北理工現(xiàn)代制造系統(tǒng)綜合實驗室建設(shè)規(guī)劃布局方案

面向985實訓(xùn)必要性和背景、面向人才培養(yǎng)北理工現(xiàn)代制造系統(tǒng)綜合實驗室建設(shè)方案

目錄一、項目建設(shè)背景 3二、建設(shè)依據(jù)及原則 4三、功能定位 6四、方案建設(shè)內(nèi)容 71、 項目整體規(guī)劃 72、 各單元模塊的詳細(xì)方案與設(shè)備選型 81) 在線網(wǎng)絡(luò)平臺： 82) 生命周期管理系統(tǒng)（PLM） 133) 加工制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES） 144) 3D打印單元 155) 柔性生產(chǎn)單元 19（1） 方案布局 19（2） 布局說明 19（3） 自動線節(jié)拍計算 20（4） 關(guān)鍵設(shè)備選型 203、 平臺應(yīng)用說明： 424、 系統(tǒng)功能 435、 實驗內(nèi)容 451) 實習(xí)內(nèi)容： 452) 可開設(shè)的課程： 463) 適用對象： 46五、項目實施 47一、項目建設(shè)背景新世紀(jì)以來，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢和特征。這場變革是信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，是以制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為核心，建立在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，同時疊加新能源、新材料等方面的突破而引發(fā)的新一輪變革，將給世界范圍內(nèi)的制造業(yè)帶來深刻影響。為應(yīng)對這一全球性變革，西方發(fā)達國家紛紛提出相應(yīng)的策略。德國提出了德國工業(yè)4.0，美國提出了“再工業(yè)化”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念，英國也提出了“第三次工業(yè)革命”的概念。這一變革，恰與中國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、建設(shè)制造強國形成歷史性交匯，這對中國是極大的挑戰(zhàn)，同時也是極大的機遇。到2012年，中國制造業(yè)增加值為2.08萬億美元，占全球制造業(yè)20%，與美國相當(dāng)，但卻大而不強。主要制約因素是自主創(chuàng)新能力不強，核心技術(shù)和關(guān)鍵元器件受制于人；產(chǎn)品質(zhì)量問題突出；資源利用效率偏低；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)尚處于價值鏈的中低端。同時，我國工業(yè)面企業(yè)面臨著一些壓力。從區(qū)域上來看，現(xiàn)在長三角、珠三角的企業(yè)面臨勞動力成本上漲、市場萎縮、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的壓力，作為我國的老工業(yè)基地的東三省，企業(yè)也在大規(guī)模虧損，中西部地區(qū)作為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移承接地也面臨很多問題。這些問題是我們發(fā)展中一直存在的問題。比如區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位不夠清晰，區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨同，沒有形成相互聯(lián)系的主體功能區(qū)，另外各地區(qū)在發(fā)展中基本處于互相競爭的關(guān)系，而不是競爭和合作關(guān)系。隨著經(jīng)濟增速下行，這方面問題越來越突出。中國政府經(jīng)過大量研究，提出了“信息化和工業(yè)化深度融合”的產(chǎn)業(yè)政策，并持續(xù)制定“中國制造2025”行動計劃、“互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合”行動計劃以及“工業(yè)云”行動計劃等，其目標(biāo)和德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、英國第三次工業(yè)革命等提法基本趨同。都是希望在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，研究如何搶占新一輪發(fā)展的制高點。其本質(zhì)就是互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)的融合，主攻的方向就是抓智能制造，這是解決我國制造業(yè)由大變強的根本路徑。過去五年，我國工業(yè)企業(yè)在研發(fā)設(shè)計方面應(yīng)用數(shù)字化工具普及率已經(jīng)達到54%，近五年年均增長4個百分點。現(xiàn)在很多工業(yè)企業(yè)甩開圖版，搞無紙化設(shè)計、數(shù)字化模型，這些方面的大量應(yīng)用，減少了研發(fā)的周期，提高了設(shè)計的效率，也降低了研發(fā)成本。另外在規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)中，生產(chǎn)線上數(shù)控裝備比重已經(jīng)達到30%，近五年也是年均增長4個百分點。這些方面都有很好的發(fā)展勢頭。當(dāng)然與發(fā)達國家相比還有差距，特別是在智能化方面。過去我們使用的一些數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人，基本上是按人設(shè)定的程序作業(yè)，它自己并沒有人工的智能。所以就出現(xiàn)過有人在修理機器人的時候，一旦忘記關(guān)閉電源，機器人對人造成傷害甚至致死的情況。它沒有智能裝置能感知有人在這作業(yè)，設(shè)定的程序就不能工作。我們在高端的傳感器、重要的操作系統(tǒng)、數(shù)字化的基礎(chǔ)上需要進一步提高智能化的水平，這樣才能達到智能制造的要求。從產(chǎn)品上來說，現(xiàn)在也有一系列智能化的產(chǎn)品，比如工業(yè)機器人原來是數(shù)控化的、不智能的，將來工業(yè)機器人可能智能化。然而目前各類工科院校的教學(xué)工作與學(xué)生就業(yè)需求普遍存在結(jié)構(gòu)性矛盾。一方面，學(xué)生的專業(yè)技能訓(xùn)練與企業(yè)就業(yè)需求技能不匹配，學(xué)生畢業(yè)后不能快速適應(yīng)企業(yè)實際工作的要求。另一方面，傳統(tǒng)教育的內(nèi)容與先進的現(xiàn)代化設(shè)計制造模式脫節(jié)，學(xué)校缺乏符合現(xiàn)代先進制造業(yè)需求的數(shù)字化教學(xué)和實訓(xùn)環(huán)境。因此培養(yǎng)企業(yè)所急需的人才特別是高級技能已成了當(dāng)前中國教育的重要責(zé)任。二、建設(shè)依據(jù)及原則《中國制造2025》中指出，強國戰(zhàn)略的基本方針是創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和人才為本。其中，“人才為本”是“堅持把人才作為建設(shè)制造強國的根本，建立健全科學(xué)合理的選人、用人、育人機制，加快培養(yǎng)制造業(yè)發(fā)展急需的專業(yè)技術(shù)人才、經(jīng)營管理人才、技能人才。營造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的氛圍，建設(shè)一支素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理的制造業(yè)人才隊伍，走人才引領(lǐng)的發(fā)展道路”。并且把“健全多層次人才培養(yǎng)體系”做為戰(zhàn)略支撐：“加強制造業(yè)人才發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃和分類指導(dǎo)，組織實施制造業(yè)人才培養(yǎng)計劃，加大專業(yè)技術(shù)人才、經(jīng)營管理人才和技能人才的培養(yǎng)力度，完善從研發(fā)、轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)到管理的人才培養(yǎng)體系。以提高現(xiàn)代經(jīng)營管理水平和企業(yè)競爭力為核心，實施企業(yè)經(jīng)營管理人才素質(zhì)提升工程和國家中小企業(yè)銀河培訓(xùn)工程，培養(yǎng)造就一批優(yōu)秀企業(yè)家和高水平經(jīng)營管理人才。以高層次、急需緊缺專業(yè)技術(shù)人才和創(chuàng)新型人才為重點，實施專業(yè)技術(shù)人才知識更新工程和先進制造卓越工程師培養(yǎng)計劃，在高等學(xué)校建設(shè)一批工程創(chuàng)新訓(xùn)練中心，打造高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才隊伍。強化職業(yè)教育和技能培訓(xùn)，引導(dǎo)一批普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類高等學(xué)校轉(zhuǎn)型，建立一批實訓(xùn)基地，開展現(xiàn)代學(xué)徒制試點示范，形成一支門類齊全、技藝精湛的技術(shù)技能人才隊伍。鼓勵企業(yè)與學(xué)校合作，培養(yǎng)制造業(yè)急需的科研人員、技術(shù)技能人才與復(fù)合型人才，深化相關(guān)領(lǐng)域工程博士、碩士專業(yè)學(xué)位研究生招生和培養(yǎng)模式改革，積極推進產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。加強產(chǎn)業(yè)人才需求預(yù)測，完善各類人才信息庫，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)人才水平評價制度和信息發(fā)布平臺。建立人才激勵機制，加大對優(yōu)秀人才的表彰和獎勵力度。建立完善制造業(yè)人才服務(wù)機構(gòu)，健全人才流動和使用的體制機制。采取多種形式選拔各類優(yōu)秀人才重點是專業(yè)技術(shù)人才到國外學(xué)習(xí)培訓(xùn)，探索建立國際培訓(xùn)基地。加大制造業(yè)引智力度，引進領(lǐng)軍人才和緊缺人才?！痹谥袊?jīng)濟新常態(tài)下，應(yīng)用型本科教育也面臨著如何應(yīng)對“新常態(tài)”的局面，其發(fā)展方向也需要適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變革要求，具體表現(xiàn)為以下幾點：1） 專業(yè)建設(shè)方向由原來的注重重點專業(yè)建設(shè)轉(zhuǎn)向注重服務(wù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)的專業(yè)群建設(shè)。這樣才能形成人才培養(yǎng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈之間的對接。2） 實訓(xùn)基地建設(shè)從原來的注重生產(chǎn)性實訓(xùn)基地建設(shè)向注重服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的綜合服務(wù)平臺建設(shè)轉(zhuǎn)變。形成承擔(dān)教學(xué)實訓(xùn)、面向企業(yè)的生產(chǎn)科研服務(wù)及培訓(xùn)、新的技術(shù)工藝生產(chǎn)管理方式示范推廣的綜合性產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺。3） 學(xué)生的培養(yǎng)方向從原來的以就業(yè)為導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)并舉。三、功能定位建設(shè)面向生產(chǎn)的服務(wù)平臺。通過建立智能制造柔性生產(chǎn)線，以及運行生產(chǎn)線所需要的生產(chǎn)管理、生產(chǎn)性設(shè)備的臺賬、設(shè)備維護維修日歷，計算出設(shè)備承接生產(chǎn)任務(wù)的能力，并管理生產(chǎn)任務(wù)的進度狀態(tài)，并通過傳感器監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，采集設(shè)備的主軸負(fù)荷，檢驗加工工藝的合理性，為優(yōu)化改善生產(chǎn)工藝提供依據(jù)。建設(shè)面向社會的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺。針對職業(yè)院校中率先實行高技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)的，主要是技師學(xué)院層級的學(xué)校，通過建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工坊實訓(xùn)室，為專業(yè)課骨干教師、實訓(xùn)指導(dǎo)教師、高技能培訓(xùn)學(xué)員提供一個學(xué)習(xí)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計和快速制造的環(huán)境和教學(xué)內(nèi)容。并為學(xué)生提供一個技術(shù)創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)境。建立“新常態(tài)”下企業(yè)培訓(xùn)平臺。每一次工業(yè)革命必然會帶來人力資源的重新配置，院校應(yīng)著眼于為整個社會人力資源提供升級服務(wù)，以全新的角度審視自身發(fā)展，為社會提供更多的培訓(xùn)課程與教學(xué)服務(wù)。具體而言，一是為一線勞動者提供更多的專業(yè)課程資源，拓寬其知識面，助其順利實現(xiàn)“升級”，避免被時代淘汰；二是為中高級人才提供轉(zhuǎn)崗課程資源，幫助這些具有豐富從業(yè)經(jīng)驗和較為扎實專業(yè)基礎(chǔ)的特殊群體迅速轉(zhuǎn)型，從而提升產(chǎn)業(yè)存量人力資源素質(zhì)；三是為普通高校畢業(yè)生提供職業(yè)化課程資源，彌補其專業(yè)能力強而職業(yè)能力弱的不足，幫助他們迅速適應(yīng)“中國制造2025”所帶來的職業(yè)新要求。四、方案建設(shè)內(nèi)容項目整體規(guī)劃本方案由在線網(wǎng)絡(luò)云平臺、信息控制系統(tǒng)、生產(chǎn)物流及儲運系統(tǒng)、數(shù)字控制加工檢測系統(tǒng)構(gòu)成，涵蓋機加工設(shè)計制造、倉儲物流、物料傳送、零件檢測、3D掃描與打印、中央監(jiān)控管理功能單元，利用智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信息安全監(jiān)控管理技術(shù)、大數(shù)據(jù)識別應(yīng)用技術(shù)，將各個功能單元通過網(wǎng)絡(luò)通訊，數(shù)據(jù)信息管理平臺，完全實現(xiàn)對個性化訂單的遠程網(wǎng)絡(luò)信息接收、訂單識別與大數(shù)據(jù)信息對接、元件智能生產(chǎn)制造與倉儲物流智能管理，實現(xiàn)人和機器，機器與機器、數(shù)據(jù)以及服務(wù)無縫連接的互聯(lián)網(wǎng)，通過云計算、自主控制和物聯(lián)將信息化、自動化、智能化和個性化定制融為一體，充分體現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”中國制造2025”概念。應(yīng)用流程：依托在線網(wǎng)絡(luò)平臺及3D打印實訓(xùn)室平臺，用戶可通過PC及PAD等移動終端進行選購產(chǎn)品，也可進行個性化定制下單，后臺接收訂單數(shù)據(jù)信息，依據(jù)訂單要求可進行產(chǎn)品的工程設(shè)計，樣品設(shè)計完成后利用3D打印機制作成實物樣品與用戶交流。也可根據(jù)用戶提供的實際產(chǎn)品零件，利用3D掃描設(shè)備對實物零件進行逆向數(shù)據(jù)建模，產(chǎn)品零件的3D模型數(shù)據(jù)可導(dǎo)入產(chǎn)品工程設(shè)計模塊進行產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計完成后導(dǎo)入PLM系統(tǒng)，依托PLM系統(tǒng)進行產(chǎn)品工藝編制、CAM編程并對過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文檔進行分類管理，通過PLM系統(tǒng)對產(chǎn)品訂單、工藝路線數(shù)據(jù)導(dǎo)入ERP系統(tǒng)，對訂單、進度及物料成本管理，根據(jù)訂單、工藝信息導(dǎo)入MES系統(tǒng)，根據(jù)訂單、批次數(shù)量制定生產(chǎn)計劃并詳細(xì)排產(chǎn)，實現(xiàn)加工代碼的自動下發(fā)及設(shè)備信息采集，對加工過程進行跟蹤并時時反饋加工進度，全程監(jiān)控產(chǎn)品的加工狀態(tài)，依據(jù)MES系統(tǒng)啟動柔性生產(chǎn)線，進行自動加工。整體框架圖如下：本方案力求和教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)員良好職業(yè)素養(yǎng)，適應(yīng)加工制造業(yè)發(fā)展需要，掌握零件數(shù)控編程與加工技能，能運用CAD/CAM/PLM/MES等專業(yè)軟件平臺，以未來智能制造為目標(biāo)，學(xué)習(xí)計算機應(yīng)用技術(shù)、自動化倉儲與物流、3D掃描與3D打印技術(shù)，機器人應(yīng)用、擴展對先進加工制造技術(shù)的認(rèn)知，強化創(chuàng)新設(shè)計理念，掌握機械設(shè)計規(guī)范，滿足未來智能制造業(yè)個性化需求與智能制造技術(shù)高技能人才的基本要求。各單元模塊的詳細(xì)方案與設(shè)備選型在線網(wǎng)絡(luò)平臺：建設(shè)目標(biāo)：對接客戶需求，加強人才能力培養(yǎng)，促進產(chǎn)教深度融合其基本模塊框架圖如下：1）軟件資源平臺：發(fā)布與設(shè)計制造相關(guān)的工業(yè)軟件資源，供學(xué)生及平臺上的企業(yè)員工使用，規(guī)范平臺上的人員使用的軟件及數(shù)據(jù)存儲格式，方便數(shù)據(jù)溝通及交換。通過軟件SaaS服務(wù)，提供各種軟件增值服務(wù)，比如CAE服務(wù)等，降低企業(yè)應(yīng)用軟件的成本，解決企業(yè)正版軟件應(yīng)用問題。2）車間管理平臺：虛擬化展示車間布局情況。通過生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，展示車間先進的生產(chǎn)組織理念，生產(chǎn)設(shè)備開關(guān)機情況，監(jiān)控設(shè)備運行數(shù)據(jù)，電量等消耗等。通過車間狀態(tài)的展示，作為對接企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的能力基礎(chǔ)。3）工訓(xùn)中心資源管理平臺：共享教學(xué)、培訓(xùn)資源，無論是在校學(xué)生，還是培訓(xùn)的企業(yè)員工都可以遠超訪問課程資源，在線學(xué)習(xí)、完成練習(xí)，以及考試評測等。（1）共享資源：老師或?qū)W員可以直接登陸系統(tǒng)運行軟件，也可從共享資源下載軟件，本機安裝后學(xué)生可以練習(xí)，老師可以備課，同時可以觀看在線視頻或下載本地觀看學(xué)習(xí)視頻，遇到問題可以在用戶交流區(qū)發(fā)布問題帖子，老師專家同學(xué)可以答疑回復(fù)；可下載的資源包括（軟件安裝程序、講解視頻、學(xué)習(xí)實例及操作步驟文檔）。（2）在線學(xué)習(xí)：最近一段時間的培訓(xùn)計劃可以提前公告，師生登錄系統(tǒng)可以對自己感興趣的培訓(xùn)進行預(yù)約；如果參加正在進行的培訓(xùn)可以直接登錄，由于各種原因如果錯過了在線培訓(xùn)可以瀏覽往期培訓(xùn)，培訓(xùn)的視頻可以有選擇的下載學(xué)習(xí)。4）實訓(xùn)管理平臺：可以根據(jù)當(dāng)前實訓(xùn)車間的實訓(xùn)、生產(chǎn)任務(wù)安排，提交實訓(xùn)、培訓(xùn)鑒定等申請，確定計劃安排。實訓(xùn)過程中，可以記錄實際的實訓(xùn)結(jié)果，并對結(jié)果進行統(tǒng)計分析。5）人才能力平臺按院校班級、學(xué)生或企業(yè)員工培訓(xùn)情況建立目錄，實現(xiàn)各專業(yè)教學(xué)成果、成績、學(xué)員實踐作品、教師評價分年級、分類別管理，作為學(xué)生在校期間的鮮活檔案長期保存，對于用人單位可以挑選學(xué)生、工作后回校再學(xué)習(xí)或高層次訓(xùn)練提供借鑒。通過該平臺，可以上傳保存學(xué)生在校期間的作業(yè)、作品等（包括二維圖紙文檔、三維實體模型、零件加工代碼、Office文檔、圖片等），以及學(xué)生每學(xué)期的科目成績和評語：不僅記錄成績，與成績對應(yīng)的答卷，老師評語等同時存檔，還可記錄學(xué)生實訓(xùn)的零件等。用人單位可以通過該平臺了解學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)記錄，以及學(xué)生不斷成長的軌跡。6）訂單管理平臺1、產(chǎn)品展示：可以展示已有產(chǎn)品加工類別訂單管理：用戶可以選購已有產(chǎn)品下單，也可根據(jù)已有產(chǎn)品進行個性化定制下單訂單跟蹤：下單信息可以時時反饋到管理中心，并跟蹤訂單狀態(tài)訂單發(fā)布：平臺可隨時進行產(chǎn)品發(fā)布與更新。生命周期管理系統(tǒng)（PLM）產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)通過建立的創(chuàng)新設(shè)計平臺、數(shù)字化工藝平臺和先進網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)管理平臺完成產(chǎn)品從設(shè)計、工藝編制、CAM編程及生產(chǎn)過程的全過程管理。平臺中包含CAXA實體設(shè)計、工藝圖表、數(shù)控車、制造工程師、協(xié)同管理等相關(guān)軟件及文檔管理系統(tǒng)，該平臺各子系統(tǒng)均采用CAXA，系統(tǒng)間無縫集成，各軟件系統(tǒng)基于同一平臺開發(fā)。（1）、實現(xiàn)從報價到獲得產(chǎn)品訂單的流程。從訂單開始，啟動報價流程，實現(xiàn)實現(xiàn)銷售與設(shè)計人員的協(xié)同；（2）、實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計流程。通過設(shè)計主管、項目經(jīng)理、設(shè)計人員的角色分工以及設(shè)計、校對、審核、批準(zhǔn)直至歸檔的流程管理，體現(xiàn)出產(chǎn)品從概念設(shè)計、三維產(chǎn)品設(shè)計、二維工程圖出圖、報表匯總等各個環(huán)節(jié)；（3）、實現(xiàn)產(chǎn)品的工藝設(shè)計流程。從定義工藝模板開始，完成機加工、數(shù)控加工等工藝的編制與工藝流程的管理，以及生產(chǎn)過程需要的派工單、檢驗卡的定義與使用；（4）、實習(xí)先進制造流程實訓(xùn)和展示能力融合。模擬面向企業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)過程的實訓(xùn)教學(xué)過程，支持高技能人才的培訓(xùn)和師資培訓(xùn)。提供面向典型產(chǎn)品的設(shè)計、工藝、編程、制造過程仿真、制造過程管理的完整流程教學(xué)過程。加工制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）CAXAMES是基于精益生產(chǎn)管理模式和先進計算機軟件技術(shù)而構(gòu)建的制造執(zhí)行系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)車間生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行，在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、網(wǎng)絡(luò)報表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務(wù)。前端可與企業(yè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、PLM系統(tǒng)以及生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成建立一體化和實時化的信息體系。具體見下面的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖。圖2.1-3MES總體架構(gòu)圖說明如下：1）MES系統(tǒng)業(yè)務(wù)層：負(fù)責(zé)處理用戶與系統(tǒng)的交互工作。包括“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理”、“計劃管理”、“作業(yè)管理”、“工時管理”、“調(diào)度管理”、“品質(zhì)管理”、“外協(xié)管理”、“物料管理”。2）數(shù)據(jù)展現(xiàn)層：給生產(chǎn)車間現(xiàn)場操作人員提供的功能，包括：給操作崗位提供的各功能，觸摸屏操作、現(xiàn)場聲光報警、LED大屏顯示、液晶電視顯示等。3）系統(tǒng)平臺層：包括信息平臺管理，例如身份認(rèn)證、權(quán)限分配、報警服務(wù)、外部接口、數(shù)據(jù)庫模型、報表服務(wù)等。4）數(shù)據(jù)庫層：保存MES的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及采集數(shù)據(jù)，供查詢趨勢分析以及分類統(tǒng)計。5）數(shù)據(jù)采集層：通過MDC采集和DNC對車間設(shè)備的生產(chǎn)信息和運行狀態(tài)進行實時采集和監(jiān)控。3D打印單元3D打印單元旨在引導(dǎo)學(xué)生把專業(yè)知識概念通過3D設(shè)計和3D打印的過程轉(zhuǎn)變成對知識探究的熱情。隨著課程的深入，使他們了解不同3D打印領(lǐng)域的區(qū)別，以及將3D打印技術(shù)如何應(yīng)用到機械、信息、設(shè)計、美術(shù)、數(shù)學(xué)等跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合性知識，從簡單到復(fù)雜，從模仿到創(chuàng)新的過程，這也正是3D打印課程的意義所在。3D打印及三維掃描實訓(xùn)室建設(shè)，從設(shè)備穩(wěn)定性、可操作性以及應(yīng)用范圍廣泛來考慮，參考眾多大型實訓(xùn)中心和知名企業(yè)的設(shè)備選型方案。在保證基本教學(xué)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，擴大設(shè)備使用率，除此之外，設(shè)備技術(shù)為行業(yè)領(lǐng)先，設(shè)備和打印材料的選擇可滿足大多數(shù)企業(yè)對外加工的需求，達到多方面的發(fā)展。3D打印實驗室建設(shè)方案示意圖如下：1）三維掃描設(shè)備選型：手持式三維激光掃描儀，滿足產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計專業(yè)人員的需求，為其提供最有效、最可靠的方法來采集物體的3D測量數(shù)據(jù)。由六軸工業(yè)機器人夾持手持式三維掃描儀對工件進行逆向工程掃描，結(jié)合軟件系統(tǒng)建模，由3D打印機打印出模型。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)1）掃描速度：≥200000點/秒2）掃描精度：≤0.04mm3）結(jié)構(gòu)光：采用≥3束激光線4）激光安全等級：人眼安全5）掃描范圍：≥200×200mm6）系統(tǒng)采用高分辨率的CCD系統(tǒng),CCD≥2個，激光發(fā)射器≥1個7）體積精度：≤0.02mm+0.1mm/m2）3D打印設(shè)備：與傳統(tǒng)的加工方式如雕刻機雕刻、CNC車床加工等去除材料進行加工的方式不同，3D打印機是添加材料的加工方式，除此之外，3D打印機它的優(yōu)勢是淡化了傳統(tǒng)的工藝概念，使得加工復(fù)雜的產(chǎn)品不再困難。3D打印機的打印數(shù)據(jù)可以直接用三維建模軟件進行建模，也可以通過三維掃描儀掃描獲得。熔融堆積即FDM技術(shù)3D打印機，是目前市面上最常見的3D打印機，無論從價格或者實際教學(xué)演示等多個方面來看，是現(xiàn)在實訓(xùn)室最合理的3D打印技術(shù)設(shè)備。將軟件設(shè)計或逆向掃描結(jié)果的CAD、3DSMAX模型，生成STL文件，輸入3D打印機的切片軟件，從而得到產(chǎn)品的實物模型。通過本實驗的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生達到以下基本要求；a、了解產(chǎn)品模型3D打印機制造的基本原理；b、掌握3D打印機制造的操作過程；c、模擬目前具有創(chuàng)新設(shè)計能力的企業(yè)的自主設(shè)計與驗證流程；3D打印機參數(shù)如下：工業(yè)級3D打印機1.設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)1）成型層厚（Z軸）：最小≤0.15mm，最大≥0.3mm（且區(qū)間內(nèi)可自主調(diào)節(jié)）2）成型精度：≤±0.2mm/100mm3）成型空間：≥350×350×450mm4）噴頭系統(tǒng)：雙噴頭成型系統(tǒng)，材料直徑≤2mm5）設(shè)備至少包括：X-Y移動供絲系統(tǒng)，工作臺設(shè)升降系統(tǒng)及計算機控制系統(tǒng)和相應(yīng)軟件柔性生產(chǎn)單元方案布局布局說明現(xiàn)有條件：現(xiàn)有場地：長度：21米寬度：6.9米；選擇倉庫系統(tǒng)類型：工裝板式工裝板尺寸：450X450X30mm;承載重量：50KG材質(zhì):鋁合金組成模塊及功能自動線由1臺車削中心、1臺四軸立加、1臺三坐標(biāo)、1臺AGV小車、1套機器人行走機構(gòu)、1套立體庫及相關(guān)輸送線組成。自動線循環(huán)運動動作1）通過叉車或其他方式將裝有毛坯料的工裝托盤放置到立體庫入口；2）工裝托盤通過掃碼，堆垛機將工裝托盤根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定放置到立體庫固定位置；3）系統(tǒng)通過排產(chǎn)控制各個執(zhí)行部件，分配加工任務(wù)；4）堆垛機接受信息，將毛坯物料搬運到立體庫出口，出口處毛坯物料托盤通過輸送線轉(zhuǎn)運到AGV運輸車上面；5）AGV通過信息系統(tǒng)的指令，將毛坯料運送到制定位置；6）加工線接受指令開始加工零件，機器人在毛坯上料位抓取零件，裝入機床加工，加工完成后，機器人將工件放入打標(biāo)機，打標(biāo)機接收指令，開始打標(biāo)，打標(biāo)完成，機器人將其放入下料托盤。7）當(dāng)成品托盤裝滿以后，AGV根據(jù)系統(tǒng)控制要求，將托盤運到檢測及包裝工位，完成檢測及包裝，如果現(xiàn)在不需要包裝可以將加工完成工件放回立體庫，然后根據(jù)排產(chǎn)進行包裝與檢測。8）裝配完成工件通過AGV運回立體庫，然后根據(jù)管理系統(tǒng)安排，進行出庫。自動線節(jié)拍計算根據(jù)零件及工藝確定。關(guān)鍵設(shè)備選型1)數(shù)控機床：車削中心：采用沈陽VIVATURN2T2Cm車削中心（帶銑頭），四軸立式加工中心：采用沈陽機床VMC850B銑加工中心，2）關(guān)節(jié)臂機器人關(guān)節(jié)臂機器人選用沈陽新松SR20A-01、SR80B-01工業(yè)機器人根據(jù)車間機床布局（見布局圖），機器人回轉(zhuǎn)半徑需2000mm左右，根據(jù)節(jié)拍要求上下料一次小于10S.，工件重量：最大8.5KG，夾爪重量：7KG，安裝法蘭、附件及手指：約7KG，機器人抓取重量最?。?3.5KG，根據(jù)機器人抓取物體距機器人6軸法蘭距離對機器人抓取重量的影響，建議選擇30KG以上機器人。沈陽新松SR80B特點：全新SR80B系列機型采用高剛性輕量機械結(jié)構(gòu)，手臂修長，運動范圍廣，節(jié)約空間，可在狹小的場所進行作業(yè)。迎合市場需求，靈巧腕部及超強扭矩的完美融合，縮短了運動的作業(yè)時間，實現(xiàn)多樣性和靈活性的最大化。嚴(yán)格把握回轉(zhuǎn)速度和所耗能量的最優(yōu)配比，輕巧完成各類高密度動作。具有速度快、動作輕、性能可靠穩(wěn)定的優(yōu)點，滿足柔性化生產(chǎn)。該機器人尤其適合中載高效的長距離搬運、裝配、上下料、碼垛等制造領(lǐng)域，同時在打磨領(lǐng)域的性能同樣首屈一指。在密集型布局產(chǎn)業(yè)中前景應(yīng)用廣闊，是中級負(fù)載機器人產(chǎn)品的優(yōu)越之選。1.經(jīng)濟可行性價比高，安裝、運行及維護成本低廉2.優(yōu)化設(shè)計外形全新的優(yōu)美造型設(shè)計，機械結(jié)構(gòu)和控制裝置最優(yōu)化設(shè)置3.調(diào)度控制擁有主從機器人協(xié)調(diào)技術(shù)，實現(xiàn)線上多臺調(diào)度式高效生產(chǎn)4.多軸聯(lián)動按需構(gòu)建靈活的外部軸配置系統(tǒng)，支持多軸實時聯(lián)動技術(shù)，支持吊裝和掛裝5.速度精準(zhǔn)動作速度出類拔萃，滿足苛刻生產(chǎn)節(jié)拍6.柔性擴展網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，豐富的外部接口及擴展能力7.技術(shù)支持完全開放的自主系統(tǒng)，支持各種應(yīng)用開發(fā)8.動態(tài)優(yōu)化新松虛擬工作站軟件支持CAD模型重建及基于CAD模型的機器人免示教作業(yè)9.配套應(yīng)用支持視覺、力覺等各種智能傳感信息10.備品備件零部件磨損率低，備品備件質(zhì)優(yōu)價廉，可迅速更換，定期維護，延長壽命11.客戶服務(wù)主動及時的本地化客戶服務(wù)，免您后顧之憂機器人配置：控制器、示教器、機器人本體。工業(yè)機器人特色：全新的優(yōu)美造型設(shè)計。動作速度出類拔萃，滿足苛刻生產(chǎn)節(jié)拍。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，豐富的外部接口及擴展能力。完全開放的自主系統(tǒng)，支持各種應(yīng)用開發(fā)。支持視覺，力覺等各種智能傳感信息。性價比高，質(zhì)優(yōu)價廉的備品備件。支持手持式三維掃描儀加持。主動及時的本地化客戶服務(wù)，免您后顧之憂。SR20A-01工業(yè)機器人SR80B-01工業(yè)機器人型號TypeSR80B-01SR20A-01負(fù)載能力Payload80kg20kg重復(fù)定位精度Repeatability±0.07mm±0.06mm最大工作半徑2150mm1760mm自由度數(shù)DOF66運動范圍MovingRangeS360°360°L250°250°U450°450°R400°400°B280°280°T720°720°最大運動速度MaximumMovingSpeedS195°/s195°/sL175°/s175°/sU180°/s180°/sR360°/s360°/sB360°/s360°/sT550°/s550°/s手腕允許力矩MaximumTorqueAllowedoftheWristR43.7N·m43.7N·mB43.7N·m43.7N·mT19.6N·m19.6N·m手腕允許慣量MaximumInertiaAllowedoftheWristR1.09kg·m21.09kg·m2B1.09kg·m21.09kg·m2T0.24kg·m20.24kg·m2本體重量BodyWeight660kg270kg防護等級IP67電源容量6KVA3KVA3）機器人行走軸采用伺服電機馬達，行走軸長度滿足現(xiàn)場需求，采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)，機器人在行走軸上運行平穩(wěn)；放置方式：地裝；負(fù)載：1000KG；驅(qū)動方式：AC伺服馬達；行走速度:1.8m/s最高;加/減速度:2.0m/s2;重復(fù)精度：±0.02mm以內(nèi)。4）抓手系統(tǒng)手抓通過安裝在氣抓上的傳感器可判斷手指是否夾緊工件，防止工件因夾持不緊而產(chǎn)生意外。手抓帶有斷氣自鎖功能，保證系統(tǒng)在運行過程中斷氣，工件不會因突然斷氣而甩出傷人或損壞設(shè)備。手指根據(jù)工件形狀及機床/設(shè)備裝夾方式進行設(shè)計，采用三指定心夾持并做相關(guān)位置的保護，確保不與裝夾工裝干涉，而且夾持穩(wěn)定，手指表面覆蓋黃銅或PVC軟性材料，增大夾持力及防止工件不被劃傷。5）傳送單元（1）傳送裝置：結(jié)構(gòu)：滾筒式輸送機，滾輪直徑Φ60mm，材質(zhì)不銹鋼；傳送裝置參考尺寸（寬×高）500×750mm，長度應(yīng)滿足現(xiàn)場需要，單條傳送裝置長度5m；功能：采用電動機拖動控制，傳送速度：15m/min，運輸負(fù)荷：80kg電動機：電源三相交流380V，50Hz，容量1.1kw；數(shù)量2個，與變頻器配套使用變頻器：電源三相交流380V，50Hz；負(fù)載電機容量≥0.75kw；輸出頻率≥400Hz，輸出電流≥2A；冷卻方式：風(fēng)冷；多速選擇：≥15速；具有profinet或modbus等通訊接口；長度須符合現(xiàn)場設(shè)備安裝使用；配變頻器操作面板，與變頻器配套；配SD卡，容量≥512MB；配變頻驅(qū)動功率單元，與變頻器功率配套注：原料傳送和成品（或廢品）元件傳送采用分開獨立運行模式；單獨傳送裝置可雙向運行，在某一方向運行過程中，只允許傳送一個元件托盤；傳送裝置可實現(xiàn)常速運行和低速運行模式；若長期未檢測到運行控制信息或托盤運行信息，傳送裝置可自動進入休眠狀態(tài)，有運行需要時可快速啟動恢復(fù)至運行狀態(tài)；傳送裝置整體堅固穩(wěn)定。項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)備注貨物單元尺寸L5000mm*W500*H750mm塑料周轉(zhuǎn)箱輸送寬度500mm輸送高度750mm輸送貨物載荷80kg輸送速度15m/min以具體設(shè)計為準(zhǔn)電機0.55KW（以具體設(shè)計為準(zhǔn)）NORD或同等品牌輥筒直徑Ф60mm（以具體設(shè)計為準(zhǔn)）主體骨架國標(biāo)型材焊接制作,噴塑處理控制方式手動/自動鏈輪45#鋼調(diào)質(zhì)處理HD224-255，齒面高頻淬火HRC45-50軸45鋼調(diào)制處理HD241-286電源規(guī)格380V/50HZ三相顏色由業(yè)主方確認(rèn)（2）加工中轉(zhuǎn)平臺尺寸（長×寬）500×500mm，高度750mm平臺數(shù)量：5個傳送速度：15m/min傳送及承載能力：100kg要求：用于數(shù)控機床加工過程中，被加工元件及托盤的中轉(zhuǎn)、等待；加工中轉(zhuǎn)平臺整體堅固穩(wěn)定；與90°轉(zhuǎn)角運載機構(gòu)配合工作，傳送能力相匹配（3）無線射頻識別傳感器裝置（RFID）數(shù)據(jù)存儲器：數(shù)量100個，固定在傳送托盤上識別傳感器裝置（閱讀器）：數(shù)量10個，放置于傳送裝置、貨架、運輸車等位置，可高速讀取數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)信息要求：識別傳感器裝置可通過網(wǎng)絡(luò)通訊線路將識別的存儲器數(shù)據(jù)實時與主控臺設(shè)備進行傳輸6）搬運型AGV小車搬運型AGV具有普通AGV的特點，AGV可以潛伏到貨物下方，利用頂升機構(gòu)將貨物頂升，把貨物移載至指定位置后自動卸貨。該款A(yù)GV外形小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，搬運靈活，可實現(xiàn)前、后、左、右多個方向的移載功能。廣泛應(yīng)用于多種行業(yè)的工廠車間輔助物料或成品的配送。搬運型AGV設(shè)置在外側(cè)，AGV為無軌設(shè)計，不占用地面空間。完全滿足人員作業(yè)通行。方便參觀及教學(xué)使用。（1）設(shè)備主要特點智能管理：每臺AGV小車都有獨立的系統(tǒng)可以自行調(diào)控，不需人工管理。工作時間長：AGV可以實現(xiàn)24小時連續(xù)性工作，工作效率是人工的3倍。定位精確：AGV可以達到10mm內(nèi)的精確定位，而人工一般情況只能粗略定位。背負(fù)能力強：人工一般情況下長時間背負(fù)能力是100kg，AGV背負(fù)能力達到500kg以上，是人工的5倍左右。靈活性高：AGV具有前進走行，左右轉(zhuǎn)，分岔功能，行走速度可以達到45m/min以上，靈活性與人工相當(dāng)。量身定制：無論是尺寸大小、外觀造型等，都可以根據(jù)客戶的要求定制，全方位滿足生產(chǎn)要求。（2）、設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品名稱搬運型AGV產(chǎn)品型號DSC00000產(chǎn)品尺寸900（L）×400（W）×200（H）(mm)導(dǎo)引方式視覺導(dǎo)引行走方向前進行走，后退行走，左右轉(zhuǎn)，分岔無線網(wǎng)絡(luò)WiFi網(wǎng)絡(luò)（無線局域網(wǎng)）/射頻網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動方式差速驅(qū)動驅(qū)動電源DC24V移載能力50Kg/100Kg/300Kg（可選）產(chǎn)品類型滾筒式（形式可定制）行走速度30-50m/min(可定制)轉(zhuǎn)彎半徑最小可達500mm(磁帶路線鋪設(shè)半徑）導(dǎo)航精度±10mm工作方式24小時爬坡能力3-5度停車精度±10mm充電方式手動充電/自動充電（可選）連續(xù)工作時間一次充電連續(xù)工作大于8h安全感應(yīng)范圍≤3m,可調(diào)，緊急制動距離小于20mm報警形式聲光報警電池類型鉛酸電池/鋰電池（可選）安全防護前方障礙物檢測傳感器+機械防撞機構(gòu)雙重防護設(shè)計壽命>10年工作噪音≤65db本設(shè)備具備二次開發(fā)能力，我方可提供二次開發(fā)端口，為老師及學(xué)生的科研等提供輔助，可針對不同情況進行二次開發(fā)改進。7）立體倉庫單元1、機電產(chǎn)品的基本要求2、貨架2.1組合橫梁式貨架2.2組合橫梁式貨架技術(shù)參數(shù)，護板采用冷軋鋼板0.8mm2.3元件托盤元件托器防護裝置，數(shù)據(jù)存儲內(nèi)容與元件資料匹配3、堆垛機：3.1堆垛機技術(shù)描述主要由主體框架、水平行走機構(gòu)、垂直升降機構(gòu)、載貨臺、貨叉、行走導(dǎo)軌、電氣控制系統(tǒng)及倉庫信息管理系統(tǒng)等組成。堆垛機的設(shè)計符合JB/T9018中第6條的要求，堆垛機的制造、安裝、試驗、檢驗、標(biāo)志、包裝、運輸?shù)确螶B/T7016的要求。堆垛機裝有夾鉤與清軌器，夾鉤和清軌器的安裝符合水JB/T7016中第3.2.8條的要求。堆垛機的焊接件符合JB/T7016中第3.1.3條的要求，堆垛機的通用件符合JB/T7016中第3.1.4條的要求。堆垛機零件的選材符合JB/T7016中第3.1.2條的要求。堆垛機的涂裝和防銹符合JB/T7016中第3.1.5條的要求。3.2主體框架主要由立柱、升降導(dǎo)軌、上橫梁、下橫梁組成，立柱主材料為矩形方鋼管，橫梁主材料為H型鋼，升降導(dǎo)軌材料選用電梯升降T形導(dǎo)軌。倉儲設(shè)備主體框架關(guān)鍵連接部位需加裝橡膠隔振墊，以便減振，降噪。主體框架各構(gòu)件的選材不低于JB/T7016中第3.1.2條的要求，主體框架的制造安裝不低于JB/T7016中第3.2.1條的要求。3.3水平行走機構(gòu)主要由減速電機、主動輪、從動輪、水平導(dǎo)輪組成，用于倉儲設(shè)備沿巷道方向的運行。水平行走機構(gòu)各零件的選材不低于JB/T7016中第3.1.2條的要求，水平行走機構(gòu)的制造安裝符合JB/T7016中第3.2.4條的要求，水平行走機構(gòu)中的鏈輪、鏈條符合JB/T7016中第條的要求，水平行走機構(gòu)導(dǎo)輪的制造安裝符合JB/T7016中第3.2.7條的要求。為提高傳動效率及維修性、降低噪音，動力驅(qū)動設(shè)為減速電機直接驅(qū)動主動輪。為方便調(diào)節(jié)整臺設(shè)備的垂直度和彌補受力變形的影響，被動輪采用偏心結(jié)構(gòu)。主動輪、被動輪、導(dǎo)輪均采用具有減振、降噪的材料。水平行走機構(gòu)兩端均應(yīng)加裝清軌器。3.4垂直升降機構(gòu)主要由減速電機、雙排鏈輪、雙排鏈條、傳動軸、卷筒、鋼絲繩、滾動導(dǎo)輪、滑輪等組成，用于提升載貨臺作垂直運動。垂直升降機構(gòu)各零件的選材不低于JB/T7016中第3.1.2條的要求，垂直升降機構(gòu)的制造安裝符合JB/T7016中第3.2.3條的要求，垂直升降機構(gòu)中的鏈輪、鏈條符合JB/T7016中第條的要求，垂直升降機構(gòu)中的鋼絲繩符合JB/T7016中第條的要求，垂直升降機構(gòu)導(dǎo)輪的制造安裝符合JB/T7016中第3.2.7條的要求。3.5載貨臺載貨臺的制造安裝符合JB/T7016中第3.2.2條的要求，載貨臺裝設(shè)斷鏈（繩）保護裝置、升降認(rèn)址器、貨物位置異常檢測裝置等。3.6貨叉貨叉的制造安裝符合JB/T7016中第3.2.5條的要求。3.7行走導(dǎo)軌行走導(dǎo)軌包括天軌與地軌，行走導(dǎo)軌的安裝符合JB/T7016中第條的要求。天軌用于倉儲設(shè)備頂部導(dǎo)輪導(dǎo)向，安裝于巷道頂部，螺栓連接，安裝孔為長圓孔，位置可調(diào)。天軌下表面與地軌上表面間距離誤差不得超過±10mm/全長，與地軌水平錯位不大于3mm。地軌用于倉儲設(shè)備水平行走并導(dǎo)向，用膨脹螺栓及導(dǎo)軌壓板安裝于地面，安裝時地軌底部和高度調(diào)整墊之間加入防震橡膠墊，以便減振、降噪。地軌垂直彎曲極限偏差在全長范圍內(nèi)不大于±3.0mm。地軌對接處需采用專用設(shè)備磨軌機進行打磨，使地軌表面光滑，從而使倉儲設(shè)備運行平穩(wěn)可靠。天軌、地軌的端部需裝設(shè)止擋塊，以防止倉儲設(shè)備出軌。8）自動化立體倉庫管理監(jiān)控系統(tǒng)自動化立體倉庫管理監(jiān)控系統(tǒng)，使立體倉庫中的作業(yè)可以由計算機實現(xiàn)實時作業(yè)監(jiān)控，顯示設(shè)備作業(yè)狀態(tài)，作業(yè)調(diào)度、作業(yè)變更、位置及完成情況、故障報警提示等。物流系統(tǒng)的運行過程中貨物與設(shè)備的實時監(jiān)視和自動控制，以及物流信息的存儲、使用及傳輸?shù)裙芾怼ＡⅢw倉庫的出入庫及貨位管理采用計算機信息化管理，可以實現(xiàn)貨物入出庫信息管理自動化，數(shù)據(jù)維護、查詢和庫存分析、報表打印、質(zhì)檢管理等功能。1）概述信息管理系統(tǒng)是基于現(xiàn)代計算機信息管理理論與現(xiàn)代生產(chǎn)物流管理理論的軟件產(chǎn)品。它同時對物流和信息流進行動態(tài)管理，集物流與信息流于一體。系統(tǒng)的主要功能是對入出庫的物流進行動態(tài)管理與調(diào)度，及時、準(zhǔn)確完成貨物的入出庫，同時對物流信息實現(xiàn)與物流的同步管理。系統(tǒng)對入出庫作業(yè)進行最佳分配，系統(tǒng)具有良好的擴充性，和開放的數(shù)據(jù)接口，能夠與其它信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。我公司自主開發(fā)的集成化物流管理系統(tǒng)WMS是一個基于Windows.NET運行環(huán)境、在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式的軟件系統(tǒng)。其目的是集成地管理、協(xié)調(diào)和調(diào)度物流有關(guān)物流活動，并且與企業(yè)ERP等軟件系統(tǒng)進行信息交換，執(zhí)行上層企業(yè)倉儲物流信息系統(tǒng)軟件系統(tǒng)下發(fā)的指令，并將執(zhí)行結(jié)果及時反饋。2）自動化立體倉庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(1)自動化立體倉庫監(jiān)控與管理系統(tǒng)留有信息共享與信息實時交互的接口，可與ERP、MES等上級軟件系統(tǒng)進行信息實時交互，也可獨立作為管理系統(tǒng)管理倉庫信息。(2)選擇先進實用的操作系統(tǒng)和大型數(shù)據(jù)庫支持軟件，支持分布式數(shù)據(jù)管理和多數(shù)據(jù)源間的訪問連接；(3)系統(tǒng)設(shè)計考慮長遠發(fā)展，采用模塊化設(shè)計，模塊間相互獨立并留有余地，考慮二次開發(fā)需要；(4)采用簡潔直觀友好的圖形化中文界面，界面風(fēng)格統(tǒng)一；(5)具備相應(yīng)的容錯手段和故障報警功能；(6)系統(tǒng)開放，接口統(tǒng)一，便于擴充和無縫聯(lián)接，易于與上級管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；(7)系統(tǒng)先進、穩(wěn)定、安全、可靠，易于維護和管理；(8)網(wǎng)絡(luò)綜合布線全面，信息點布置合理；(9)系統(tǒng)具有系統(tǒng)維護、物料管理、數(shù)據(jù)維護、數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備運行狀態(tài)顯示、設(shè)備遠程控制、自動事務(wù)處理以及與其它信息管理系統(tǒng)的接口等功能；(10)系統(tǒng)與上位機系統(tǒng)能夠完成物流信息溝通，能接受上位機系統(tǒng)的入出庫單據(jù)，據(jù)此進行入出庫作業(yè)，并與上位系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保持一致；(11)系統(tǒng)能完成對入出立體庫的物流的動態(tài)管理與調(diào)度，及時、準(zhǔn)確完成貨物的入出庫，同時對物流信息實現(xiàn)與物流的同步管理，通過自動庫存臺帳為用戶提供準(zhǔn)確的庫存數(shù)據(jù)信息；(12)系統(tǒng)對入出庫作業(yè)進行最佳分配、調(diào)度和控制，對入出庫輸送設(shè)備及堆垛機等各種設(shè)備的運行狀態(tài)進行動態(tài)顯示及在線監(jiān)控，確保系統(tǒng)安全可靠運行；(13)系統(tǒng)具備豐富的數(shù)據(jù)管理和查詢統(tǒng)計功能，動態(tài)圖形顯示設(shè)備運行狀態(tài)、各存儲區(qū)域的貨位存儲情況；(14)系統(tǒng)具備友好的人機界面；(15)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，具有良好的擴充性和開放的數(shù)據(jù)接口，能夠與其它信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換；支持客戶終端站點數(shù)目的擴展；支持與ERP系統(tǒng)或SAP系統(tǒng)集成，支持手持終端的擴展；支持需方因特殊生產(chǎn)需要而提出的定制要求；(16)系統(tǒng)采用成熟的軟件技術(shù)開發(fā)，C#.NET、DELPHI、ORACLE，全部為我公司獨立開發(fā)，具備自主知識產(chǎn)權(quán)，并已經(jīng)過多個項目實際使用驗證；(17)服務(wù)器設(shè)計方案充分考慮到系統(tǒng)冗余、系統(tǒng)穩(wěn)定以及數(shù)據(jù)備份和跟蹤等因素，設(shè)置兩臺服務(wù)器做服務(wù)器集群+性能均衡，保證了倉庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠性；(18)自動化立體倉庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，WMS管理系統(tǒng)作為客戶端可以運行在網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺計算機，支持多點多人同時操作。(19)系統(tǒng)具備先進的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用現(xiàn)場工業(yè)以太網(wǎng)(EtherNET)技術(shù)，滿足計算機與控制系統(tǒng)的實時準(zhǔn)確的信息交換，保證物流和信息流的實時、準(zhǔn)確同步。3）系統(tǒng)組成WMS系統(tǒng)各個基本模塊及各個模塊間的層次關(guān)系如下圖所示：自動化立體倉庫集成物流管理系統(tǒng)WMS自動化立體倉庫管理系統(tǒng)是執(zhí)行物流自動化信息管理和自動化立體庫設(shè)備實時調(diào)度控制及PDA手持終端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。WMS的內(nèi)核層是服務(wù)器。由數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)、分布式管理計算機等構(gòu)成。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、企業(yè)ERP、MES系統(tǒng)與WMS接口模塊：是實現(xiàn)WMS與企業(yè)ERP進行有效連接中間橋梁。WMS具有開放式連接的特點，可以與企業(yè)ERP系統(tǒng)實現(xiàn)無縫的連接。具體的與企業(yè)倉儲物流信息軟件接口方式在軟件開發(fā)需求分析階段決定。WMS管理系統(tǒng)模塊：是倉庫管理系統(tǒng)的主要組成部分，其主要任務(wù)是將系統(tǒng)的各個功能與核心模塊有機的集成起來，提供自動化立體庫入庫操作、整盤出庫、揀選出庫、庫存管理、任務(wù)調(diào)度管理、故障處理、歷史記錄、人員管理、數(shù)據(jù)管理等倉庫信息管理功能，WMS系統(tǒng)是實現(xiàn)全自動化立體倉庫信息管理的核心。WCS-TSM模塊:實現(xiàn)自動化立體倉庫的任務(wù)調(diào)度，是優(yōu)化系統(tǒng)并及時滿足生產(chǎn)的系統(tǒng)模塊。該模塊通過采用自動化立體倉庫庫存和設(shè)備狀態(tài)，動態(tài)地調(diào)度系統(tǒng)任務(wù)。WCS模塊：是執(zhí)行物流系統(tǒng)管理與控制的通訊，對各個設(shè)備的全自動化的調(diào)度與協(xié)調(diào)。通過制定內(nèi)部協(xié)議，連接管理系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)。自動化立體倉庫的管理與監(jiān)控系統(tǒng)將是對倉庫中各個設(shè)備的實時調(diào)度管理以及對各個設(shè)備進行全自動控制。WMS采用多進程的管理調(diào)度思想，通信進程完成管理與監(jiān)控系統(tǒng)與各種物流設(shè)備的通訊，物流進程根據(jù)上位機下發(fā)的作業(yè)指令進行排隊，并根據(jù)作業(yè)的合理性安排作業(yè)的下發(fā)順序。WMS-PDA模塊是集成倉庫物流管理系統(tǒng)對移動信息終端的后臺處理平臺。包括PDA無線數(shù)據(jù)終端，PDA采用無線通訊終端與計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。在自動化立體倉庫中，PDA技術(shù)的全面應(yīng)用于入庫收貨、入庫組盤、出庫揀選、出庫確認(rèn)、倉庫盤點、作業(yè)查詢等功能。WMS-WCS模塊：是集成物流監(jiān)控和管理系統(tǒng)的控制過程。本系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，連接多個子系統(tǒng)，實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)合理的設(shè)備調(diào)度。TCS模塊：AGV調(diào)度控制系統(tǒng)實現(xiàn)工廠級的AGV系統(tǒng)運行管理、交通管制、任務(wù)分發(fā)、自動充電控制、地圖規(guī)劃等功能。WCS-TCS模塊：是WCS調(diào)度AGV小車在系統(tǒng)中的任務(wù)分發(fā)接口、設(shè)備監(jiān)控等功能。綜合查詢模塊，提供各種接口及作業(yè)信息的查詢。系統(tǒng)作業(yè)輔助處理模塊，主要針對系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進行人工處理。4）WMS系統(tǒng)軟件信息軟件結(jié)構(gòu)描述了WMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)與感念。WMS系統(tǒng)是建立在標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)平臺之上的業(yè)主應(yīng)用軟件，WMS系統(tǒng)提供的覆蓋業(yè)主要求的軟件環(huán)境包括：硬件系統(tǒng)：集群服務(wù)器操作系統(tǒng)：WindowsServer2012數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：ORACLE11G標(biāo)準(zhǔn)版?zhèn)浞莘绞剑弘p機熱備網(wǎng)絡(luò)接口：Etherent1000-BASET5）軟件開發(fā)環(huán)境客戶機：Windows7立體庫：WMS軟件環(huán)境網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP、HTTP、FTP等網(wǎng)絡(luò)接口：Etherent1000-BASET應(yīng)用軟件：WMS管理系統(tǒng)控制模式：DistributedManagementandControl（分布式管理和控制）6）WMS系統(tǒng)應(yīng)用軟件INT接口軟件WMS管理軟件WCS設(shè)備控制調(diào)度系統(tǒng)PDA無線手持應(yīng)用系統(tǒng)9）控制柜電控柜采用仿威圖PS結(jié)構(gòu)及外形的電控柜，整體防護等級IP54；現(xiàn)場操作站及底座采用威圖AE箱的結(jié)構(gòu)及外觀.示意圖如下:10）氣源系統(tǒng)日本原裝進口主機Kobelion系列采用日本神鋼原裝進口大直徑螺桿主機，保障機主的高質(zhì)量及高能效。

強化環(huán)境溫度對策即使溫度高達46℃，也能安全運行的冷卻系統(tǒng)采用寬裕的設(shè)計余量。

殘壓啟動功能通過殘壓檢測，可以及時的提供空氣。沒有一分鐘的啟動時間

限制，防止緊急時壓力下降。高效的進氣、排氣系統(tǒng)冷熱室隔離設(shè)計及專業(yè)的風(fēng)道設(shè)計，充分考慮機組內(nèi)部空氣流場以及熱場分布狀況，確保機組高溫環(huán)境適應(yīng)性，同時降低了機組噪音；并且也充分考慮了熱敏感元件及控制器等元件所處環(huán)境的溫升。

提供潔凈的空氣★吸氣處理

作為粉塵環(huán)境的對策，采用了離心分離+過濾分離的2級分離方式，提高了收集效率和可靠性。

★油份處理

采用高效的油氣分離器，通過離心分離、重力分離、過濾分離,三階段的油份處理，使排氣中的殘油控制在世界領(lǐng)先水平，1.6ppm以下。

1次離心分離處理

壓縮機室內(nèi)和潤滑油混合的壓縮空氣，在油霧分離器中旋轉(zhuǎn)，通過離心力進行分離。

2次處理重力分離

通過離心分離的油分沖擊油氣筒內(nèi)壁，由于重力沉積到油氣筒底部。

在油氣筒底部通過磁性過濾器除去和空氣一塊被吸入的鐵粉等微小的金屬片，

防止鐵粉劃傷過濾器。

3次處理過濾分離

采用了適合排氣量的大型油霧分離器濾芯。以纖維為主體的筒狀的濾芯，收集空氣中霧狀的潤滑油。自動單元單獨配置兩聯(lián)件、壓力表及壓力開關(guān)，當(dāng)氣路入口壓力達不到系統(tǒng)運行狀態(tài)時自動停止系統(tǒng)運行并發(fā)出報警信息。在設(shè)備明顯位置安裝氣動原理圖標(biāo)識。11）監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)針對數(shù)控機床加工過程、倉儲、物流系統(tǒng)、3D設(shè)計室和車間全局進行視頻采集規(guī)劃，規(guī)劃圖詳見監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D。監(jiān)控系統(tǒng)硬件部分選用?？低暩咔寰W(wǎng)絡(luò)球形攝像機，分別在車間兩端、四臺數(shù)控機床內(nèi)部、3D設(shè)計室和柔性生產(chǎn)線等部位布置監(jiān)控設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D12）仿真平臺建設(shè)：數(shù)字制造工廠3D仿真系統(tǒng)數(shù)字制造工廠3D漫游在線仿真系統(tǒng)包括工廠在線運行監(jiān)控和離線操作運行模式。1）在線運行監(jiān)控模式。系統(tǒng)可依據(jù)工廠實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，通過3D仿真系統(tǒng)對工廠各生產(chǎn)加工設(shè)備控制單元的實時運行狀態(tài)進行在線演示功能。能夠使培訓(xùn)學(xué)員對工廠的運行狀態(tài)和加工過程有直觀的總體了解。在演示過程中，可隨時切換現(xiàn)場場景模式，即可進行整體場景演示，也可切換放大到某一加工單元位置演示，對整個生產(chǎn)線設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控顯示。2）.離線操作運行模式。利用西門子FactorCAD平臺搭建起數(shù)字制造工廠設(shè)備布局模型，利用PlantSimulation工具對機器人和其他自動化制造系統(tǒng)之間虛擬制造，物流倉儲、傳送打包的通訊、編程、仿真和驗證分析調(diào)試。建立體倉庫單元、機器人單元、傳送單元、機床加工制造等四個單元的仿真系統(tǒng)，每個仿真單元可脫離工廠實際運行狀態(tài)獨立進行虛擬運動，編程、通訊仿真，調(diào)試和驗證分析。仿真系統(tǒng)支持與各單元仿真系統(tǒng)平臺進行數(shù)據(jù)交換，可將各單元仿真系統(tǒng)的運行狀態(tài)與整體仿真系統(tǒng)進行組合運行模擬仿真演示。同時各單元仿真系統(tǒng)可進行畫面組合切換控制，要求顯示數(shù)據(jù)必須能夠與各單元仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息同步。平臺應(yīng)用說明：本平臺涉及了工程技術(shù)（機械電子）、計算機編程技術(shù)、工程管理技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)。其中由很多專項技術(shù)可以在此平臺上得到應(yīng)用。1）數(shù)控程序開發(fā)基于數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)，實現(xiàn)總線技術(shù)控制。2）PLC應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中有多套PLC系統(tǒng)，每套PLC系統(tǒng)都有具體的控制對象，而且程序代碼開放。用戶在原有程序基礎(chǔ)上，重新設(shè)計或者優(yōu)化控制流程。3）以太網(wǎng)總線技術(shù)開發(fā)主要設(shè)備層采用的是PC機控制的，PLC配有以太網(wǎng)通訊模塊，整套系統(tǒng)是以以太網(wǎng)總線進行通訊，利用代碼開放優(yōu)勢，熟悉基本控制要素，并在此基礎(chǔ)上展開二次開發(fā)。4）系統(tǒng)程序開發(fā)程序開發(fā)量比較大，需要熟悉生產(chǎn)流程、控制流程、通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還需要一定的控制算法基礎(chǔ)。這一塊應(yīng)用開發(fā)對各單元控制要了解。5）工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)分析及人機界面等技術(shù)。網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)在自動化制造領(lǐng)域主要體現(xiàn)在遠程監(jiān)控和產(chǎn)品追蹤，對產(chǎn)品生產(chǎn)過程（加工過程運輸過程裝配過程質(zhì)量檢測過程進行數(shù)據(jù)采集，實施有效跟蹤，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行有效管控?？梢詫崿F(xiàn)具有自我意識、自我學(xué)習(xí)和自我適應(yīng)能力的智能型自動控制工廠，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率及產(chǎn)量，在問題發(fā)生前就能預(yù)知問題，從而進行改良，讓生產(chǎn)線不間斷運行，最終弱化工業(yè)生產(chǎn)中第一線人的作用，推動實現(xiàn)無人工廠。6）生產(chǎn)管理技術(shù)生產(chǎn)管理技術(shù)是管理學(xué)與技術(shù)學(xué)集成技術(shù)，是企業(yè)生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的保證。不但管理工程專業(yè)，工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生也要學(xué)習(xí)和掌握的。7）應(yīng)用訓(xùn)練：1.倉儲物料管理；2.工藝管理、工藝流程設(shè)計、BOM設(shè)計與管理；2.PMC生產(chǎn)計劃；3.決策與統(tǒng)計分析：JPH統(tǒng)計分析，生產(chǎn)日報、周報、月報、質(zhì)量分析、員工操作統(tǒng)計與分析、產(chǎn)量趨勢分析；4.訂單管理；5.電子標(biāo)簽及配送管理；系統(tǒng)功能數(shù)字化制造功能由于系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)總線技術(shù),單元控制設(shè)備(數(shù)控系統(tǒng)及PLC)可以進行控制指令及數(shù)據(jù)的傳輸,包括:G代碼下載及調(diào)用、控制指令、數(shù)控系統(tǒng)狀態(tài)信息等,實現(xiàn)數(shù)字化控制技術(shù).FANUC系統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)說明:柔性加工功能控制系統(tǒng)可以根據(jù)工藝安排,實現(xiàn)多機床柔性任務(wù)排配功能,即設(shè)置機床加工排配規(guī)則,縮短機床待機時間.或者也可以工藝拆解,每個機床完成一種工藝。具有多種決策選擇。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)功能云數(shù)據(jù)功能在該系統(tǒng)中具有海量數(shù)據(jù)信息，包括：生產(chǎn)計劃信息，作業(yè)信息，產(chǎn)品及工藝信息，各單元設(shè)備動態(tài)信息，訂單及執(zhí)行記錄信息，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息實驗內(nèi)容實習(xí)內(nèi)容：1.1切削加工工藝：銑削加工工藝原理；1.2CAD/CAM/CAPP應(yīng)用CAXA軟件應(yīng)用；1.3機械結(jié)構(gòu)分析：

倉庫結(jié)構(gòu)分析；

輸送機結(jié)構(gòu)分析；

數(shù)控結(jié)構(gòu)分析與性能比較；

機器人結(jié)構(gòu)分析；1.4專項學(xué)科研究：運動控制器應(yīng)用開發(fā)；網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)；生產(chǎn)調(diào)度決策設(shè)計開發(fā)；物流倉儲系統(tǒng)規(guī)劃控制；物料管理；工廠設(shè)備布局分析與設(shè)計評估；1.5工程實踐訓(xùn)練：

數(shù)控設(shè)備操作、編程和加工功能擴展重構(gòu)以及數(shù)控設(shè)備精度檢查及調(diào)整；

機械臂的操作、調(diào)整、編程和保養(yǎng)；

傳送帶與倉庫以及各工位之間的聯(lián)機；

工件檢驗和質(zhì)量管理

計算機網(wǎng)絡(luò)維護；

電子、電氣、氣動等的安裝；