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智能工廠建設導則試驗驗證平台機械工業第六設計研究院有限公司(以下簡稱中機六院)創建於1951年,是擁有工程設計綜合甲級資質的國家大型綜合設計研究院,隸屬世界500強企業、中央直接管理的國有重要骨幹企業——中國機械工業集團有限公司。
一、企業簡介
經過70年的發展,中機六院業務遍布全國各省、自治區、直轄市和世界20多個國家與地區,業務覆蓋工業、民用、市政等領域近21個行業,涵蓋工程諮詢、設計、監理、項目管理、代建和總承包等工程建設全過程。先後牽頭或參與國家綠色與智能製造重大科技專項40餘項;主編、參編國家和行業標準、規範62項;獲得國家授權專利282項,其中發明專利18項,軟件著作權[1]登記255項。
二、項目簡介
公司於2016年成功申報工信部「智能製造綜合標準化與新模式應用」項目—《智能工廠建設導則標準研究和試驗驗證平台》。該項目面向智能工廠建設領域,研究智能工廠建設標準,形成《物理工廠智能化系統建設要求》《虛擬工廠建設要求》《虛擬工廠和物理工廠集成要求》等三項標準草案,搭建標準試驗驗證平台,實現對標準中相關條款的驗證研究。
三、項目技術方案
試驗工廠主要面向多品種、小批量的生產特徵,採用訂單式作業模式,採用精益化生產、自動化、信息化和集成化的設計理念,利用視覺識別、智動上下件、自動選擇加工程序等技術,形成一套高效、智能、柔性的智能化成型製造裝備系統。該系統既包含關鍵零部件的生產,柔性智能裝配線,又包含支撐智能工廠運行的數字化[2]、網絡化和智能化系統。
其中,工藝平面布置圖如下:
驗證平台主要由以下部分組成:
(1)產品訂單展示台,完成產品設計,產品定製並形成生產訂單的任務;
(2)出庫工位,完成空托盤和取料過程的出庫功能;
(3)分揀工位,根據訂單要求,將所需物料進行分揀;
(4)AGV上下料工位,物流托盤上下料工位;
(5)裝配上下料工位,接收物料托盤;
(6)緩存工位,暫存;
(7)裝配工位,按定製要求進行組裝和裝配;
(8)成品展示工位,生產訂單確認和產品確認;
(9)拆分工位,將樂高積木進行拆分、回收;
(10)AGV上料工位,訂單完成後物料托盤上下料;
(11)人工工位,人工拆解和新材料入庫;
(12)入庫工位,執行入庫任務。
驗證平台採用業務管理、生產執行、產線控制三層業務架構,首先,業務管理以個性化定製系統和WMS系統(Warehouse Management System,倉庫管理系統)為核心,個性化定製系統實現產品的設計,WMS實現物料作業選擇、補料物料選擇、異常托盤處理、出庫監控、人工保單、視覺識別審核、入庫監控等功能;其次,生產執行主要由MES系統(Manufacturing Execution System,生產執行系統)、數字孿生系統和工藝物流仿真系統組成,MES實現試驗工廠計劃排產、生產執行、資源管理、產品跟蹤與追溯、績效管理、人員管理、數據採集等功能,數字孿生系統實現虛實集成應用,打通與生產線硬件和控制系統的信息通道,實現互聯互通,工藝物流仿真系統在指導產線設計和生產過程中起到重要作用;再次,產線控制是以PLC控制系統為主,以OPC UA(OLE for Process Control,用於過程控制的對象鏈接和嵌入,一種工業協議)架構將PLC系統和設備的控制系統集成應用,實現指令的控制反饋,同時完成產線的數據採集與實時監控功能。生產執行層與業務管理層通過ESB(Enterprise Service Bus,企業服務總線)實現全面集成。總體架構圖如下:
四、項目成效
通過試驗驗證平台搭建,實現智能裝備廣泛應用,對於智能裝備互聯互通、軟硬件集成及智能製造場景驗證方面起到明顯支撐作用。通過平台建設,培養了一批智能工廠落地實施的專業技術人才。該平台可實現面向用戶的個性化定製,搭建一種新型的個性化定製驗證新模式,有利於推動個性化定製場景在行業的推廣應用。
參考文獻
- ↑ 什麼是著作權?什麼是版權?(著作權與版權),搜狐,2021-07-24
- ↑ 數字化技術是什麼?數字化在車間現場實施有哪些作用? ,搜狐,2022-11-10