1. 研究目的与意义
研究背景
传统制造业在经历了机械化和电气化革命后，未来的第三次工业革命必然是一场智能化的制造革命，这种革命会以机、电、信息相结合。2012年4月《经济学人》发表专题报告，论述了目前全球制造业由技术创新引发了深刻变化，制造业迎来了第三次工业革命"。并指出数字化与智能化的制造技术是这场的核心。在制造业中数字化与智能化交集应用就是制造工业过程的智能化，这既要求制造装备本身智能化，同时也需要造作工艺的管理智能化、数字化、信息化。
| 以数字化为基础的智能工厂是信息化与智能化制造的关键技术之一，是企业数字化辅助工程发展的新阶段，是现代工业化与信息化融合的应用体现，它的内容包括产品开发、生产准备、制造、管理和营销数字化。智能工厂可以为制造业生产的全过程提供能够全面管理和控制的整体解决方案，因其能够借助;于信息化和数字化技术，并具有集成、仿真、分析、控制等手段。我国航空、汽车、通信、家电中的代表企业在21世纪初就已经开始尝试并入手建立自己的智能工厂。近年来，国内制造业受国际竞争不断加剧的影响，面对不断上升的劳动力成本，企业对设备的效率、制造的成本、产品的质量等的要求也随之不断提高。 研究目的 本课题源于宝钢磨砂工段智能化管理实现的设想，由于磨砂工段一直以来是机器运作，采用人工记录，严格检查的方式，设备和材料的管理也是如此，极大地浪费劳动力和时间且人工操作存在一定的危险性，磨砂工段迫切需要生产和设备材料的智能化管理的实现。 |
研究意义
本课题所研究就是使用现在成熟的软件工程技术和各种新技术、新手段，如数据库技术、条形码技术等等，实现用户的最终需求，逐步实现工段生产管理的数字化与智能化，从而节约生产成本，减少生产中的危险事件的发生。
2. 研究内容和预期目标
| 研究内容 1.设计数据采集模块，基于红外传感器采集温度信号再转换电压或电流信号最后由计算机进行数据分析，得到需要的数据； 2.设计数据库，创建用户表、设备表、数据表，建立表单之间的关联，以备后用； 3.设计网页界面，根据功能需求规划网页功能模块，配合图示详尽分析每个功能模块并介绍模块设计方案； 4.根据设计的方案搭建智能化管理系统，测试系统功能，最后总结此次毕设，进一步展望。 预期目标 1.采集磨砂工段火花持续时间和间隔时间； 2.建立数据库，完成功能模块分析； |
3. 研究的方法与步骤
| 研究方法 为了实现上述功能，初步确定如下方案：利用传感器采集数据，系统软件采用Java语言结合jsp、xml、javascript 等语言开发B/S架构的Java web软件。开发工具是IDEA,数据库平台为MySQL, web服务器为tomact，操作系统为Windows 10，辅助开发工具有navicat for mysql等。使用的软件开发框架为SSM框架。
图3-1 系统网络结构图
研究方案 1、数据采集模块 |
利用变送器将红外高速测温传感器传输的温度信号转换为电压或电流信号，经高速数据采集卡记录和运算后在计算机屏幕显示输出温度曲线图，从而得到较为准确的火花持续时间、机器运行时间和运行间隔。
2、数据库设计
数据库设计是指对运用已有的环境表达用户的需求，构造最优的数据模型。结构设计和行为设计是数据库设计的主要内容，本课题设计的重点是进行数据库结构设计，数据库结构设计的步骤如图3-2所示。
图3-2 数据库结构设计步骤
3、网页功能模块
根据对系统的需求分析，设计系统的各个功能模块，如图3-3所示，详细分析了各个功能模块的功能，并逐个的详细介绍系统软件的各个功能模块的设计方案。
图3-3 网页功能模块
① 登陆与注册：本系统的登陆模块主要实现注册和登陆功能。新用户进入网页选择注册功能，进行注册，然后，用户的信息如登录名密码等记录在数据库中，用户进行注册时，输入信息与数据库中信息进行比对，会出现如下几种情况：用户书或者密码为空时，会弹出消息框提示输入的信息不完整请重新输入；两次输入的密码不一致时会弹出消息框提示密码输入不一致，请重新输入；当输人的用户名在数据库的用户表里已经存在时，会弹出消息框提示用户名已经存在，请重新输入；当输人新的用户名和两次一致的密码时，会弹出消息框提示注册成功，同时在数据库的用户表里添加相应的用户名和密码。用户登录时，会出现如下几种情况：用户名或者密码为空时，会弹出消息框提示输入的信息不完整，请重新输入；当输入的用户名在数据库的用户表中不存在时，会弹出消息框提示用户名不存在，请重新输入；当输入的用名在数据库的用户表中存在，但输入的密码与用户表的密码不一致时，会弹出消息框提示密码不正确，请重新输入。当输入用户名和密码正确时，会弹出消息框提示用户名登录成功，同时进人到相应的系统中。
图3-4 登陆流程图
② 用户管理模块：用户管理功能模块仅针对系统管理员使用，普通用户没有使用权利，管理员对已存在的用户进行管理和设备管理，可以通过登陆管理页面，增/删、修改用户信息同时拥有普通用户查询等权利，普通用户仅能查看系统检测到的值或修改登录密码，或者查看自己或同事的基本信息，如姓名、工号、年龄等。
图3-5 用户管理模块
③ 设备管理模块：如图3-4所示，对设备进行基本管理。记录设备历史信息和工作状态。
图3-6 设备管理模块
④ 时间数据模块：记录和显示火花持续时间、机器磨砂一次运行时间、每磨砂一次运行间隔，可长时间存储这些记录。可以以曲线图显示每天、每月、每年的信息分析。
⑤ 生产信息管理模块：管理每天磨砂生产的目标、每天实际磨砂钢材的数量、生产过程中出现的故障信息等。
⑥ 报警模块：设备运行出现故障或出现危险情况时如机器卡住、人员操作不当等发出报警信号，并将报警信息记录在数据库中。
⑦ 查询模块：查询模块是系统最终要实现的功能。包括查询实时、历史两种数据，并可打印查询结果。实时数据查询:如功能结构图中所示，用户可以通过总揽图查询当前的运行中机器状况、实时时间数据和实时警报，通过历史数据和历史警报，查着历史时间数据、机器历史状态信息和警报，并可打印报表。
图3-7 查询模块总体结构
具体步骤：
（1）部署开发环境，学习开发软件的使用，做到尽可能地熟练；
（2）完成对各项数据的采集，将需要的数据导入数据库，分析程序；
（3）完成对于编程设计模式的测试，并归纳总结出最适合的设计模式；
(4) 对整个系统进行运行调试，发现问题并改善。
4. 参考文献
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5. 计划与进度安排
| （1）2月25日~3月10日:收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。 （2）3月11日~3月20日:把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。 （3）3月21日~4月30日:巩固设计方法，开展各个功能模块具体设计，完成毕设 初步设计。 （4）5月1日~5月15日:进一步完善设计内容，进行功能仿真实验。 （5）5月16日~5月30日:继续完善整体设计和系统测试，并着手撰写论文。 （6）5月31日~6月10日:完善论文，准备毕业答辩。 |
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