CN106774211A - 一种直线型工业4.0实训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直线型工业4.0实训系统，由管理层、系统层、控制层、网络层、执行层组成。本发明的实训系统设备可根据客户要求自主选择原材料进行加工、检测、组装、运输等，加工装配过程中也自动根据不同的产品选择不同的工艺，体现了先进的生产制造理念，使生产线“智能化”。可以实现多批次小批量的生产。
Description
技术领域
本发明涉及工业4.0实训智能工厂，具体涉及一种直线型工业4.0实训系统。
背景技术
目前，德国政府提出工业4.0(Industrie 4.0)，中国也提出了《中国制造2025》，叫法不同，但目的一致。都是新一代工业革命性技术的研发与创新。具体是通过物联网和互联网实现物与物、机器与机器、机器与人的数据信息交流、交互，构建信息物理系统，实现工厂的智能化生产。在全球都要进入的这样一个时代，人才培养也需要跟随时代的发展。开展工业4.0培训，培养具有先进的生产制造技术及系统知识，符合现代社会需求的人才，已成为新形式下的迫切需求。工业4.0培训是一个集机、电、气控制系统于一体，信息网络系统融入其中展现未来工业发展趋势的综合性实训平台。目前市面上很难找到针对工业4.0技术培训的标准实训设备。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种直线型工业4.0实训系统。
本发明采用的技术方案是：一种直线型工业4.0实训系统，由管理层、系统层、控制层、网络层、执行层组成；
管理层：主要包括MVCloud、手机APP、电脑客户端、网页，是接收客户客制化订单的端口，同时也是管理者和系统交互的窗口；
系统层：由MES、SCADA、ERP组成；负责将收集到的订单进行转化分解，便于进货、运输和安排生产；实时对产线数据收集与监控、进行设备管理；
控制层，主要由直接控制设备的PLC可编程逻辑控制器、工业计算机组成；将生产信息转化为设备能操作的各种具体控制指令；
网络层：由无线Wife通讯、RFID、现场总线、以太网组成；是设备与设备，设备与MES、设备与人沟通的桥梁；用于各种信息的传送；
执行层：即设备本体，包括控制系统及与所述控制系统信号连接的机械组件，所述控制系统包括MES系统模块、移动终端及子控模块，所述MES系统模块负责组织协调所述机械组件进行生产，并实时监测所述机械组件生产状态；所述移动终端用于通过无线网络使用安装于所述移动终端的操作软件向机械组件发送生产指令；所述子控模块为控制完成机械组件各生产功能的PLC程序。
进一步地，所述机械组件包括MES电子大屏、智能立体仓库、预留工位、机器人工作站、智能加工工作站、智能视觉工作站、自分拣工作站、信息化手动工作台；所述预留工位设置在智能立体仓库的右侧；所述机器人工作站设置在预留工位的右侧；所述智能加工工作站设置在机器人工作站的右侧；所述智能视觉工作站设置在智能加工工作站的右侧；所述自分拣工作站设置在智能视觉工作站的右侧；所述MES电子大屏和信息化手动工作台分别电性连接智能加工工作站。
更进一步地，所控制系统的软件包括：
系统控制软件：负责组织协调各模块进行生产，并随时监测各模块状态；
手机App软件：主要用于通过无线网络使用手机App向生产系统下订单，实时获取生产线信息；
各模块单独的控制系统：为控制完成各模块生产功能的PLC程序；
通过控制系统软件的操作，能进行手机APP下订单，托盘自动出库、自动化搬运、机器人零件装配、物流输送、加工、检测、不良排出、良品入库的一系列生产过程。
更进一步地，所述MES系统模块包括无线网络，所述MES系统模块通过无线网络与所述移动终端无线网络连接。
更进一步地，所述移动终端为手机、平板电脑、智能穿戴设备或笔记本电脑。
本发明的优点：
本发明的实训系统设备可根据客户要求自主选择原材料进行加工、检测、组装、运输等，加工装配过程中也自动根据不同的产品选择不同的工艺，体现了先进的生产制造理念，使生产线“智能化”。可以实现多批次小批量的生产。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的一种直线型工业4.0实训系统结构框图；
图2是本发明的一种直线型工业4.0实训系统的机械组件结构图。
附图标记：
1为MES系统电子大屏、2为智能立体仓库、3为预留工位、4为机器人工作站、5为智能加工工作站、6为智能视觉工作站、7为自分拣工作站、8为信息化手动工作台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1，如图1所示的一种直线型工业4.0实训系统，由管理层、系统层、控制层、网络层、执行层组成；
管理层：主要包括MVCloud、手机APP、电脑客户端、网页，是接收客户客制化订单的端口，同时也是管理者和系统交互的窗口；
系统层：由MES、SCADA、ERP组成；负责将收集到的订单进行转化分解，便于进货、运输和安排生产；实时对产线数据收集与监控、进行设备管理；
控制层，主要由直接控制设备的PLC可编程逻辑控制器、工业计算机组成；将生产信息转化为设备能操作的各种具体控制指令；比如：立体仓库去取原材料、输送线启动/停止、机器人上下料加工等等，都是根据订单的需要而在合适的时间进行的。
网络层：由无线Wife通讯、RFID、现场总线、以太网组成；是设备与设备，设备与MES、设备与人沟通的桥梁；用于各种信息的传送；
执行层：即设备本体，包括控制系统及与所述控制系统信号连接的机械组件，所述控制系统包括MES系统模块、移动终端及子控模块，所述MES系统模块负责组织协调所述机械组件进行生产，并实时监测所述机械组件生产状态；所述移动终端用于通过无线网络使用安装于所述移动终端的操作软件向机械组件发送生产指令；所述子控模块为控制完成机械组件各生产功能的PLC程序。
所控制系统的软件包括：
系统控制软件：负责组织协调各模块进行生产，并随时监测各模块状态；
手机App软件：主要用于通过无线网络使用手机App向生产系统下订单，实时获取生产线信息；
各模块单独的控制系统：为控制完成各模块生产功能的PLC程序。
通过控制系统软件的操作，能进行手机APP下订单，托盘自动出库、自动化搬运、机器人零件装配、物流输送、加工、检测、不良排出、良品入库的一系列生产过程。
所述MES系统模块包括无线网络，所述MES系统模块通过无线网络与所述移动终端无线网络连接。
所述移动终端为手机、平板电脑、智能穿戴设备或笔记本电脑。
工作过程如下：
消费者可通过手机APP、网络，根据自己喜好的形状和颜色进行选配并生成订单。
该订单形成后将被传送到后台智能生产管理系统中，系统进行库存物料的查询和准备，同时根据智能工厂生产情况安排生产计划。
生产计划安排好后，智能生产管理系统中的MES(制造执行系统)会根据接收到生产订单的信息(图案、信息、数量)分配给底层设备形成生产任务，命令其按照订单信息生产；所有设备都由MES系统实时监控，通过无线网络技术构建工业物联网，连接大数据平台，采集设备的运行状况，分析当前的健康度和运行的趋势，以便提前发现问题，以减少设备宕机的时间，提高设备的运行效率。整个生产过程无人干涉，实现柔性生产。
客户可通过网络、手机APP等终端随时访问云服务器，查看订单的状态，追踪整个订单的进度。在生产现场，智能工厂配备电子看板，可以显示整个产线的生产状态，包括各台设备的运行，原料消耗情况，订单完成情况等等。
当生产线上的所有设备被检测到有问题或者预测到有问题就会自动停止生产，系统发出报警并智能分析故障原因，提示人员如何对设备进行检修。
工件经过装配、加工、检测、分拣等工序后成为合格成品，最后运回仓库储存。是一个真实的工厂生产过程。
参考2，如图2所示的所述机械组件包括MES电子大屏1、智能立体仓库2、预留工位3、机器人工作站4、智能加工工作站5、智能视觉工作站6、自分拣工作站7、信息化手动工作台8；所述预留工位3设置在智能立体仓库2的右侧；所述机器人工作站4设置在预留工位3的右侧；所述智能加工工作站5设置在机器人工作站4的右侧；所述智能视觉工作站6设置在智能加工工作站5的右侧；所述自分拣工作站7设置在智能视觉工作站6的右侧；所述MES电子大屏1和信息化手动工作台8分别电性连接智能加工工作站5。通过控制软件的操作，可进行手机APP下订单，托盘自动出库、自动化搬运、机器人零件装配、物流输送、加工、检测、不良排出、良品入库等一系列生产过程。
该套设备尽可能多的将工业现场中的先进技术集成进来，帮助学生在学校就可以学习和实践所学的专业知识与技能。将工业4.0的生产思想融入其中，体现未来工业4.0时代的特点，使学生提前感受到先进制造的理念。构建工业4.0的核心基础—信息物理系统，搭建工业通信网、物联网与Internet互通的网络系统，表达未来工业4.0生产与生活的变化。
本发明的实训系统设备可根据客户要求自主选择原材料进行加工、检测、组装、运输等，加工装配过程中也自动根据不同的产品选择不同的工艺，体现了先进的生产制造理念，使生产线“智能化”。可以实现多批次小批量的生产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种直线型工业4.0实训系统，其特征在于，由管理层、系统层、控制层、网络层、执行层组成；
管理层：主要包括MVCloud、手机APP、电脑客户端、网页，是接收客户客制化订单的端口，同时也是管理者和系统交互的窗口；
系统层：由MES、SCADA、ERP组成；负责将收集到的订单进行转化分解，便于进货、运输和安排生产；实时对产线数据收集与监控、进行设备管理；
控制层，主要由直接控制设备的PLC可编程逻辑控制器、工业计算机组成；将生产信息转化为设备能操作的各种具体控制指令；
网络层：由无线Wife通讯、RFID、现场总线、以太网组成；是设备与设备，设备与MES、设备与人沟通的桥梁；用于各种信息的传送；
执行层：即设备本体，包括控制系统及与所述控制系统信号连接的机械组件，所述控制系统包括MES系统模块、移动终端及子控模块，所述MES系统模块负责组织协调所述机械组件进行生产，并实时监测所述机械组件生产状态；所述移动终端用于通过无线网络使用安装于所述移动终端的操作软件向机械组件发送生产指令；所述子控模块为控制完成机械组件各生产功能的PLC程序。
2.根据权利要求1所述的直线型工业4.0实训系统，其特征在于，所述机械组件包括MES电子大屏(1)、智能立体仓库(2)、预留工位(3)、机器人工作站(4)、智能加工工作站(5)、智能视觉工作站(6)、自分拣工作站(7)、信息化手动工作台(8)；所述预留工位(3)设置在智能立体仓库(2)的右侧；所述机器人工作站(4)设置在预留工位(3)的右侧；所述智能加工工作站(5)设置在机器人工作站(4)的右侧；所述智能视觉工作站(6)设置在智能加工工作站(5)的右侧；所述自分拣工作站(7)设置在智能视觉工作站(6)的右侧；所述MES电子大屏(1)和信息化手动工作台(8)分别电性连接智能加工工作站(5)。
3.根据权利要求1所述的直线型工业4.0实训系统，其特征在于，所控制系统的软件包括：
系统控制软件：负责组织协调各模块进行生产，并随时监测各模块状态；
手机App软件：主要用于通过无线网络使用手机App向生产系统下订单，实时获取生产线信息；
各模块单独的控制系统：为控制完成各模块生产功能的PLC程序；
通过控制系统软件的操作，能进行手机APP下订单，托盘自动出库、自动化搬运、机器人零件装配、物流输送、加工、检测、不良排出、良品入库的一系列生产过程。
4.根据权利要求1所述的直线型工业4.0实训系统，其特征在于，所述MES系统模块包括无线网络，所述MES系统模块通过无线网络与所述移动终端无线网络连接。
5.根据权利要求1所述的直线型工业4.0实训系统，其特征在于，所述移动终端为手机、平板电脑、智能穿戴设备或笔记本电脑。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |