CN113759855A - 一种面向智能工厂的分布式智能工作站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向智能工厂的分布式智能工作站，包括产品设计制造泛在感知模块、协同设计工艺规划模块、生产线制造工艺控制模块、生产计划与排程以及拓展模块，协同设计工艺规划模块包括应用层、嵌入式操作系统、硬件层驱动、硬件层，本装置实时监控生产流程，有效的控制生产全过程并优化管理，同时可提高生产率，控制劳动力成本，实现精准作业支撑、设备开放互联，满足各类数据采集、安全存取和预警要求以及整体状态数据的分析与可视化。以期降低企业车间运营成本、提高订单及时关闭率、缩短产品的生产周期、降低产品质量不良率和数据存取的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向智能工厂的分布式智能工作站。
背景技术
制造工厂如何实现工业4.0成为一个热点话题。期间，不断有专家学者、行业资深人士基于制造业实际现状提出了自己的建议和看法。其中，精益生产得到了广泛的认可。大量的行业人士认为，实现工业4.0离不开精益生产。ETO生产模式是项目型生产，是一种面向订单设计的生产类型。产品结构复杂、客户个性化需求多、生产周期长、订货多为单件或小批量等是这种生产模式的特点。随着装备制造业、机械工程配套等行业的快速发展，ETO型这种生产驱动模式越来越成为一个热点话题。项目型生产有其区别于常规生产模式的特殊性和复杂性，对项目型生产的管理也要求更加细化、更具针对性。
近年来，由于客户个性化需求逐步提高、控制交货期以及成本管控等因素的影响，各类型的产品制造都有可能需要以项目管理的方式进行生产，项目型生产模式适用范围越来越广阔，日益成为一个关注热点，我国的成套电气行业就是典型的ETO型生产模式。在这种生产特性下面，企业的管理就变得异常复杂，难点很多，主要表现在工艺离散、标准工时制定不准确，实际工时成本误差大，工时汇报机制延迟落后，与ERP脱节，生产过程中无法跟踪等等。随着制造业快速进入工业4.0时代，积极推进产品设计、制造与生产管理的信息化、数字化、精细化、自动化，研发精益化生产智能管控系统，实现成套电气行业系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革。
目前国内ETO型成套电气装配行业转型升级亟待解决的重要问题。精益化、自动化、智慧化和智能化是实现工业4.0的四个轴心，其中，精益化是其他三化的基础，精益化伴随着企业走向工业4.0的整个进程。当然，精益之路并不好走，拥有精益思维、积极采取精益行动更是难上加难。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种面向智能工厂的分布式智能工作站。
一种面向智能工厂的分布式智能工作站，包括产品设计制造泛在感知模块、协同设计工艺规划模块、生产线制造工艺控制模块、生产计划与排程以及拓展模块，所述的协同设计工艺规划模块包括应用层、嵌入式操作系统、硬件层驱动、硬件层。
作为进一步改进，所述的应用层包括交互模块、网络模块、数据管理模块、读卡模块、用户端口模块。
作为进一步改进，所述的嵌入式操作系统包括任务管理、内存管理、时间管理、信号量管理、信息队列管理、消息部件管理。
作为进一步改进，所述的硬件层驱动包括PLASH驱动、IME驱动、网络驱动、液晶驱动。
作为进一步改进，所述的产品设计制造泛在感知模块包括工厂环境监测、工厂能源监测、工厂安防系统。
有益效果：
(1)本装置实时监控生产流程，有效的控制生产全过程并优化管理，同时可提高生产率，控制劳动力成本。
(2)本装置形成统一的数据信息模型、设备开放互联，满足各类数据采集、安全存取和预警要求以及整体状态数据的分析与可视化。以期降低企业车间运营成本、提高订单及时关闭率、缩短产品的生产周期、降低产品质量不良率和数据存取的可靠性，减少了各个工序的差错率，降低了人工成本和制造成本。
(3)本装置能实现生产管理人员实时掌控生产进度，可提升劳动力利用率，降低劳动力成本，打造真正的透明化车间。
附图说明
图1是一种面向智能工厂的分布式智能工作站的总体示意图；
图2是协同设计工艺规划模块的总体示意图；
图3是协同设计工艺规划模块的具体部件示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1～3所示，一种面向智能工厂的分布式智能工作站，包括产品设计制造泛在感知模块、协同设计工艺规划模块、生产线制造工艺控制模块、生产计划与排程以及拓展模块，所述的协同设计工艺规划模块包括应用层、嵌入式操作系统、硬件层驱动、硬件层，应用层包括交互模块、网络模块、数据管理模块、读卡模块、用户端口模块，嵌入式操作系统包括任务管理、内存管理、时间管理、信号量管理、信息队列管理、消息部件管理，硬件层驱动包括PLASH 驱动、IME驱动、网络驱动、液晶驱动，产品设计制造泛在感知模块包括工厂环境监测、工厂能源监测、工厂安防系统。
使用时，智能管控平台具有制造资源信息泛在感知功能、嵌入式智能工作站的边缘数据处理功能、生产计划智能排产功能和生产进度实时反馈功能等。
鉴于成套电气装配生产和管理需求的多变性，系统体系结构、硬件和软件设计上具有良好的可扩展性，留有基于边缘计算的工作站可快速数据处理能力、基于加工工艺故障识别的机床加工即时中断功能、基于偏差传递模型的加工路径分析等拓展功能。同时系统具有良好的集成性，可以与企业上层的ERP 系统和底层车间原有的自动化系统有机融合。
1、总体框架，主界面包含:产品设计制造泛在感知模块、协同设计工艺规划模块、生产线制造工艺控制模块、生产计划与排程以及拓展模块，各模块间实现可视化数据传输。
2、自主开发基于物联网技术和嵌入式技术的智能工作站，实现制造资源泛在信息感知，自动检测加工工序、实现工艺路线的路径规划、装配机床加工过程实时管控功能模块。
针对ETO成套电气行业的装配设备较多，型号多样，生产工艺路线复杂等特性，研发基于嵌入式技术的多功能柔性工作站，建设智能产线，实现各类数据的自动采集和车间联网。
产品设计制造泛在感知模块通过感知模块将各类传感器信息融合，使产品制造系统能充分了解和认识环境，并根据产品形状做出工作路径规划，协同产品设计，能为处于不同部门、企业、地域的产品开发团队提供协同设计的环境和工具，以提高产品的开发效率，缩短产品上市周期。
协同设计工艺规划模块指计算机辅助工艺规划，通过向计算机输入被加工零件的原始数据，加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码，编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片的过程，借助计算机图形学、工程数据库以及专家系统等计算机科学技术来实现的，计算机辅助工艺规划常是联结计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的桥梁，实现工艺路线的路径规划。
生产线制造工艺控制模块可对所装配机床加工过程实时管控。
生产计划与排程以及拓展模块可实现自动检测加工工序、加工工艺过程和加工计划的编排及完成情况，便于工作人员进行检查和核对。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)
1.一种面向智能工厂的分布式智能工作站，其特征在于，包括产品设计制造泛在感知模块、协同设计工艺规划模块、生产线制造工艺控制模块、生产计划与排程以及拓展模块，所述的协同设计工艺规划模块包括应用层、嵌入式操作系统、硬件层驱动、硬件层。
2.根据权利要求1所述的一种面向智能工厂的分布式智能工作站，其特征在于，所述的应用层包括交互模块、网络模块、数据管理模块、读卡模块、用户端口模块。
3.根据权利要求1所述的一种面向智能工厂的分布式智能工作站，其特征在于，所述的嵌入式操作系统包括任务管理、内存管理、时间管理、信号量管理、信息队列管理、消息部件管理。
4.根据权利要求1所述的一种面向智能工厂的分布式智能工作站，其特征在于，所述的硬件层驱动包括PLASH驱动、IME驱动、网络驱动、液晶驱动。
5.根据权利要求1所述的一种面向智能工厂的分布式智能工作站，其特征在于，所述的产品设计制造泛在感知模块包括工厂环境监测、工厂能源监测、工厂安防系统。
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