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智能工厂建设导则试验验证平台机械工业第六设计研究院有限公司（以下简称中机六院）创建于1951年，是拥有工程设计综合甲级资质的国家大型综合设计研究院，隶属世界500强企业、中央直接管理的国有重要骨干企业——中国机械工业集团有限公司。

一、企业简介

经过70年的发展，中机六院业务遍布全国各省、自治区、直辖市和世界20多个国家与地区，业务覆盖工业、民用、市政等领域近21个行业，涵盖工程咨询、设计、监理、项目管理、代建和总承包等工程建设全过程。先后牵头或参与国家绿色与智能制造重大科技专项40余项；主编、参编国家和行业标准、规范62项；获得国家授权专利282项，其中发明专利18项，软件著作权登记255项。

二、项目简介

公司于2016年成功申报工信部“智能制造综合标准化与新模式应用”项目—《智能工厂建设导则标准研究和试验验证平台》。该项目面向智能工厂建设领域，研究智能工厂建设标准，形成《物理工厂智能化系统建设要求》《虚拟工厂建设要求》《虚拟工厂和物理工厂集成要求》等三项标准草案，搭建标准试验验证平台，实现对标准中相关条款的验证研究。

三、项目技术方案

试验工厂主要面向多品种、小批量的生产特征，采用订单式作业模式，采用精益化生产、自动化、信息化和集成化的设计理念，利用视觉识别、智动上下件、自动选择加工程序等技术，形成一套高效、智能、柔性的智能化成型制造装备系统。该系统既包含关键零部件的生产，柔性智能装配线，又包含支撑智能工厂运行的数字化、网络化和智能化系统。

其中，工艺平面布置图如下：

验证平台主要由以下部分组成：

（1）产品订单展示台，完成产品设计，产品定制并形成生产订单的任务；

（2）出库工位，完成空托盘和取料过程的出库功能；

（3）分拣工位，根据订单要求，将所需物料进行分拣；

（4）AGV上下料工位，物流托盘上下料工位；

（5）装配上下料工位，接收物料托盘；

（6）缓存工位，暂存；

（7）装配工位，按定制要求进行组装和装配；

（8）成品展示工位，生产订单确认和产品确认；

（9）拆分工位，将乐高积木进行拆分、回收；

（10）AGV上料工位，订单完成后物料托盘上下料；

（11）人工工位，人工拆解和新材料入库；

（12）入库工位，执行入库任务。

验证平台采用业务管理、生产执行、产线控制三层业务架构，首先，业务管理以个性化定制系统和WMS系统（Warehouse Management System，仓库管理系统）为核心，个性化定制系统实现产品的设计，WMS实现物料作业选择、补料物料选择、异常托盘处理、出库监控、人工保单、视觉识别审核、入库监控等功能；其次，生产执行主要由MES系统（Manufacturing Execution System，生产执行系统）、数字孪生系统和工艺物流仿真系统组成，MES实现试验工厂计划排产、生产执行、资源管理、产品跟踪与追溯、绩效管理、人员管理、数据采集等功能，数字孪生系统实现虚实集成应用，打通与生产线硬件和控制系统的信息通道，实现互联互通，工艺物流仿真系统在指导产线设计和生产过程中起到重要作用；再次，产线控制是以PLC控制系统为主，以OPC UA（OLE for Process Control，用于过程控制的对象链接和嵌入，一种工业协议）架构将PLC系统和设备的控制系统集成应用，实现指令的控制反馈，同时完成产线的数据采集与实时监控功能。生产执行层与业务管理层通过ESB（Enterprise Service Bus，企业服务总线）实现全面集成。总体架构图如下：

四、项目成效

通过试验验证平台搭建，实现智能装备广泛应用，对于智能装备互联互通、软硬件集成及智能制造场景验证方面起到明显支撑作用。通过平台建设，培养了一批智能工厂落地实施的专业技术人才。该平台可实现面向用户的个性化定制，搭建一种新型的个性化定制验证新模式，有利于推动个性化定制场景在行业的推广应用。