一种基于WebGL的自动化立体仓库的远程监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WebGL的自动化立体仓库的远程监测系统，包括：自动化立体仓库、系统管理模块、数据存储模块、自动化立体仓库三维模型、作业可视化模块、设备健康管理模块、信息报表管理模块和数据分析模块。主要应用于智能物流行业中仓储管理调度领域。系统采用vue.js主流的框架作为前端框架，系统采用Node.js和SpringBoot配合作为后端框架，选用Mysql作为数据库，Redis作为缓存数据库，应用可视化工具Echarts。能够解决自动化立体仓库在实际作业过程中数据层面可视化程度不高的问题。该系统采用支持远程访问的B/S架构，整个系统前端和后端分离开发，解决了跨平台访问的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WebGL的自动化立体仓库的远程监测系统


[0001]本专利技术涉及智能物流行业中仓储管理调度及自动化立体仓库，具体涉及一种基于WebGL的自动化立体仓库远程监测系统。

技术介绍

[0002]智能制造是我国制造业由大变强的核心技术和主线，通过推进智能制造，在装备制造、电子信息、消费品和原材料等重点行业以及新一代信息技术、工业机器人等重点领域先行先试，这些重点项目经过智能化改造后，在企业提质增效、降本减耗、提高核心竞争力等方面发挥了积极作用，有力地支撑并带动了制造业转型升级。
[0003]现今智能制造的蓬勃发展衍生出的工业物联网及其应用平台，在未来工厂及其管理中扮演着越来越重要的角色。所谓工业物联网是物联网技术标准在传统工业环境中的新型应用形式，其模型将工业物联网开发组件分为了5个组成部分：系统间通信协议、设备接入与数据采集、监视与控制、实时数据存储与处理、信息管理与应用，这5个组成部分分别分布在网络层、平台层、应用层、交互层和设备层。
[0004]当下随着工业化进程的持续推进，越来越多的制造企业采用自动化立体仓库配合自动化生产线的方式进行仓储管理和调度。但由于信息化管理水平不高，企业缺乏快速有效的手段管理、监测实时仓储环境的运行状态；此外，目前市场上的管理系统五花八门，管理系统之间、控制系统与管理系统之间缺乏有效的信息交互手段，灵活性差，作业过程透明化很难实现；对作业过程的监测只停留在数据面，缺少实际环境的展现，无法模拟运行，不具备预测、评估、诊断能力。现有的一些用WebGL开发的平台主要是面向地理信息建模、智慧园区展示等。

技术实现思路

[0005]本专利技术要克服现有技术的上述缺点，提供一种基于WebGL的自动化立体仓库远程监测系统。
[0006]首先该系统解决了工厂仓储可视化程度不高、设备状态监控和故障诊断匮乏等问题，支持多应用场景的自动化立体仓库模型转换。系统采用B/S架构简化系统开发、维护和使用，成本降低，部署在云端方便远程操作。前后端完全分离开发，方便拓展，解决跨平台访问的问题，使用了AJAX技术，程序也可在客户端电脑上进行部分处理，减轻了服务器的负担。
[0007]本专利技术解决现有的技术问题所提出的方案是：
[0008]一种基于WebGL的自动化立体仓库的远程监测系统，包括：系统管理模块、数据存储模块、自动化立体仓库三维模型、作业可视化模块、设备健康管理模块、远程终端和数据分析模块。
[0009]系统管理模块主要是对不同用户的权限进行设置，对用户账号进行维护与管理，对系统菜单结构进行调整，该部分可展示用户信息，具有在Web端实时进行增删改查的功
能。
[0010]数据存储模块主要用于接收用户上传数据和自动化立体库设备运行数据，现场设备数据输出给作业可视化模块，实现自动化立体仓库的3D仿真模型和实物同步运行及数据监控展示。
[0011]自动化立体仓库三维模型是指通过three.js搭建起来的三维场景，其可以是一个场景库也可是单个场景，供用户自行选择。
[0012]作业可视化模块下分为两个部分：自动化立体仓库数字孪生和数据可视化看板。数据可视化看板的数据来自于数据存储模块中现场实时采集的各项作业数据，对采集到的数据运用一些列统计分析方法进行处理，然后输出到前端页面例如Echarts等可视化组件上。自动化立体库数字孪生部分能够接收用户上传的建模软件所建立的三维模型。
[0013]设备健康管理模块主要是用于设备故障预警、故障诊断和故障库的建立，该部分是通过构建一种基于FPCA
‑
GWO
‑
SVM模型的异常识别方式结合控制图进行识别和控制，首先采用蒙特卡洛方法获取仿真数据集，提取仿真数据集的统计特征以及形状特征，采用函数型主成分分析(Functional Principal Component Analysis,FPCA)对特征进行降维处理，然后通过灰狼算法(Grey WolfOptimizer,GWO)优化支持向量机核心参数，最后训练SVM获得异常识别模型。通过PLC等设备采集的实时运行数据，利用灰色马尔科夫模型预测下一阶段的数据，若预测值异常，将出现第一类异常现象并记录在故障库中，通知管理人员进行处理；若预测值正常，则把预测数据与历史数据合并，输入异常模式识别模型，识别过程是否处于异常模式。若控制图处于正常状态，说明当前设备作业过程受控，可继续运行。反之，说明处于失控状态，通知相关人员进行异常处理。使该系统可在多场景下对自动化立体库中的设备进行分析，及时反馈各设备信息。
[0014]信息报表管理模块主要是将设备基础信息(如设备出厂日期、保修日期、机型等)、产品出入库信息、设备故障报警信息、通讯数据信息等以报表的形式通过点击Web端菜单栏导航清楚地展现给用户，方便管理。
[0015]数据分析模块主要是将一些智能分析方法如自相关分析、神经网络分析等进行配置，达到快速对设备进行信号分析、各项性能评估，为设备健康管理做好准备工作。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]1)设计实现的基于WebGL的自动化立体仓库的远程监测系统，能够为一般的自动化立体仓库提供作业优化支撑，提高仓库管理能力，降低作业风险，系统柔性高，开发时预留接口，可对接其他生产系统如MES、ERP、ROS系统等。
[0018]2)将WebGL技术应用于工厂智能物流行业的仿真领域，与一般的3D展示平台不同，本专利技术设计的系统可随应用场景变换自动化立体库模型的层数、堆垛机配置数量，连接设备实时接收数据，进行三维仿真，提高企业的实时管控能力。
[0019]3)应用多种数据分析方法结合群智能算法对不同种类数据分类如动态数据、静态数据和中间数据处理，处理后的数据按统一格式不仅限一种打包输出到作业可视化模块展示。
[0020]4)运用多种故障诊断方法对设备进行健康管理，充分体现系统的柔性高，既适用于数据量小的简单场景也适用于数据量庞大的复杂场景诊断分析。
[0021]5)采用B/S架构简化系统开发、维护和使用，成本降低，部署在云端方便远程操作。
前后端完全分离开发，方便拓展；使用了AJAX技术，程序也可在客户端电脑上进行部分处理，减轻了服务器的负担。应用成熟数据可视化组件，提升交互能力。
附图说明
[0022]图1为本专利技术系统的业务逻辑图；
[0023]图2为本专利技术系统硬件图；
[0024]图3为本专利技术系统功能逻辑框图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术的实施做进一步的详细说明。
[0026]如图1所示，一种基于WebGL的自动化立体仓库远程监测系统，系统由系统管理模块、数据存储模块、数据分析模块、作业可视化模块、设备健康管理模块和信息报表管理模块组成。
[0027]首先，通过PLC、RTU等远程终端采集到设备的数据，通过通讯协议以数据流的形式发送到系统服务器中存储起来，数据存储模块要根据数据类型和数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WebGL的自动化立体仓库的远程监测系统，其特征在于，包括：系统管理模块、数据存储模块、自动化立体仓库三维模型、作业可视化模块、设备健康管理模块及数据分析模块；所述系统管理模块是对不同用户的权限进行设置，对用户账号进行维护与管理，对系统菜单结构进行调整，且该模块可展示用户信息，具有在Web端实时进行增删改查的功能；所述数据存储模块用于接收用户上传数据以及自动化立体库设备运行数据，然后前端页面调用后端接口将其输出给作业可视化模块，实现自动化立体仓库的3D仿真模型、实物同步运行及数据监控展示；所述自动化立体仓库三维模型是通过three.js搭建起来的三维场景，其是一个场景库或是单个场景，供用户自行选择；所述作业可视化模块下分为两个部分：自动化立体仓库数字孪生及数据可视化看板；数据可视化看板的数据来自于数据存储模块中自动化立体库运行的数据，并对采集到的数据运用统计分析方法进行处理，然后输出到前端页面的可视化组件上；自动化立体库数字孪生部分能够接收用户上传的建模软件所建立的三维模型；所述设备健康管理模块是用于设备故障预警、故障诊断及故障库的建立，该模块是通过构建基于FPCA
‑
GWO
‑
SVM模型的异常识别模型方式结合控制图进行识别和控制：所述信息报表管理模块是将设备基础信息、产品出入库信息、设备故障报警信息、通讯数据信息以报表的形式通过点击Web端菜单栏导航展现给用户，方便管理；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁建厦，龚辉，赵国利，赵浩竣，徐峰聪，张相华，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：