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收稿日期：基金项目：国家重点研发计划项目（）。通讯作者：齐元胜第 卷 第 期.北 京 印 刷 学 院 学 报 年 月 软包装印刷车间质量管控系统的仿真设计朱聪颖，齐元胜，张永立，王 康，郭俊忠，马克西姆（北京印刷学院 智能制造实验室，北京）摘 要：通过分析软包装印刷企业印刷车间的质量管控问题，提出了基于边缘计算的车间泛感知网络技术，并设计了面向软包装印刷车间的质量管控系统。首先，提出车间质量管控系统的功能架构，设置了车间实时数据采集、处理、分析和生产质量闭环管控等目标；其次，搭建了软包装印刷车间泛感知网络，详述了混合感知技术、无线感知技术和边缘计算流程；再次，以复杂扰动数据为对象，建立了生产质量评估体系和生产质量反馈模型。最后，仿真了软包装印刷车间，部署了混合采集系统。通过实际应用分析，本文设计的质量管控系统可为传统软包装印刷车间生产运行提供完备的生产数据，实现质量管控，为行业智能化转型提供一定参考。关键词：印刷；感知网络；智能制造；管控中图分类号：文献标识码：文章编号：（）中国现阶段的制造业蓬勃发展，在新一轮革新技术的推动下，智能化、信息技术与制造业深度融合，推进了制造业的转型升级，智能制造成为当今制造业的主导趋势。当前，国内外许多行业对车间管控模式进行了探索与改进，包括模具车间、邮轮薄板分段车间、机翼装配车间、航天制造车间等。等人通过建立车间生产多目标控制模型，控制生产效率，并设计了生产任务协同分配策略。黄少华等人以物联网为基础，总结了离散车间的制造物联应用模式，并对其核心技术进行了研究探讨。屈挺等人基于联动运作思想，对不确定环境中大型协同生产系统，提出了三态分级引导、多段联动控制的运行控制框架，以实现全局的最优运行方案。莫超雄等人基于云计算的三阶管控机制，设计开发了针对非标产线集成商的微服务框架和 技术框架，提升了作业过程的信息化、精细化，降低了系统的成本。在生产管控数据方面，面对车间过程大数据体量大、数据利用率低、数据碎片化等问题，等人在汽车零部件制造车间将车间大数据与低碳生产要求结合，建立数据驱动的制造车间多级碳效率评价。王伟等人融合边缘计算与新型 提出一种数据处理架构，提高了生产现场数据流处理能力与指令反馈速度。面对多源异构数据信息量大的问题，基于马尔可夫方法对车间网络关键扰动数据建立瓶颈预测模型，实现预测模型和实际生产数据的高度符合。在底层传感的数据融合能耗问题上，等人提出建立特征加工设备的超网络模型，以实现多品种、小批量生产车间的多数据类型的集中分类管理，并通过特征映射实现生产快速调度。在轻量化的嵌入式设备能耗方面，孔维刚提出了 网络结构，有效降低了网络计算量，实现了网络模型的轻量化。等人提出一种统一的指示图谱驱动的车间资源分配策略，有效提高企业制造阶段的资源分配能力。等人提出了一种基于 的感知软件开发平台，通过 接口实现异构设备及无线的信息采集。面对生产管控系统通用数据模型缺乏、多通信接口管理维护难、存储数据架构性能差的问题，孙云等人通过 图实现了多通信协议的集成，并基于 架构实现了生产数据的优质存储。在操作系统的集成方面，各个系统的通信机制不统一，导致信息的碎片化，大量企业存在“信息孤岛”问题，当下环境为发挥企业的发展潜力，对 和 等操作系统的协同发展提出了新的要求。褚健等人以工业操作系统为核心，对工厂操作系统关键技术进行探索，并提出了新型智能DOI:10.19461/ki.1004-8626.2023.03.001工厂操作系统架构。金梅等人通过对 与 系统的集成，实现对航空零部件的定位与管理。等人通过对企业数据集成需求分析，提出一种数据集成中间件的开发，以实现源数据和目标数据之间的关系映射。杜孟新从主数据、数据的传输和系统接口三方面研究，提出了石化企业智能工厂的 和 信息集成的框架并进行实践应用，提高了企业的智能化生产水平。为满足企业库存管理需求，提出将 系统和 系统集成的有效框架，以满足系统的集成需求。本文将设计面向软包装印刷车间的生产管控平台，结合泛感知网络搭建与车间信息边缘处理技术，实现对软包装印刷生产工艺参数采集分析的线性流程、解决软包装印刷生产行业的生产车间数据黑盒问题、解决软包装印刷车间生产物联问题，优化了车间数据传输过程，实现生产车间、感知网络、操作系统的有效融合，并实现了车间生产质量闭环控制。文章结构如下：首先建立了生产管控系统的功能框架；其次提出了泛感知网络组成及其数据的采集和融合方式；再次研究了生产资源质量管理的评价依据及生产质量的闭环控制；最后给出软包装印刷车间生产管控平台的系统搭建和测试结果。系统功能框架软包装印刷行业具有生产多种类、变批量、个性化等生产特点，印刷设备有工艺类型较多、精度高、设备构造复杂等特点，但是其生产管控模式以传统模式为主，由人工管理和人工控制生产。为满足对生产车间的安全管控、客户需求的快速调度、生产设备运行的实时监测与精准预测等要求，设计合理的软包装印刷车间管控平台并深度融合 技术（大数据、边缘计算、物联网等）、感知技术和工业操作系统等技术，对推动软包装印刷车间朝自动化、信息化和智能化的方向发展有着重要作用。当下软包装印刷行业普遍存在以下六个问题：物：软包装印刷企业普遍使用人工手写物料信息、人工寻物、物料系统手动录入等，导致物料堆积杂乱、原材料及成品管控效率低下，该过程降低了物料数据传输的实时性，使生产物料生命全周期链监控难。机：软包装印刷生产工艺离散，单个生产环节的设备自动化程度高，但设备信息无法与系统连接导致车间设备实时状态监控难。人：印刷企业设备生产离散化是长期存在的问题，大重量的卷材货物人工物料拣选、人工叉车运输、人工识别上料，导致大量的生产过程中的浪费，增加了工人的劳动强度同时也提高了生产的失误率。法：在当前车间使用生产操作系统使用时无法合理地解决生产过程数据黑盒问题，无法解决车间数据的传输、计算处理问题，导致 系统的执行能力弱、管控效率低，也正是这两大问题，导致许多软包装印刷企业虽然在使用生产操作系统却让该系统处于名存实亡的状态。生产操作系统包括企业资源计划（，）、制造执行系统（，）和计算机辅助工艺设计（，）等。环：软包装印刷业车间生产环境数据缺失。软包装印刷业对无尘、温湿度、有较高要求，当下绿色生产要求加大了企业对生产排放和车间环境监测的要求，同时车间生产环境还应包括生产人员状态检测。测：软包装印刷生产经验化，生产设备参数孤岛问题。软包装印刷生产核心（配色、制版、印刷、排产）环节缺乏量化标准，需要生产工人具有极高的生产经验，需要十年甚至二十年的生产经验，导致企业对有经验工人的依赖度高。印刷设备具有高度自动化、高精度特点，其中大量的生产数据无法得到有效利用。这两大问题大大提高了企业的生产风险。针对以上问题，本文设计了基于感知网络的软包装印刷车间质量管理系统的功能架构，如图 所示。质量管理系统通过对车间数据的采集，并结合边缘计算对底层数据进行整合处理以优化数据质量，提高数字模型的鲁棒性。边缘计算一方面结合车间生产操作系统（、），实现操作系统对数据的高效处理；另一方面将生产异常扰动数据上传质量管控，实现扰动数据的分析并反馈生产操作系统，提高车间实时质量管控能力。平台自底向上分为生产车间、感知层、边缘计算层、质量管控，外层接入生产系统。（）生产车间为系统提供底层数据，也是数据反馈作用的最终目标。生产车间的感知要素包括操作人员、生产设备（印刷机、复合机、分切机、制袋机）、搬运车、生产物料（物料、成品、半成品）、车间环境等，并接第 期朱聪颖，齐元胜，张永立，等：软包装印刷车间质量管控系统的仿真设计图 车间质量管理系统功能架构图收生产系统的任务信息及工艺信息。（）感知层为车间管控平台提供数据感知的第一接口并进行控制反馈。在软包装印刷生产环境下，通过配置底层感知设备包括：生产数据流的感知设备、设备控制器、参数适配器、设备和 设备等。（）边缘计算层实现感知数据的边缘处理、提供数据模型并外接生产系统。边缘计算层的功能模块包括数据预处理、数据建模、可视化界面、数据库和规则库，并为生产系统的生产工艺设计、生产排产提供信息指导。解决制造系统与车间信息采集接口复杂、制造系统计算能力缺乏问题，通过添加车间边缘计算层，以达到数据的有效利用及异常数据快速反应，并为边缘计算结果提供可视化服务。（）质量管控为生产车间、感知层、边缘计算层和生产系统提供生产质量扰动数据评估的模板、机制、标准、规范、指标等，并分析扰动数据影响因素，实现质量反馈。（）生产系统生产系统是数字化车间的上层控制管理手段。包括企业资源计划（，）、制造执行系统（，）和计算机辅助工艺设计（，）。生产管控系统通过对车间原始数据的感知与处理，可实现底层生产信息实时映射，并优化导入生产系统的数据质量，减少生产系统的计算压力。通过与 的衔接实现系统的数据交互，及时反馈和改进现有生产方案，实现对完成任务工艺的历史追溯，并优化生产设计工艺。通过与 的衔接实现优化生产资源配置、生产调度管理、生产工序监测。通过与 的衔接实现车间信息管理，包括人员信息、设备信息、物料信息等。泛在感知网络.泛感知网络框架针对软包装印刷车间的数字化、信息化升级是大势所趋。当前软包装印刷行业存在设备数据黑盒和数字孤岛的问题，而大量的车间生产过程数据无法得到有效利用是制约行业转型升级的重要因素。由于缺乏数据支撑，行业生产操作系统无法得到有效应用，行业生产经验主导的生产质量管控方式无法得到有效改进。本文将泛感知网络应用于印刷车间，实现多生产要素的数据统一传输、数据传输时空一致性，为实现对车间生产关键部分密集北 京 印 刷 学 院 学 报 年性采样建立重要的物理基础。泛感知网络架构如图 所示。图 软包装印刷智能感知网络架构 （）基本网关。实现与车间内各类加工设备及感知仪器的连接和协议对接，采集设备数据并转化成标准协议，然后输出给边缘服务器节点进行数据存储和管理，进一步作为 系统的数据源。基本网关靠近设备部署，不需要具备数据分析或存储能力，基本上每个设备（例如：印刷机、复合机、分切机、制袋机等）旁边都会部署一个基本网关。（）边缘计算节点。边缘计算节点除了能够进行设备数据的接入，同时对具有一定并发量的数据（例如：视觉感数据、并行同步高采样数据等）进行实时处理。将获得的所有工业数据如视觉感知、设备状态信息、设备工艺参数感知信息等暂存在节点中，并通过一定的同步策略同步到边缘服务器进行长时间保存，以便进行产品溯源或扩充算法模型数据库。通常边缘计算节点都部署在靠近设备并带有一定温控调节的环境中。（）边缘服务器节点。车间内分布式部署的基本网关和边缘计算节点的数据都汇集到边缘服务器，进行全局数据管理和分析，并提供全局数据查询、配置服务和数据访问接口。根据客户定制人机交互界面如车间内实时看板，同时接受 系统的数据请求，或将数据同步到云端如 和应用 等。本文考虑到印刷车间和复合车间都具有视觉感知，将其各自配备了边缘服务器节点，下文主要对混合感知即 分布式数据感知和无线感知（制造过程物料信息感知）进行详细概述。.混合感知实现软包装印刷车间生产工艺参数较多，包括温湿度、设备的震动、墨辊旋转速度和加速度、油墨黏度和流量等，其感知参数具有数据结构多、采样率不同、数据时变及体量大的特点，为了更好地对这类数据进行筛选处理，搭建分布式数据感知设备是必要的，混合感知包括 分布式数据感知和交互权限感知。分布式测试技术由测试技术、通信技术与计算机网络技术交叉发展融合而产生，应用网络技术为通信手段，实现测试测量过程控制为目的，适用于地域分散的测试技术。分布式测试系统是指通过局域网（，）或，把分布于一定地域的所有测试点、完成特定功能的测量设备、测量计算机、传感器与控制器等等连接起来，最终实现分散操作、集中管理、协同工作、信息共享、测量过程监控等功能的计算机测量网络系统。混合感知组成结构如图。部署前期对所有传感器完成动态、静态校准，通过 条理采集仪完成第 期朱聪颖，齐元胜，张永立，等：软包装印刷车间质量管控系统的仿真设计信号调理、存储、转化，最后通过千兆以太网交换机上传至边缘计算节点。（）分布式数据感知生产车间的数据是多源且异构的、时变且庞大的，软包装印刷车间的感知要素采集大体分为 种，并将其按对生产质量影响分为：车间环境参数、生产设备参数、生产物料参数和人员状态参数，如图。而传输如此庞大的多类型数据，本文引入（，局域网的仪器扩展）分布式数据混合感知技术。（）交互权限感知生产车间现场需要大量的人员身份识别和权限管控，包括操作人员、维护人员、管理人员和出入人员等，不同身份具有不同的使用权限，例如设备操作权限、参数变更权限、产线停启权限、核心车间出入权限等。通过对人员身份信息识别、权限管理、使用记录等，保证生产的稳定性和安全性。图 质量管控参数分类图 分布式信号采集系统架构图.无线感知实现无线感知包括 物联信息感知和 定位感知，物联信息感知及定位感知将实现自动化生产的加工信息交互，并且提供上下料、物料运输等功能，极大地提高了原有生产调度效率。其方案构建如图。（）物联信息感知软包装印刷车间多使用纸管卷材，传统物料的信息采用手写信息表，手工录入生产系统和人工拣选方式，严重阻碍实际生产的自动化进程。技术当前用于读取物品身份信息的技术较为成熟，设备包括 标签、天线和读写器，按照工作频率的不同，可将其划分为低频（图 物联信息感知方案北 京 印 刷 学 院 学 报 年，）、高频（，）、超高频（，）。本文采用超高频段的 作为应用，相对于其他工作频率，超高频段的工作读写距离相对较远，一般可达到 米，更适合软包装印刷纸筒卷材的读写定位。而相对于其他无线定位或信息读取方式，技术具有成本低的优点，更适合在生产物料上应用。近两年在 标签定位方面，国内外研究人员的研究也较为深入。本文将 技术引入物料数据的采集和定位，利用安装读写器设备对生产物料的信息采集、定位及信息交互，通过研究软包装印刷生产的特点，本文抓住物料筒状特性，将 标签嵌入纸筒内壁，读写器安装于生产设备、运输设备和物料货架实现物料生产加工过程的信息匹配、自动搬运的信息读取、物料进出和缓存架的消息读取和人工识别。将读写器接入传输网络，包括 通讯口、远程通讯口、及网口等。（）定位信息感知利用超高频段的 应用对物料信息读取有较大优势，但对于车间其他目标定位具有范围局限性、多径干扰强等问题，并且 技术没有信息通信能力，本文将引入超带宽（，）定位技术，主要用于解决人、物体在车间中的位置和姿态信息读取，并进行一定量的信息通信。定位设备包括 基站、定位标签、定位引擎和应用系统。通过将人和车间生产设备上设置多个定位标签，由基站对标签位置关系解算，实现上下料搬运车和生产设备的位姿匹配、实现物料暂存的合理位姿摆放、实现车间人员车间活动的安全位置监测和车间生产设备位置监测。定位感知方案与 相似，但通过 技术应用可提高设备的定位精度，实现姿态辨识。.边缘计算边缘计算的概念是相对服务器终端而提出的数据边缘执行模式，相对于将数据全部传输至服务器终端，边缘计算能起到降低传输带宽、缓解终端服务器计算压力的作用。由于工业生产过程大数据的体量大、传输速度快、数据模态多、价值大、密度低等特点，直接传输至终端服务器将导致服务器计算压力大，无法合理有效运用工业生产过程数据。所以面对这种问题，本文设计了感知网络结合边缘计算的车间数据流通结构，该结构能有效过滤和处理原始数据并提高数据应用的有效性。边缘计算部分包括数据预处理、数据建模、可视化界面、数据库和规则库。（）数据预处理感知层从车间获得数据，车间数据具有体量大、速度快、模态多、难辨识和价值大、密度低的特点，部署的参数采集设备数据结构是全体系的，包括文本结构、字符结构和图结构。其中大部分传感器传输的信息属于文本结构的时序数据，采集的数据都具有时间标签，其数据连续不断且时序不定、来源繁多且格式不同。其中车间数据还包括车间的日志信息、数据信息。对车间时序文本数据的处理需要根据局部数据进行计算，保存数据流的动态形式。车间还存在大量交互式数据，包括人机控制、物联行为、系统控制，交互式数据具有灵活直观的特点，通过应答反馈的方式传输。图数据包括车间调度设备的路径查询、印刷图像的储存和监测、车间物料的图分析等。本文设计的数据预处理模型主要处理方式包括：清洗、融合、变换、归约。清洗的目的是通过处理感知数据的无效值和缺失值，以减少车间数据体量过大导致的资源消耗；融合的目的是在部署大量底层参数传感器的情况下，对分层、冗余、互补等数据进优化处理；变换的目的是改变数据内容并变换为更适合建模和分析的新变量、新分布、新标准和次序化，当软包装印刷车间现场生产数据被采集时，面临数据兼容性、通讯实时性和稳定性等一系列问题，为使得数据信息具有快速的可利用性，必须要有统一的数据格式，以实现多协议的数据规范化；规约的目的是对原有数据特征进行重组和降维，提高感知参数的价值。（）数据建模车间关键数据模型的建立，可以有效提高不同技术背景、部门的人员对印刷生产车间生产状态的描述和沟通效率，能有效提高感知参数应用的准确性，并实现印刷生产车间状态的可视化、降低车间维护成本，为印刷车间生产质量管控构建了数字基础。数据建模在软包装印刷生产的应用上，主要包括：设备状态检测模型、工艺参数检测模型、生产信息管理建模和物联行为监管建模。下面主要对设备状态建模进行重点论述。设备状态检测模型：以设备状态监测模型中的印刷机监测数字模型为例，采用动态多目标策略的模型优化方式。建立影响车间设备的多感知参数集，以承印物印刷质量为优化目标，选取车间生产设备状态检测的变量偏好，印刷机监测数字模型的第 期朱聪颖，齐元胜，张永立，等：软包装印刷车间质量管控系统的仿真设计优化参数包括刮墨刀磨损状态、墨辊状态、油墨性能、承印物张力分布等。并通过拟合预测建立最优状态监测分析方案。设备状态检测内容主要运用元模型结构进行构建，设备运行状态数据具有多时空性、时序性特点。设备状态检测模型需要将数据与已定义的正常变量进行相似度对照，形成对设备运行状态的异常检验，并结合历史设备运行模态匹配。设备状态监测内容包含设备主元模型，关键部件元模型、设备设计文档元模型、工程图元模型、设备质量控制文档等（如图）。生产设备参数通过生产数据的预处理环节，将生产设备数据与设备主元模型进行对比，可以快速达到生产设备数据优劣检测。当生产设备运行数据出现问题时，操作人员可以有针对性地对生产设备进行维护，并留下设备故障维护历史文件，强化设备主元模型的鲁棒性。图 设备状态监测内容 工艺参数监测建模：软包装印刷工艺参数检测具有层次性，需要划分任务数据空间的主元空间和子空间，建立多层面并发结构，采用该框架实现生产工艺参数输入输出端的数据空间监控。多层面并发结构能有效做到生产工艺数据的过程数据和指标数据的建模问题。工艺参数检测模型包含工艺任务主元模型、印刷设计主元模型、印刷文档主模型、任务文档主记录、物料主记录等。对软包装印刷生产车间来说，印刷生产工艺主要包括：制版、印刷、复合、熟化、分切和制袋，其工艺参数检测模型主要围绕生产的工艺步骤，通过预先建立生产过程的工艺模板，降低生产过程中的工艺问题，提高生产质量。生产信息管理建模：生产信息具有多样性特点，主要表现在内容形式的多样、生产层次的多样、面向对象的多样，但是生产信息数据通常具有静态特性，只需要注重优化其储存结构，实现准确全面的模型呈现。生产信息管理建模主要为信息元模型，包括主文档元模型、操作人员元记录、设备信息元记录、物料信息元记录等。物联行为监管模型：物联行为监管模型是利用交互式数据、图数据和跟驰的流数据建立正确的行为驱动条件。物联行为监管模型以生产任务接收为触发条件，通过对物联行为类型、物联对象、驱动环境因素、行为计算等特征条件的匹配激发物联行为。通过建立生产物联行为监管模型可以有效减少车间物联的错误率，提高车间生产效率。（）可视化界面车间数据通过数据预处理及数据建模，将实时数据反馈至可视化界面如：车间现场看板、端界面、移动 看板等。可视化界面的实时反馈能有效减少生产损失，并加强远程车间生产指导的准确性。（）数据库数据库主要作为数据的存储区域包括临时数据存储、历史数据归档和大数据存储。临时数据存储用于存储临时缓存、临时文件、增量数据等；历史数据归档存储车间历史正常数据和非正常数据；大数据存储包括状态流数据、交互数据、图数据等储存。（）规则库数据库的存储内容通常较为宽泛，需要通过规则库的部署提高数据的灵活性和可用性。由于软包装印刷车间的数据规则较为稳定，合理的规则库部署能很好地对车间生产过程大通量数据进行逻辑推理并做出简单的实时决策。质量管控对于制造业企业来说，产品质量是企业的生存之基，传统软包装印刷企业的质量管控虽然覆盖了北 京 印 刷 学 院 学 报 年许多生产活动，但是分析手段较为落后，同时对印刷包装生产过程的实时监测力度不够。上文设置的边缘计算层能对车间质量问题做出简单决策，而较为复杂的如车间生产设备问题、智能空间节点配置问题、多端口传输协议问题等，会造成车间传输数据紊乱。生产质量评估区域接收边缘计算服务器上传的复杂扰动数据，并对车间复杂问题进行决策、评估、反馈，以优化车间数字模型并提高车间生产稳定性，实现信息反馈管控和数字模型修正。.生产质量评估针对软包装印刷产品的生产质量过程评估，将对生产质量扰动数据在产品生产全生命周期上的全要素进行分析，以车间生产质量标准、感知网络物理质量和感知网络信息质量为评估方向，实现印刷产品生命周期内的数据形成逻辑整体。其生产质量影响评估内容包含模板、机制、标准、规范、指标等方面，例如：保障 多维多尺度智能空间配置的功能节点配置规范、访问权限控制机制、数据安全共享机制、数据接口标准等；支持动态知识库构建与应用的知识分类规范、知识获取模板、知识图谱模型、知识主动服务引擎等（如图）。图 生产质量影响评估体系.生产质量反馈利用车间数字模型的搭建实现了对印刷生产车间数据质量的校验，也为数据模型提取影响生产质量因素的扰动信息提供了数据保障。对于简单生产质量问题，将通过数字模型直接反馈修正，例如操作规范、裁切尺寸、印刷速度等。对于复杂质量信息问题如设备质量问题、大范围感知设备问题、传输通道信息问题等，将通过生产数据扰动提取，并将生产数据扰动信息进行生产质量影响评估，一方面对扰动数据进行分布式异构模型计算调度，实现对模型的反馈优化；另一方面，通过对扰动数据的影响评估，对干扰生产质量的要素进行修正并由信息系统发布修正内容，实现对车间生产质量的闭环管控。其生产质量闭环管控流程如图。图 质量管控模型其关键步骤描述如下：（）分布式异构模型计算调度生产质量扰动数据通过生产检测模型的筛选，对产生生产数据扰动信息进行评估并进行优化反馈，一方面提高车间生产大量数字模型的鲁棒性，另一方面实现对车间问题的实时指导。分布式异构模型计算调度主要是针对已有的数字模型进行负载的均衡调度，通过建立扰动数据的适应度函数，对现有模型进行优化调度。当车间数字模型需要重新建立或者添加新的考虑因素或者调整模型阈值等问题，考虑到软包装印刷车间生产具有稳定性，设计管理平台的模型优化采用人工介入。当扰动数据上传时，质量管控人员考虑是否中断服务或切换服务分区，并采用特定对策优化数字模型来恢复系统，例如设备状态监测模型可以重新评估优化变量的权重或改变优化目标。（）质量影响要素修正质量影响要素修正接受从两方面的修正需求，一方面从边缘计算接受经过数字模型筛选的弱要第 期朱聪颖，齐元胜，张永立，等：软包装印刷车间质量管控系统的仿真设计素修正，弱要素修正来源于生产过程的单一影响，例如异构感知数据冲突问题、感知节点偏移、数据录入错误等，仅需要生产操作系统或者设备检修人员的简单修正。另一方面将接收来自生产质量评估的强要素修正，例如数字模型的模式冲突、感知节点的大面积配置冲突，强要素修正需要对生产车间的关键环节进行调整，并重新检测生产质量闭环控制的稳定性。（）数字模型车间感知数据传输的数据扰动因素主要分为：通信故障及网络传输环境干扰的数据扰动、感知信息的数据扰动。通信故障及网络传输干扰的扰动数据提取：为满足软包装印刷车间的生产质量管理需求，该类扰动数据采用实时扰动数据提取，其方法为：通过感知网络采集数据特征的熵建立数据矩阵，并利用主成分分析法构建泛感知网络传输数据正常空间与异常空间，并在异常空间提取扰动数据特征。感知信息扰动数据指感知信息的数据扰动会产生长期扰动。为实现对扰动数据提取并有利于分析溯源，采用对感知信息的阈值判断：若感知数据变化量处于阈值内，则判断为无效信息，否则为扰动数据。记录其首次出现时间与后续数据值，标明扰动产生位置和后续扰动最大值。系统搭建及测试.系统部署环境对河北某软包装印刷企业车间进行了仿真，仿真效果如图 所示，整个软包装印刷车间分布为双排并行方式，中间为行车过道。按照生产工艺分配车间，依次为口罩车间、印刷车间、吹膜车间、复合车间、熟化车间、分切车间、物料暂存车间、制袋车间、物料暂存车间。图 软包装印刷车间仿真 在车间设备周围配置多台 条理采集仪，其主控板以双核 处理器 为核心的嵌入式平台，并配有辅助逻辑控制单元，运行嵌入式 系统，完成波形预处理算法和数据存储，负责 通信、同步和软件触发功能等，当单车间部署有多台 条理采集仪时部署千兆以太网交换机。在生产车间门口摆放 机架式服务器用于边缘计算，方便车间生产信息处理与多操作系统互通。车间大小及高度按照车间设备大小及操作规范设计，空间布局合理，留有一定的货物暂存及 路径空间。.管控系统建设（）车间数字化模块建设在软包装印刷生产车间，根据生产所需，定义质量管理平台所需的对象模型，如生产车间、库存车间、危废物处理区，并在其对象环境下搭建相关子样本模型。利用系统的图表、仪表、报表等控件，并结合规则库、模型库的定义，实现对例如印刷车间环境下所含的在制品进度、承印物质量、凹版印刷机设备、感知设备运行状态等监测。通过对车间部署感知设备的数据集成处理，构建可视化数字模型，并提供数据阈值分析服务，有效提升传统车间生产的全过程可视化并提高生产运行效率，最终实现软包装印刷车间生产全过程的全面信息化，从而达到提升管控水平和效率的目的。车间质量管理系统界面如图。（）生产自动化系统接入根据系统应用接口方式与现有印刷包装设备连接，对生产全过程进行实时的数据采集，通过采集相关数据实现对生产装备状态、产品生产过程和属性、工况等实现监测管控，且能够对数据库的访问实现历史生产回溯及生产预测。其中包括设备北 京 印 刷 学 院 学 报 年图 车间质量管理系统界面自带监测系统、外设生产检测系统、调度运输系统、在线品检系统等。（）安环监测系统接入对车间安全环境系统接入实现统一集中管理，对生产安全标准化管理，有效防范车间安全事故的发生和降低车间环境危害。安环检测系统通过传感器将车间环境监测数据、人员动态数据及通信联络数据动态显示在管理平台，直观体现安环数据并提供超限报警。对排查隐患情况、历史事故记录、设备检修计划及故障停机等信息进行记录。（）生产工艺管理接入根据订单驱动软包装印刷车间安全生产及自动化，满足生产计划科学规划的同时实现物料转运、生产质量指标、设备过程分配等。以印刷生产的印刷、分切、复合及制袋为主要工艺路线，兼顾安环、设备及物料来推动生产系统的应用。结语本文设计了适用于软包装印刷车间的质量管理系统，并融合了泛感知网络数据采集与边缘计算。利用分布式采集设备实现车间信息的传输集成接口，对车间多源异构数据的预处理，实现车间过程大数据的价值提取和过滤分析，布局面向车间、设备、人员和环境的持续监测和优化反馈。利用软包装印刷车间的数据资源，形成适用于软包装印刷行业的车间数字模型。聚焦软包装印刷行业的车间生产业务，为实现企业生产车间数字化、网络化、智能化的转型提供支持。参考文献：，：，（）：陈刚，黄咏文，张学辉，等邮轮薄板分段生产车间智能化管控和设备物联技术船海工程，（）：刘义，刘晓冬，焦曼，等基于数字孪生的智能车间管控制造业自动化，（）：郭具涛，洪海波，钟珂珂，等基于数字孪生的航天制造车间生产管控方法中国机械工程，（）：，（）黄少华，郭宇，查珊珊，等离散车间制造物联网及其关键技术研究与应用综述计算机集成制造系统，（）：屈挺，张凯，闫勉，等物联网环境下面向高动态性生产系统优态运行的联动决策与控制方法机械工程学报，第 期朱聪颖，齐元胜，张永立，等：软包装印刷车间质量管控系统的仿真设计（）：莫超雄，刘建军，陈庆新，等集成化定制需求下多地总装作业过程敏捷协同管控系统计算机集成制造系统，（）：，（）：王伟，范磊，黄璞，等面向航空数字化车间的新型工业数据处理架构及多场景应用计算机集成制造系统，（）：，孔维刚，李文婧，王秋艳，等基于改进 算法的轻量化网络设计与实现计算机工程，（）：，（）：，（），：孙云，江海凡，丁国富面向生产过程管控的数据建模、集成与存储技术中国机械工程，（）：谢雷义企业 项目实施风险与管控策略分析纳税，（）：樊小勇探究企业 系统与 系统的集成发展电子元器件与信息技术，（）：褚健，谭彰，杨明明基于工业操作系统的智能互联工厂建设探究计算机集成制造系统，（）：金梅，张磊，刘闯基于 集成应用的航空发动机零部件在制品管控方法研究与实践智能制造，（）：，（）：杜孟新石化企业 与 信息集成技术研究中国仪器仪表，（）：，（）：何镇宏，杨军分布异构网络微缺陷数据特征检测仿真研究计算机仿真，（）：，冯丹丹，王同勋数据驱动的电能质量扰动特征建模方法供用电，（）：，（，）：，；，；，：；（责任编辑：周宇）北 京 印 刷 学 院 学 报 年