基于低代码平台的智能制造可视化框架与构件设计方法研究开题报告

 2023-11-24 08:11

1. 研究目的与意义

低代码是一种可视化的应用开发方法,用较少的代码、以较快的速度来交付应用程序,将程序员不想开发的代码做到自动化。低代码是一组数字技术工具平台,基于图形化拖拽、参数化配置等更为高效的方式,实现快速构建、数据编排、连接生态、中台服务。通过少量代码或不用代码实现数字化转型中的场景应用创新。2014 年,“低代码(low-code)”的概念被 forrester research 研究机构正式提出。其关于“低 代码”的定义是:利用很少或几乎不需要写代码就 可以快速地开发应用,并可以进行快速配置和部署 的一种技术和工具。2017 年,gartner 创建了一个 新门类,提出了 apaas(应用程序平台即服务)的 概念。随着这一概念的出现与推广,低代码开发平 台(lcdp,low-code development platform)在全球市场上变得更为活跃。

随着智能制造的推进与市场结构的不断演变,用户消费需求越来越趋向定制化,企业 需要根据不断变动的需求来快速反应生产线,因此,动态生产、离散制造与浮动性缓冲 库存物料十分重要。德国在早期提出“工业 4.0”计划发展制造业,美国全国制造业协会制 定《美国制造业复兴》提出“再工业化”的战略,日本也于 2004 年启动“新产业创造战略”,中国于 1993 年国家自然科学基金提出“智能制造系统关键技术”的重大项目的研 究,此后智能制造在制造业和信息技术产业得到长足发展。国内智能制造的关键是实现制 造过程的高新化、全球化与透明化。所谓高新化在信息层面上是指将最新的软件架构应 用到现有智能制造中。在工厂管理方面,信息物理融合系统的信息服务以数据信息为核 心实现对整个工厂的数据信息实现管理。

通过数据可视化,可以增强数据所显示效果,将原本枯燥的数据以一种生动的 形式展示在了人们眼前,从而可以快速发现数据中所隐藏的价值。可视化的应用领 域也是非常广泛,在网络、交通、社交等领域中有着广泛的应用。数据可视化除了 使用散点图、折线图、饼图、流程图、韦恩图等传统图形来进行展示之外还可以应 用一些其它数据可视化方法,比如树状图、锥形树图和热点图等等。通过这些方式 来展示传统的小数据集是十分简单和方便的,但是将这些可视化手段利用在工业 大数据中是十分困难且具有挑战性的,因为工业大数据具有量大、分散、非结构化 等特征,这些特征给可视化的实现带来了很大的困难。工业大数据在可视化的过程 中不仅仅是将数据显示出来,同时也需要对系统做美学设计,从而能更好的传达数 据关键信息并帮助用户能够快速从数据中发现价值。

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2. 课题关键问题和重难点

二、课题关键问题及难点

本项目研究工业4.0智能制造企业的多源、异构数据接口和可视化技术,调研国内外的低代码平台,如appcloud、misboot等工作原理与设计特征,实现智能制造常用的多源、异构数据的可视化框架和核心构建原型。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

“可视化”一词来源于英文的“visualization”,原意为“可看得见的、清楚的呈现”,亦可翻译为“图示化”[1]。“可视化”作为专业术语出现始于 1987 年,当时美国国家自然科学基金会(nsf)在其召开的一个专题研讨会上给出了“科学计算可视化”的定义、覆盖领域及发展方向[2]。信息可视化管理克服了传统的诸如图像、字符、统计分析等手段的弊端,帮助人们从海量的数据中得以解脱,进而探索无法目视的物体结构及特性[3]

虽然对于可视化技术及应用的研究起源较早,但可视化管理理论的系统研究还处于起步阶段,尤其在国内,相关研究屈指可数。对于可视化管理的定义,一些学者给出了不同的解释。jon lassera 和 deborah tharinger[4]指出,可视化管理是利用 it 系统,让管理者有效地掌握企业信息,实现管理上的透明化和可视化,从而实现管理效果在企业人力资源、供应链、客户管理等多个环节的渗透。李堂军等则认为可视化管理就是利用管理学原理、计算机技术、图像处理技术、计算机视觉与交互技术,将企业的管理战略规划、生产计划、组织结构、管理模式以及管理信息转化为几何图形及图像信息,显示在计算机屏幕并进行交互处理[5]。宛国良将可视化管理解释为,能将复杂问题简单化,让管理要求与关键目标清晰可见,让问题与异常一目了然,方便员工判断、处理、执行,方便管理者检查、监督[6]。严红提出,可视化管理是企业管理非常重要的一种管理方法,强调的是如何通过操作优化、资源整合、

设立业绩的关键评估指标,以实现生产运作过程的可视化、透明化,主要包括透明化、监控层、主动调控及协作层等四个层面的内容[7]。史后波提出,智能制造企业可视化管理是通过对 it 技术的利用促进企业对信息资源的认知和应用,是对企业工作内容、数据、信息、知识等可视化内容的计划、组织、监控、决策等一系列活动的总称。从广义上,煤炭企业的可视化管理不仅包括对工作内容、数据、信息、知识的管理,还包括对与工作内容、数据、信息、知识等相关的资源管理活动,如技术、设备、网络、成本、人员等。从认知科学角度分析,智能制造企业可视化管理与应用研究,目的在于提高企业信息资源开发、利用及传效率,是通过对系统的利用以促进信息在“认知、判断、决策”等过程中的加工[8]

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4. 研究方案

系统管理是本系统的一个个独立的模块,它是用来配置可视化、回溯、后台模 块和程序的一些参数,当系统出现问题的时候管理模块可以接受到一些通知从而 可以提高系统的可维护性。由于该项目不仅仅是对设备数据进行展示还需要展示 当前操作人员、物料的一些基本信息,所以系统管理模块还有简单的人事、权限、 物料、规格管理等功能,这些功能都是可以被独立出来的,所以该模块可以独立开 发,只需要给外部提供数据接口即可。

(1)数据管理

数据管理的功能是管理底层采集器和生产设备的相关信息,主要包括对采集 器的参数配置、生产设备的一些原始属性数据(生产地、购买时间等数据)以及设 备加工过程中的一些设定参数进行管理,用户可根据实际情况对设备和采集器进 行添加、删除和修改操作,同时支持自由配置采集器需要采集的参数。

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5. 工作计划

2022-2023-1学期:

第15-16周:完成选题,查阅相关中英文资料,进行相关技术的学习;

第17周:与导师沟通进行课题总体规划;

第18周:导师下发毕业设计(论文)任务书,学生根据导师的要求进行外文翻译,列出开题报告大纲;

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