关键词：纺织智能制造;信息物理系统;主控同步;大数据技术;CAN总线
摘 要：纺织产业是我国国民经济的支柱产业和重要的民生产业。随着智能制造与工业4.0的快速兴起,纺织业的转型升级变得迫在眉睫,实现纺织智能制造是必然趋势。而无论是工业4.0还是智能制造,其核心均为信息物理系统(Cyber-Physical Systems,简称CPS)。因此,研究CPS对实现纺织智能制造具有重要的意义。纺织业实现信息物理系统面临的几个突出问题有:1.纺织生产环境的复杂性与设备的特殊性,对数据采集和传输的实时和可靠性具有较高要求;2.纺织生产数据规模大,结构多样,实时处理要求高,导致传统关系型数据库无法进行有效管理;3.如何将设备数据和生产数据有机结合,实现对生产状态的全面分析。本文在分析纺织生产特殊性的基础上,提出了改进的主控同步CAN总线的多点实时数据传输策略,解决了纺织数据多节点传输过程中的冲突问题,有效的提高了数据传输的实时性与可靠性;利用传统数据库与No SQL数据库相结合,实现生产数据与设备数据的有机融合,最后通过实际系统的开发实现了信息物理融合系统在织布制造过程中的应用。论文的主要研究成果包括:1.给出了纺织智能制造的信息物理融合系统的架构。分析了工业生产环境的特殊性基础上,结合纺织生产的特点,提出了改进的主控同步CAN总线多点实时数据传输策略,解决了多节点数据环境下的数据传输的实时性与可靠性问题,为信息物理系统的实现提供了可靠的保障。2.开发了信息物理融合系统中信息物理采集模块和主控控制模块,对数据采集技术和改进的主控同步CAN总线进行深入研究,为信息物理融合系统在纺织智能制造上的应用奠定了基础。3.针对纺织工业数据的规模大、结构复杂的特点,利用SQL Server 2008和Mongo DB数据库实现了对纺织大数据的存储。针对采集到的纺织机的物理数据与生产数据,采用引用链接的方式进行关联,为实现对纺织机器的协调控制提供技术支持。最后,本文将相关研究成果在织布制造企业中进行了应用,开发并实现了织布制造信息物理融合系统。结果表明,提出的基于主控同步CAN总线多点实时传输策略是正确有效的,数据的采集与传输更加实时可靠。系统的实际应用为织布制造过程的智能化奠定了基础。
内 容：原文可通过湖北省科技信息共享服务平台（http://www.hbstl.org.cn)获取