CN109150678A - 分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型 - Google Patents

分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型，包括系统级检测CPS、系统级仓储CPS、系统级物流CPS、系统级装配CPS及系统级测试CPS，这些系统级CPS构成了主要的局域节点集群，借助以太网交换机以及CPS网络总线等搭建起SoS级分布式的CPS智能总装车间拓扑结构，每类系统级CPS包括若干个单元级CPS，单元级CPS主要包含传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块，传感识别模块负责感知客观物理世界环境，边缘计算模块负责具体的数据分析处理和计算决策下达，命令执行模块负责根据决策指令对物理世界改变。

Description

分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型
【技术领域】
本发明属于智能制造领域，特别是指一种分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型。
【背景技术】
近年来，无人机的研究和应用得到了各界的广泛关注。大型无人机系统的基本组成包括空中本体部分和地面部分(即地面控制站)，与无人机本体相配套的地面控制站承担着核心大脑控制角色，必须具备实时监测无人机飞行状态、任务与飞行航路规划、数字地图、图像处理、飞行性能分析、导航与定位等多种功能，其总装过程作为产品交付前的关键环节，在地面控制站产品全生命周期中占有重要的角色。总装过程主要分为物料检测、分拣入库、车间配送、车间装配、整车测试等环节，以往的总装车间建设中各环节内部自动化程度低、各环节之间信息融合不足，总装车间不能有效地实现网络化互联、数字化集成，整体智能程度较低。
随着智能制造技术的高速发展，各种关键使能技术为生产车间建设提供了前瞻性的发展理念和思路，尤其是以德国工业4.0(Industrie 4.0)和美国工业物联网(IndustryInternet of Things，IIoT)为引领，以“再工业化”战略抢占制造业产业变革高地。在这种发展背景下，2015年05月08日，国务院印发了《中国制造2025》，以此提出了实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。智能制造技术确立了产业变革使能的核心，即信息物理系统(Cyber Physical Systems，CPS)，通过信息世界与物理世界之间基于信息流的状态感知、实时分析、科学决策和精准执行闭环赋能体系的构建，实现资源优化配置和快速迭代更新。2017年03月01日工信部信息化和软件服务业司、国家标准化管理委员会工业标准二部联合发布了《信息物理系统白皮书》，白皮书将CPS架构划分为单元级CPS、系统级CPS、系统之系统(System of Systems，SoS)级CPS三级结构，并确定了CPS的体系架构和技术需求。
在计算能力服务提供方面，各类计算部署模式层出不穷，其中尤以云计算(CloudComputing)广为人知。根据美国国家标准与技术研究院定义，云计算是一种按需付费、动态优化的计算模式，这种模式提供便捷的、开放共享的网络访问服务。在云计算应用层面，随着Intel、IBM、Google等网络巨头的大力推动以及互联网技术的强有力支撑，云计算的服务范围日趋扩大。此外，以Cisco为代表的网络服务公司推出了雾计算(Fog Computing)概念，并建立了OpenFog开放式雾计算联盟，谋求在云端超大规模计算与本地化分布式计算节点之间，提供一种局域的企业小型云。但是在工业生产领域，鉴于目前国内的基础设施建设水平、工业软硬件设备应用水平，以及出于安全因素等考虑，无论是云计算还是雾计算都不适合目前的工业生产车间。而边缘计算(Edge Computing)以其高度灵活的分布式嵌入能力、极低的资源占用率和使用能耗、较高的网络安全接入程度，更适合集成应用在工业生产车间现场。
截至目前，对于边缘计算还未有一个统一的标准化定义，但业内较为明确的认识是，边缘计算位于物理实体附近、接近数据源头，是为物理实体侧就近提供计算、存储乃至直接应用的一种分布式计算模式。边缘计算可部署在工业生产现场或者直接嵌入到工业生产设备中，介于物理实体侧与互联网络之间，这种部署方式能够在现场解决基本逻辑决策问题，显著缩短了网络通信距离，能够提供更快的计算服务响应，满足各类的实时管控需求。
目前离散制造领域一般部署层级式网络拓扑结构，在底层控制部分采用主从式通信与信号传播方式，在中层采用严格的上下级信息交互，生产决策主要由上层根据所捕获的状态信息制定。具体到总装车间层面，在架构上体现在设备层、控制层、制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)层、企业资源计划(Enterprise ResourcePlanning，ERP)层等层级的明确划分上，在每个层级内部通信十分频繁，但是由于大量异构数据的存在，在层级之间存在多种通信壁垒，无法搭建起畅通无阻的车间内部信息高速公路。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型，借此提高无人机地面控制站总装车间各生产环节的智能化程度，推动生产全过程信息化进程，饯行工业化和信息化深度融合发展理念，并实现以下目的：(1)能够覆盖总装车间生产全过程，作为系统之系统级，包含总装生产主要系统要素，并且具有可扩展性和可重复性；(2)采用分布式部署方式，网络拓扑结构要尽量扁平化，降低集中式控制带来的不利影响，借助CPS管理壳(Verwaltungsschale)以统一的形式化语义定义车间内的各个系统；(3)能够借助带有管理壳的分布式CPS系统实现系统间的无缝集成和信息交互，通过CPS网络实现系统之间的互联互通互操作以及分布式协同；(4)在CPS单元级具有边缘计算能力，借助嵌入式系统或者逻辑控制器等实现实时逻辑处理和底层计算，兼具节点间通信传输功能，使得权力集中的决策行为获得更多的信息支撑，并实现部分决策功能的权力下放，降低决策风险；(5)能够与产品数据管理(Product Data Management，PDM)、计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning，CAPP)、仓储管理系统(Warehouse ManagementSystem，WMS)等信息化系统集成，在具备完善车间信息流的同时，可以承接上游研发信息流，以及下游的成品仓储物流信息流，构成生产企业内部信息中枢。
为实现上述目的，实施本发明的分布式CPS智能总装车间拓扑模型包括系统级检测CPS、系统级仓储CPS、系统级物流CPS、系统级装配CPS及系统级测试CPS，这些系统级CPS构成了主要的局域节点集群，借助以太网交换机以及CPS网络总线等搭建起SoS级分布式的CPS智能总装车间拓扑结构，每类系统级CPS包括若干个单元级CPS，单元级CPS主要包含传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块，传感识别模块负责感知客观物理世界环境，边缘计算模块负责具体的数据分析处理和计算决策下达，命令执行模块负责根据决策指令对物理世界改变。
系统级检测CPS的检测单元CPS内的传感识别模块用以实现结构数据采集、产品参数确认、外部信号激励等功能，命令执行模块用以实现参数调试测试、产品性能分析、输出检测报告等功能，边缘计算模块嵌入到车间专用检测设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘检测设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一检测单元CPS均设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件处理服务器以及系统共享数据库构成了系统级检测CPS。
系统级仓储CPS的仓储单元CPS内的传感识别模块用以实现条码/射频识别、设备状态监测、货架安全限位等功能，命令执行模块用以实现物料入/出库、自动化分拣、辊式/链式输送等功能，边缘计算模块嵌入到车间堆垛机等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘仓储设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一仓储单元CPS均设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件打印服务器以及系统共享数据库构成了系统级仓储CPS。
系统级物流CPS的物流单元CPS内的传感识别模块用以实现电磁感应、碰撞识别、红外传感等功能，命令执行模块用以实现路径规划、自动避障、导航定位等功能，物流单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间自动导向车等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘物流设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一物流单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与系统管理服务器以及系统共享数据库构成了系统级物流CPS。
系统级装配CPS的装配单元CPS内的传感识别模块用以实现碰撞干涉识别、条码/RFID识别、机器视觉检测等功能，命令执行模块实现机器人辅助装配、智能装配检测、工作流程跟踪等功能，边缘计算模块嵌入到车间工业机器人等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘装配设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一装配单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与系统代理服务器以及系统共享数据库构成了系统级装配CPS。
系统级测试CPS的测试单元CPS内的传感识别模块用以实现整车上电检测、分系统数据采集、外部信号激励等功能，命令执行模块用以实现参数调试测试、整车性能分析、输出测试报告等功能，边缘计算模块嵌入到车间专用测试设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘测试设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一测试单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件处理服务器以及系统共享数据库构成了系统级测试CPS。
与现有技术相比较，实施本发明的分布式CPS智能总装车间拓扑模型能够显著提高总装车间的智能制造能力成熟度等级，增强底层计算决策能力，缩短生产制造现场与生产计划决策之间的网络距离，减少车间内部信息孤岛，打破车间各系统间的信息交互壁垒，加强各系统之间的互联互通互操作以及分布式协同。
【附图说明】
图1为实施本发明的分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型的组成模块结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，为实施本发明的分布式信息物理系统(Cyber PhysicalSystems，CPS)智能总装车间拓扑模型的组成模块结构示意图，该分布式CPS智能总装车间拓扑模型包括系统级检测CPS、系统级仓储CPS、系统级物流CPS、系统级装配CPS及系统级测试CPS，这些系统级CPS构成了主要的局域节点集群，借助以太网交换机以及CPS网络总线等搭建起SoS级分布式的CPS智能总装车间拓扑结构。每类系统级CPS包括若干个单元级CPS，单元级CPS主要包含传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块，传感识别模块负责感知客观物理世界环境，边缘计算模块负责具体的数据分析处理和计算决策下达，命令执行模块负责根据决策指令对物理世界改变。
该分布式拓扑模型采用具有容错能力的环网冗余结构，可实时监管整体SoS的运行状态，在价值链维度实现总装车间内生产资源的整合调度，在车间管理维度实现层级模糊化的扁平网络集成，在产品全生命周期维度实现上下游信息流无缝对接。
以下对各个组成部分进行详细说明。
系统级检测CPS由若干检测单元CPS构成，对应上游物料的检测环节。检测单元CPS内的传感识别模块用以实现结构数据采集、产品参数确认、外部信号激励等功能，命令执行模块用以实现参数调试测试、产品性能分析、输出检测报告等功能。而检测单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间专用检测设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘检测设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务。另外，每一检测单元CPS均设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能。传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件处理服务器以及系统共享数据库构成了系统级检测CPS，该系统级检测CPS内部为扁平化拓扑结构，不存在明显的集中式控制网络节点，具有一定的底层分布式逻辑决策能力。
系统级仓储CPS由若干仓储单元CPS构成，对应合格品的车间仓储环节。仓储单元CPS内的传感识别模块用以实现条码/射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)、设备状态监测、货架安全限位等功能，命令执行模块用以实现物料入/出库、自动化分拣、辊式/链式输送等功能。进一步地，仓储单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间堆垛机等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘仓储设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务。在每一仓储单元CPS内均设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能。传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件打印服务器以及系统共享数据库构成了系统级仓储CPS，该系统级仓储CPS内部为扁平化拓扑结构，不存在明显的集中式控制网络节点，具有一定的底层分布式逻辑决策能力。
系统级物流CPS由若干物流单元CPS构成，对应车间物流输送环节。物流单元CPS内的传感识别模块用以实现电磁感应、碰撞识别、红外传感等功能，命令执行模块用以实现路径规划、自动避障、导航定位等功能。物流单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间自动导向车等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘物流设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务。每一物流单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能。传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与系统管理服务器以及系统共享数据库构成了系统级物流CPS，该系统级物流CPS内部为扁平化拓扑结构，不存在明显的集中式控制网络节点，具有一定的底层分布式逻辑决策能力。
系统级装配CPS由若干装配单元CPS构成，对应车间产品装配工艺环节。装配单元CPS内的传感识别模块用以实现碰撞干涉识别、条码/RFID识别、机器视觉检测等功能，命令执行模块实现机器人辅助装配、智能装配检测、工作流程跟踪等功能。装配单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间工业机器人等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘装配设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务。每一装配单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能。传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与系统代理服务器以及系统共享数据库构成了系统级装配CPS，该系统级装配CPS内部为扁平化拓扑结构，不存在明显的集中式控制网络节点，具有一定的底层分布式逻辑决策能力。
系统级测试CPS由若干测试单元CPS构成，对应车间整车成品测试环节。测试单元CPS内的传感识别模块用以实现整车上电检测、分系统数据采集、外部信号激励等功能，命令执行模块用以实现参数调试测试、整车性能分析、输出测试报告等功能。测试单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间专用测试设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘测试设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务。每一测试单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能。传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件处理服务器以及系统共享数据库构成了系统级测试CPS，该系统级测试CPS内部为扁平化拓扑结构，不存在明显的集中式控制网络节点，具有一定的底层分布式逻辑决策能力。
与现有技术相比较，实施本发明的分布式CPS智能总装车间拓扑模型能够显著提高总装车间的智能制造能力成熟度等级，增强底层计算决策能力，缩短生产制造现场与生产计划决策之间的网络距离，减少车间内部信息孤岛，打破车间各系统间的信息交互壁垒，加强各系统之间的互联互通互操作以及分布式协同。另外，实施本发明的分布式CPS智能总装车间拓扑模型覆盖了车间生产全过程，采用具有容错能力的环网冗余结构，可实时监管整体SoS的运行状态，开放程度和可重复性高、灵活性和可扩展性好，在价值链维度实现总装车间内生产资源的整合调度，在车间管理维度实现层级模糊化的扁平网络集成，在产品全生命周期维度实现上下游信息流无缝对接。再者，实施本发明的分布式CPS智能总装车间拓扑模型适用范围广泛，可有效提升总装车间网络化、数字化、智能化生产制造能力，最终构建起分散资源集中调度、集中资源分散利用的工业生产车间良性生态圈，为总装车间建设提供有益借鉴。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种分布式信息物理系统智能总装车间拓扑模型，其特征在于该分布式CPS智能总装车间拓扑模型包括系统级检测CPS、系统级仓储CPS、系统级物流CPS、系统级装配CPS及系统级测试CPS，这些系统级CPS构成了主要的局域节点集群，借助以太网交换机以及CPS网络总线等搭建起SoS级分布式的CPS智能总装车间拓扑结构，每类系统级CPS包括若干个单元级CPS，单元级CPS主要包含传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块，传感识别模块负责感知客观物理世界环境，边缘计算模块负责具体的数据分析处理和计算决策下达，命令执行模块负责根据决策指令对物理世界改变。
2.如权利要求1所述的分布式CPS智能总装车间拓扑模型，其特征在于：系统级检测CPS的检测单元CPS的传感识别模块用以实现结构数据采集、产品参数确认、外部信号激励等功能，命令执行模块用以实现参数调试测试、产品性能分析、输出检测报告等功能，边缘计算模块嵌入到车间专用检测设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘检测设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一检测单元CPS均设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件处理服务器以及系统共享数据库构成了系统级检测CPS。
3.如权利要求1所述的分布式CPS智能总装车间拓扑模型，其特征在于：系统级仓储CPS的仓储单元CPS的传感识别模块用以实现条码/射频识别、设备状态监测、货架安全限位等功能，命令执行模块用以实现物料入/出库、自动化分拣、辊式/链式输送等功能，边缘计算模块嵌入到车间堆垛机等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘仓储设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一仓储单元CPS均设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件打印服务器以及系统共享数据库构成了系统级仓储CPS。
4.如权利要求1所述的分布式CPS智能总装车间拓扑模型，其特征在于：系统级物流CPS的物流单元CPS的传感识别模块用以实现电磁感应、碰撞识别、红外传感等功能，命令执行模块用以实现路径规划、自动避障、导航定位等功能，物流单元CPS的边缘计算模块嵌入到车间自动导向车等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘物流设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一物流单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与系统管理服务器以及系统共享数据库构成了系统级物流CPS。
5.如权利要求1所述的分布式CPS智能总装车间拓扑模型，其特征在于：系统级装配CPS的装配单元CPS的传感识别模块用以实现碰撞干涉识别、条码/RFID识别、机器视觉检测等功能，命令执行模块实现机器人辅助装配、智能装配检测、工作流程跟踪等功能，边缘计算模块嵌入到车间工业机器人等工业自动化设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘装配设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一装配单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与系统代理服务器以及系统共享数据库构成了系统级装配CPS。
6.如权利要求1所述的分布式CPS智能总装车间拓扑模型，其特征在于：系统级测试CPS的测试单元CPS的传感识别模块用以实现整车上电检测、分系统数据采集、外部信号激励等功能，命令执行模块用以实现参数调试测试、整车性能分析、输出测试报告等功能，边缘计算模块嵌入到车间专用测试设备的底层逻辑控制模块中，为工业物联网边缘测试设备节点提供响应及时的数据处理与分析计算服务，每一测试单元CPS都设有单元管理壳，用以实现形式化语义单元描述、标准化功能定义、安全要求描述、数字孪生可视化等功能，传感识别模块、边缘计算模块及命令执行模块在单元管理壳的规约下，与文件处理服务器以及系统共享数据库构成了系统级测试CPS。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109784718A (zh) * 2019-01-14 2019-05-21 四川长虹电器股份有限公司 一种采用多代理边缘计算的离散制造过程调度系统及方法
CN110247827A (zh) * 2019-07-25 2019-09-17 浙江鹏信信息科技股份有限公司 基于数字孪生技术的nfv网元全包围测试方法及装置
CN110717664A (zh) * 2019-09-30 2020-01-21 西安邮电大学 基于移动边缘计算的面向服务生产过程的cps生产系统
CN111709815A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 樊馨 一种基于边缘计算的商品处理方法
CN112306464A (zh) * 2020-10-14 2021-02-02 中国科学院沈阳自动化研究所 利用数字孪生体实现工业场景下信息物理融合方法和系统
CN113086550A (zh) * 2021-03-02 2021-07-09 中国矿业大学 一种基于多功能智能托辊的带式输送机状态监测系统及方法
CN116862206A (zh) * 2023-09-04 2023-10-10 宁德思客琦智能装备有限公司 一种自适应优化生产计划的分布式制造执行的方法和系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3201234A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-16 Philippe Arthur Jean Ghislain CHEVALIER A cyber-physical system for an autonomous or semi-autonomous vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1545263A (zh) * 2003-11-20 2004-11-10 上海交通大学 车间局域网内分布式数控机床的实时监控系统
US20150142808A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Futurewei Technologies Inc. System and method for efficiently determining k in data clustering
CN105930642A (zh) * 2016-04-16 2016-09-07 邵阳学院 信息物理融合系统层次结构模型
CN106527383A (zh) * 2016-12-15 2017-03-22 中国科学院沈阳自动化研究所 一种用于工业的cps控制系统及其实现方法
CN106530111A (zh) * 2016-12-01 2017-03-22 东华大学 一种面向智能棉纺生产的cps架构
CN107292757A (zh) * 2017-07-12 2017-10-24 山东如意科技集团有限公司 一种基于互联网的纺织服装制造方法及系统
CN108205735A (zh) * 2018-04-03 2018-06-26 中船第九设计研究院工程有限公司 一种车间信息物理监控管理平台系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1545263A (zh) * 2003-11-20 2004-11-10 上海交通大学 车间局域网内分布式数控机床的实时监控系统
US20150142808A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Futurewei Technologies Inc. System and method for efficiently determining k in data clustering
CN105930642A (zh) * 2016-04-16 2016-09-07 邵阳学院 信息物理融合系统层次结构模型
CN106530111A (zh) * 2016-12-01 2017-03-22 东华大学 一种面向智能棉纺生产的cps架构
CN106527383A (zh) * 2016-12-15 2017-03-22 中国科学院沈阳自动化研究所 一种用于工业的cps控制系统及其实现方法
CN107292757A (zh) * 2017-07-12 2017-10-24 山东如意科技集团有限公司 一种基于互联网的纺织服装制造方法及系统
CN108205735A (zh) * 2018-04-03 2018-06-26 中船第九设计研究院工程有限公司 一种车间信息物理监控管理平台系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陶飞: "《数字孪生车间信息物理融合理论与技术》", 《计算机集成制造系统》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109784718A (zh) * 2019-01-14 2019-05-21 四川长虹电器股份有限公司 一种采用多代理边缘计算的离散制造过程调度系统及方法
CN110247827A (zh) * 2019-07-25 2019-09-17 浙江鹏信信息科技股份有限公司 基于数字孪生技术的nfv网元全包围测试方法及装置
CN110247827B (zh) * 2019-07-25 2020-02-11 浙江鹏信信息科技股份有限公司 基于数字孪生技术的nfv网元全包围测试方法及装置
CN110717664A (zh) * 2019-09-30 2020-01-21 西安邮电大学 基于移动边缘计算的面向服务生产过程的cps生产系统
CN110717664B (zh) * 2019-09-30 2023-06-27 西安邮电大学 基于移动边缘计算的面向服务生产过程的cps生产系统
CN111709815A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 樊馨 一种基于边缘计算的商品处理方法
CN112306464A (zh) * 2020-10-14 2021-02-02 中国科学院沈阳自动化研究所 利用数字孪生体实现工业场景下信息物理融合方法和系统
CN112306464B (zh) * 2020-10-14 2022-03-29 中国科学院沈阳自动化研究所 利用数字孪生体实现工业场景下信息物理融合方法和系统
CN113086550A (zh) * 2021-03-02 2021-07-09 中国矿业大学 一种基于多功能智能托辊的带式输送机状态监测系统及方法
CN113086550B (zh) * 2021-03-02 2022-04-01 中国矿业大学 一种基于多功能智能托辊的带式输送机状态监测系统及方法
CN116862206A (zh) * 2023-09-04 2023-10-10 宁德思客琦智能装备有限公司 一种自适应优化生产计划的分布式制造执行的方法和系统
CN116862206B (zh) * 2023-09-04 2023-12-15 宁德思客琦智能装备有限公司 一种自适应优化生产计划的分布式制造执行的方法和系统

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