随着我国近年来工业制造业的不断创新发展和产业升级,智能制造迎来了新一轮的发展热潮。将高档数控机床、工业机器人等基础制造装备整合进工业互联网,研究实现面向多种设备而构建的物联感知平台,是实现制造车间加工智能化的基础,在工业制造领域有着广泛的市场需求。面向多源设备的物联感知平台首先规划生成数控加工设备对多种工件加工的调度方案,然后按照工件加工调度的顺序对不同厂家的数控机床设备、工业机器人、PLC设备进行数据采集、过滤、存储以及转发,最后分析所采集的数据,进行故障的特征提取和诊断。本文依托数字化车间生产线,以缩短产线完工时间作为调度优化方案的评判标准选择适用的作业调度算法;依据多源数控设备生成数据的频率和来源不同,选择相适应的通信协议和采集架构;按照故障出现的位置不同,从机械、电气和操作系统三个方面进行数据分析和故障诊断。平台以车间作业调度方案为指导,完成设备选择和工序排序;以数控设备互联互通为必要条件,将数据采集、分析作为感知设备状态的实现方式;以数据分析、处理为基础,分类实现故障诊断以提高后期运行维护的效率。本文首先分析了各种柔性作业调度算法的实现过程,在对遗传进化算法、粒子群算法、免疫算法和禁忌搜索算法、模拟退火算法的特点和适用范围的分析基础上,选取混合禁忌搜索策略的遗传算法生成车间柔性作业调度方案,减少机床加工的空闲等待时间,提高车间生产效率。在数控设备依据调度方案确定工件的加工顺序并能产生高效有序的工业数据之后,中央服务器开始对数控设备互通连接,对于有网口设备,可以直接通过交换机与采集模块相连;而对于串口设备和仅具备I/O信号的逻辑控制设备,则通过设备控制单元转换成网口可识别的信号,最后网口通过基于动态链接库和工业以太网OPC UA统一架构设备接口方式实现数据的通信,进而实现工业数据采集和数据库存储;对PLC设备采集到的数据进行数据比较和降重以提高服务器数据库的存储性能;对工业机器人,基于C/S模式实现并发访问和数据通信的断线重连功能,以提高平台在突发状况下的健壮性和稳定性。最后设置数控设备的数据产生区间和跃变范围,对采集存储的数据进行区间估计和预测,筛选运行时产生的异常数据,对平台数控设备已经或可能出现的异常状况进行故障预警和诊断,并在三维可视化界面动态更新展示设备的工作状态和运行数据。基于多源感知平台的功能需求和上述研究过程,本文研究并实现了连接终端设备的基础资源层、进行数据库存储降重和空间优化的数据层、统一接口管理和对外数据转发的信息交互层和面向用户交互实现车间状态监控和管理的应用层。通过在车间现场部署并运行应用程序,最终验证了面向多源设备的物联感知平台的可行性和实用价值。