一种基于人工免疫的智能制造系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人工免疫的智能制造系统，包括，系统设备总控模块通过DCN进行监控和管理，接收任务指令并发送给各设备；生产管理模块提供和组织产品物料信息；数据采集模块实时采集设备当前生产状态信息，数据处理模块处理采集的产品信息和生产状态信息，并进行归一化处理；状态监控模块检测数据的变动，并判断是否该进行自适应调节；学习训练模块使用人工免疫算法对处理后的状态数据进行学习训练；自适应调节模块产生自适应调节方案，同时发出报警信号；系统控制模块将自适应调节方案转化为控制信号；控制执行模块执行控制信号，实现生产系统的智能调节。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工免疫的智能制造系统
本专利技术涉及生产管理
，更具体的说是涉及一种基于人工免疫的智能制造系统。
技术介绍
目前，随着经济的快速发展，产品的更新换代不断加快，促使对制造系统的要求越来越高，而现有的制造系统在使用过程中快速调整的能力差，故障诊断的能力低，长期稳定性差，且存在数据波动，很难满足实时生产制造的要求。物联网技术的发展带动了生产制造行业的转型，运用信息技术对制造系统工作状态进行监管，降低了人为干预引起的误差，进而确保生产系统的稳定运行。在复杂多变的生产环境下，生产扰动因素的存在是车间进行动态调度的根本原因，生产扰动因素种类和来源繁多，其中包括订单变化、物料资源变动、工艺变动、制造资源的变化等，只有系统分析各种扰动因素来源并对其进行处理，才能使车间的调度和排产与实际生产相吻合。并且，现有的故障诊断方法存在着对样本需求多、响应速度慢且不能实时监测故障的缺点，不能满足现有生产制造技术的需求。因此，如何提供一种实时状态监控并自适应调整的智能制造系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于人工免疫的智能制造系统。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于人工免疫的智能制造系统，包括，系统设备总控模块、分别与所述系统设备总控模块连接的生产管理模块、数据采集模块、数据处理模块、自适应调节模块、学习训练模块、状态监控模块、系统控制模块、控制执行模块；所述系统设备总控模块运用软件容器技术构成分布式控制节点DCN，通过DCN进行监控和管理，接收系统的命令并输出任务指令；所述系统设备总控模块中的软件栈进行实时自动升级；所述自适应调节模块生成自适应控制方案，所述自适应调节模块包括决策器、显示器、数据库、计算器，所述决策器用于选择最优调度方法，所述计算器用来数据计算，所述数据库存贮系统信息、调度算法、调度规则，所述显示器显示结果，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器进行通信；所述生产管理模块提供产品信息，利用大数据将所述产品信息提取特征进行比对并划分等级进行管理；所述数据采集模块实时采集设备当前生产状态信息；所述数据处理模块整合并处理所述生产管理器和所述数据采集器的数据信息，并进行归一化处理，得到状态数据；所述学习训练模块使用人工免疫算法，将所述异常状态数据作为原始抗原，对原始抗原进行学习训练，得到抗体；所述学习训练包括免疫学习与记忆，所述学习训练模块包括决策器、计算器、抗原抗体库、策略算法库和通信装置，所述决策器接收任务信息并决定单元行为，所述计算器主要执行相关指令，所述抗原抗体库保存抗原数据和抗体方案，所述策略算法库存有常用策略算法，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器进行通信；所述状态监控模块使用人工免疫算法进行免疫状态评估和免疫应答判断；所述状态监控包括决策器、状态数据库、计算器、显示器和通信装置，所述决策器对所述状态数据进行监控，设定操作阈值和报警阈值，所述计算器进行数据计算，所述转台数据库存贮监控数据，所述显示器显示计算结果，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器进行通信；所述系统控制模块将自适应调节模块生成的系统控制方案转换为控制信号，所述系统控制模块包括决策器、控制器、传感器、显示器、通信装置，所述决策器用于分析系统控制方案，所述控制器用于产生控制信号，所述显示器用于显示分析结果，所述传感器用于反馈控制信息，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器进行通信；所述控制执行模块包括机床、AGV、机械臂、加工中心等执行装置。优选的，所述分布式控制节点DCN创建容器图像存贮库，并自动建立软工作环境。优选的，所述状态监控模块使用人工免疫算法进行进行系统状态评估和是否进行生产调整的判断。优选的，所述系统设备总控模块实时监控生产过程的突发事件，自动纠正生产过程中的错误或提供决策支持，实现生产调度要求。优选的，所述系统设备总控模块结合生产管理模块，现场动态分配生产任务和设备，制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序。优选的，所述自适应调节模块通过系统信息、调度算法、调度规则、系统运行状态信息自适应生成调度作业方案，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态。优选的，所述生产管理模块提供的产品信息包括产品数据和生产计划数据。优选的，所述数据采集模块实时获取各工序、设备、物料、产品数据，并统计、分析成设备所需信息。优选的，所述状态监控模块发出的报警信号分为高、中、低三个等级，并设置LED灯分别对应红、橙、黄三个颜色。优选的，所述系统设备总控模块包括WIFI通信模块，采用WIFI用于所述系统设备总控模块、所述自适应调节模块、所述生产管理模块、所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述学习训练模块和所述状态监控模块、所述系统控制模块和所述控制执行模块之间的数据传输。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于人工免疫的智能制造系统，通过系统设备总控模块控制设备的正常运行，通过状态监控模块对系统故障进行实时监测并优化，并且通过自适应调节模块生成调节方案，通过系统控制模块实时调整设备结构和参数，优化系统性能，降低报警级别，自动化程度较高，可以进行自身调节，提升系统灵活性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的结构示意图；图2附图为本专利技术提供的各组成部分关系示意图；图3附图为本专利技术提供的智能系统最小单元示意图；图4附图为本专利技术提供的智能系统运行示意图；图5附图为本专利技术提供的智能系统中免疫算法运行流程图；图6附图为本专利技术提供的自适应调节模块运行示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种基于人工免疫的智能制造系统，包括，系统设备总控模块1、分别与系统设备总控模块1连接的自适应调节模块2、生产管理模块3、数据采集模块4、数据处理模块5、学习训练模块6、状态监控模块7、系统控制模块8和控制执行模块9；系统设备总控模块1运用软件容器技术构成分布式控制节点DCN，通过DCN进行监控和管理，接收系统的命令并输出任务指令；系统设备总控制器1中的软件栈进行实时自动升级；生产管理模块3提供产品信息，利用大数据将产品信息提取特征进行比对并划分等级进行管理；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人工免疫的智能制造系统，其特征在于，包括,系统设备总控模块(1)、分别与所述系统设备总控模块(1)连接的自适应调节模块(2)、生产管理模块(3)、数据采集模块(4)、数据处理模块(5)、学习训练模块(6)、状态监控模块(7)、系统控制模块(8)和控制执行模块(9)；/n所述系统设备总控模块(1)运用软件容器技术构成分布式控制节点DCN，通过DCN进行监控和管理，接收系统的命令并输出任务指令；所述系统设备总控模块(1)中的软件栈进行实时自动升级；/n所述自适应调节模块(2)生成自适应控制方案，所述自适应调节模块包括决策器、显示器、数据库、计算器，所述决策器用于选择最优调度方法，所述计算器用来数据计算，所述数据库存贮系统信息、调度算法、调度规则，所述显示器显示结果，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；/n所述生产管理模块(3)负责安排生产计划，调度生产流程；/n所述数据采集模块(4)实时采集设备当前生产状态信息；/n所述数据处理模块(5)整合并处理所述生产管理器(3)和所述数据采集器(4)的数据信息，并进行归一化处理，得到状态数据；/n所述学习训练模块(6)使用人工免疫算法，将所述状态数据作为原始抗原，对原始抗原进行学习训练，得到抗体；所述学习训练包括免疫学习与记忆，所述学习训练模块包括决策器、计算器、抗原抗体库、策略算法库和通信装置，所述决策器接收任务信息并决定单元行为，所述计算器主要执行相关的指令，所述抗原抗体库保存抗原数据和抗体方案，所述策略算法库存有常用策略算法，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；/n所述状态监控模块(7)使用人工免疫算法进行免疫状态评估和免疫应答判断；所述状态监控包括决策器、状态数据库、计算器、显示器和通信装置，所述决策器对所述状态数据进行监控，设定操作阈值和报警阈值，所述计算器进行数据计算，所述状态数据库存贮监控数据，所述显示器显示计算结果，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；/n所述系统控制模块(8)将自适应调节模块(2)生成的调整方案转换为控制信号，所述系统控制模块包括决策器、控制器、传感器、显示器、通信装置，所述决策器用于分析系统控制方案，所述控制器用于产生控制信号，所述显示器用于显示分析结果，所述传感器用于反馈控制信息，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；/n所述控制执行模块(9)包括机床、AGV、机械臂、加工中心等执行装置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于人工免疫的智能制造系统，其特征在于，包括,系统设备总控模块(1)、分别与所述系统设备总控模块(1)连接的自适应调节模块(2)、生产管理模块(3)、数据采集模块(4)、数据处理模块(5)、学习训练模块(6)、状态监控模块(7)、系统控制模块(8)和控制执行模块(9)；
所述系统设备总控模块(1)运用软件容器技术构成分布式控制节点DCN，通过DCN进行监控和管理，接收系统的命令并输出任务指令；所述系统设备总控模块(1)中的软件栈进行实时自动升级；
所述自适应调节模块(2)生成自适应控制方案，所述自适应调节模块包括决策器、显示器、数据库、计算器，所述决策器用于选择最优调度方法，所述计算器用来数据计算，所述数据库存贮系统信息、调度算法、调度规则，所述显示器显示结果，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；
所述生产管理模块(3)负责安排生产计划，调度生产流程；
所述数据采集模块(4)实时采集设备当前生产状态信息；
所述数据处理模块(5)整合并处理所述生产管理器(3)和所述数据采集器(4)的数据信息，并进行归一化处理，得到状态数据；
所述学习训练模块(6)使用人工免疫算法，将所述状态数据作为原始抗原，对原始抗原进行学习训练，得到抗体；所述学习训练包括免疫学习与记忆，所述学习训练模块包括决策器、计算器、抗原抗体库、策略算法库和通信装置，所述决策器接收任务信息并决定单元行为，所述计算器主要执行相关的指令，所述抗原抗体库保存抗原数据和抗体方案，所述策略算法库存有常用策略算法，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；
所述状态监控模块(7)使用人工免疫算法进行免疫状态评估和免疫应答判断；所述状态监控包括决策器、状态数据库、计算器、显示器和通信装置，所述决策器对所述状态数据进行监控，设定操作阈值和报警阈值，所述计算器进行数据计算，所述状态数据库存贮监控数据，所述显示器显示计算结果，所述通信接口完成信息传递并与所述系统设备总控制器(1)进行通信；
所述系统控制模块(8)将自适应调节模块(2)生成的调整方案转换为控制信号，所述系统控制模块包括决策器、控制器、传感器、显示器、通信装置，所述决策器用于分析系统控制方案，所述控制器用于产生控制信号，所述显示器用...

【专利技术属性】
技术研发人员：康与云，冯桂芳，王百洋，霍东岳，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：山东;37