鎳鈷資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 金川集團(tuán)鎳冶煉廠 金 巖

鎳鈷資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 金川鎳鈷研究設(shè)計(jì)院 呂蘇環(huán) 郭 奇

鎳鈷資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 金川集團(tuán)信息與自動(dòng)化工程公司 楊鶴年

在現(xiàn)階段工業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，智能車間的發(fā)展尤為迅速，其中在車間作業(yè)的過(guò)程當(dāng)中充分借助于其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，來(lái)判斷車間管理當(dāng)中存在的問(wèn)題以及質(zhì)量問(wèn)題，從而建立起可視化的平臺(tái)進(jìn)行展示。在本文當(dāng)中，借助于金川集團(tuán)鎳成品的智能化生產(chǎn)車間來(lái)進(jìn)行了分析，對(duì)于其系統(tǒng)功能的架構(gòu)進(jìn)行了建設(shè)，并且對(duì)于各個(gè)模塊的實(shí)際功能做出了詳細(xì)的描述，最終使得模塊內(nèi)部可以達(dá)到清晰明確的現(xiàn)象。

在現(xiàn)階段當(dāng)中，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)主體為制造業(yè)，屬于立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基，屬于我國(guó)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)型升級(jí)”的主戰(zhàn)場(chǎng)。在現(xiàn)階段人工智能、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展下，制造業(yè)的發(fā)展也展現(xiàn)出了全新的活力，在制造業(yè)當(dāng)中，提出了智能制造這一個(gè)方向。

1 智能車間

在智能化的車間概念當(dāng)中，屬于智能化的展示和管理，更加直觀的對(duì)車間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員以及管理者可以及時(shí)動(dòng)態(tài)的跟進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程。在生產(chǎn)車間當(dāng)中，存在各種電子看板，可以對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控和計(jì)劃調(diào)度等內(nèi)容做出實(shí)時(shí)監(jiān)控。智能車間內(nèi)部，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車間工序的全方位掌控。對(duì)于車間操作者來(lái)說(shuō)，主要關(guān)心的是日常生產(chǎn)的計(jì)劃與排產(chǎn)信息、電子作業(yè)指導(dǎo)書和生產(chǎn)品質(zhì)等信息。

制造業(yè)視角下的智能車間當(dāng)中，屬于車間實(shí)現(xiàn)的最好載體物質(zhì)。制造業(yè)可以借助于自動(dòng)化的手段，實(shí)現(xiàn)管理模式的自動(dòng)化運(yùn)行。企業(yè)需要對(duì)自動(dòng)化的裝備進(jìn)行購(gòu)置，車間內(nèi)簡(jiǎn)單的操作可以利用機(jī)器來(lái)進(jìn)行代替，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行。在制造業(yè)的車間內(nèi)部包含自動(dòng)化設(shè)備的同時(shí)，還要將各類設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)智能神經(jīng)系統(tǒng)的鋪設(shè)，從各維度取得與管理系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，建立功能更為豐富的PLC裝置，從而可以借助于云平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的交換和共享。對(duì)于智能車間來(lái)說(shuō)，可以建立起超出人工管理的控制效，以此來(lái)提升加工過(guò)程的智能化水平。

2 智能車間建設(shè)

在本文當(dāng)中，對(duì)金川集團(tuán)鎳成品的智能車間建設(shè)進(jìn)行了研究，主要對(duì)其平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用做出了分析。

2.1 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

在平臺(tái)設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析和可視化平臺(tái)的建設(shè)，借助于分布式的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信息數(shù)據(jù)源的科學(xué)有效管理，從而為企業(yè)的管理者日常的管理決策提供意見建議。對(duì)于該集團(tuán)的智能車間的建設(shè)當(dāng)中，可以借助于可視化的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程當(dāng)中的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對(duì)產(chǎn)生的不同數(shù)據(jù)源信息數(shù)據(jù)做出統(tǒng)一的整理收集。在該功能當(dāng)中，數(shù)據(jù)管理需要借助于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)的分析當(dāng)中，需要對(duì)數(shù)據(jù)處理、模型管理和模型評(píng)估做出分析。在算法管理方面需要對(duì)基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)、回歸、分類以及聚類等多個(gè)方面的管理做出研究。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)研究

在該集團(tuán)的鎳成品智能車間建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，需要應(yīng)用到多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：其一，需要在人機(jī)交互的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化顯示體現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)分析屬于關(guān)鍵性的部分，借助于前端顯示與后端的算法處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的展現(xiàn)。在人機(jī)交互的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)內(nèi)部，包含了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)劃分、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)提取、計(jì)算處理和可視化等模塊。在該智能車間的系統(tǒng)當(dāng)中，主要利用數(shù)據(jù)采集模塊來(lái)對(duì)其不同設(shè)備當(dāng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，之后將其數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)與不同的模塊內(nèi)，并且將其以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存儲(chǔ)。其二，在智能車間的系統(tǒng)框架內(nèi)部需要在SSM的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)前后端分離。其中SpringMVC可以對(duì)視圖進(jìn)行管理，對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，主要是對(duì)請(qǐng)求利用HandlerMapping尋找Controller去處理請(qǐng)求，對(duì)于請(qǐng)求來(lái)說(shuō)，Controller的邏輯處理返回ModelAndView，DispacherSerclet內(nèi)部可以進(jìn)行視圖的查找并且解析。利用數(shù)據(jù)庫(kù)的地層操作來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口的創(chuàng)建。硬件設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 硬件設(shè)計(jì)

2.3 智能車間系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在該智能車間的平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)管理模塊的建設(shè)和研究，主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)，其中包含著數(shù)據(jù)源集成、數(shù)據(jù)源信息管理等功能。在權(quán)限設(shè)計(jì)方面需要根據(jù)不同等級(jí)的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)庫(kù)的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的操作控制，比如增刪改查操作。在對(duì)數(shù)據(jù)分析的模塊建設(shè)方面需要根據(jù)其現(xiàn)階段存在的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)源和計(jì)算方式，來(lái)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)處理分析。整體功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 整體功能設(shè)計(jì)

針對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，對(duì)于智能車間當(dāng)中的業(yè)務(wù)人員需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和采集，以此來(lái)對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)源進(jìn)行接入和預(yù)處理操作。在這一步當(dāng)中，可以為數(shù)據(jù)分析提供一些輕量級(jí)別的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備功能前提基礎(chǔ)條件，最大限度的滿足對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理的需求和要求。在對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程當(dāng)中，需要根據(jù)不同的權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的一系列操作，其中包含了新建數(shù)據(jù)源、查詢已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、刪除無(wú)用或失效的數(shù)據(jù)、更改數(shù)據(jù)工程配置信息等多個(gè)方面的數(shù)據(jù)操作功能。

對(duì)于該集團(tuán)的鎳成品的智能車間創(chuàng)建的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其算法管理模塊屬于其數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)理論模塊，包含了對(duì)數(shù)據(jù)的算法管理和算法集成功能。在算法管理方面主要針對(duì)于所需算法的添加、刪除、查詢、修改和禁止進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)算法定義的審核和制定。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，需要根據(jù)不同的算法功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶需求的審核，從而進(jìn)行對(duì)應(yīng)的增刪改查工作。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，智能化的車間建設(shè)屬于一個(gè)系統(tǒng)推進(jìn)的過(guò)程。對(duì)于其職能制造的道路當(dāng)中，需要對(duì)其智能車間建設(shè)的多個(gè)誤區(qū)進(jìn)行把握，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)探索出智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化，為企業(yè)本身的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益帶來(lái)全面的改善和優(yōu)化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。