Розроблення інтелектуального модулю для моніторингу технологічного процесу складання в рамках концепції Індустрія 4.0

Abstract

Мета роботи – підвищення ефективності технологічного процесу складання шляхом розробки інтелектуального модуля моніторингу, що відповідає вимогам концепції Індустрія 4.0, з можливістю інтеграції до існуючих виробничих систем. Об'єкт розробки – технологічний процес складання в умовах автоматизованого виробництва. Предмет розробки – інтелектуальний програмний модуль моніторингу як складова автоматизованої системи управління складанням. У першому розділі виконано аналіз сучасного стану технологій, що використовуються в системах моніторингу виробничих процесів, а також теоретичних аспектів концепції Індустрія 4.0. Розглянуто особливості інтеграції інформаційних технологій у традиційні виробничі цикли та перспективи використання інтелектуальних модулів на підприємствах. У другому розділі детально описано розробку інтелектуального модуля: його архітектуру, програмну реалізацію, графічний інтерфейс користувача, структуру управління подіями та механізм формування звітності. Програму реалізовано мовою Python із використанням бібліотек Tkinter, OpenCV та вбудованих інструментів взаємодії з файлами. Описано можливість реєстрації оператора, емуляції збирання деталей, фіксації часу виконання кожної операції, побудови графіків продуктивності та контролю температури, шуму і газового середовища. У третьому розділі проведено комп’ютерне моделювання замкненої системи автоматичного управління одним із параметрів процесу складання. Виконано аналіз стійкості системи, побудовано частотні характеристики, розраховано перехідні процеси. Здійснено налаштування ПІ-регулятора за методом Зіглера-Ніколса та оптимізацію за інтегральним критерієм якості ISE. Показано, що використання регулятора дозволяє значно покращити динаміку системи при збереженні її стійкості. Отримані результати підтверджують ефективність розробленого модуля та доцільність його впровадження на виробництві. Розробка відповідає сучасним вимогам цифровізації та може слугувати базою для подальшого вдосконалення систем керування на основі адаптивних та інтелектуальних алгоритмів.