员和设备进行有效管控。     

3DGIS中空间数据可视化的研究与应用

空间数据可视化是当前3DGIS领域的研究热点之一。提出了一种面向对象的空间数据可视化模型,基于金字塔模型来组织和调度DEM（数字高程模型）、DOM（数字正射影像）等栅格数据,并引入矢量数据参数化3D建模思想,实现了矢量地物数据的三维建模与可视化。在此基础上,借助虚拟现实技术,基于OpenGL实现了一个3DGIS原型系统,具备空间数据的真实感可视化表达、3D场景实时漫游、交互查询等功能。最后给出了基于该原型系统为军事与民用领域开发的应用实例。     

基于Cortex-A9的车间生产过程跟踪管控终端设计

随着智能制造的发展,车间自动化水平已经有了较大提高,如何实现生产过程及生产要素的实时跟踪、管控与协调,是进一步提高生产效率所面临的问题。系统设计了基于Cortex-A9与Android的车间制造过程跟踪与管控终端,选用三星Exynos 4412处理器,配合电源、存储、总线控制等芯片完成终端硬件设计,通过Linux系统及Android系统平台的构建,底层设备驱动程序的开发、移植和Android应用程序的设计,完成终端软件设计。实现对生产订单、设备、人员、生产过程的实时跟踪与管控,系统具有硬件接口丰富、人机界面友好、实时性高、适用范围广等优点。