CN115689094A - 一种智能生产系统与生产资源管理调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能生产系统与生产资源管理调度方法，系统包括：服务器、通信模块、移动机器人、移动机器人快速更换装置、末端执行器、工作机器、夹具、充电桩、料仓、机械臂及二维码模块；服务器包括位置信息模块、工作机器状态管理模块、移动机器人状态管理模块、充电桩资源状态管理模块、末端执行器资源状态管理模块、资源调度模块、交通管制模块、显示模块及网络通信模块；本发明可以根据工作任务、工作机器状态和移动机器人状态综合判断是否需要使用移动机器人快速更换装置，进而可以快速更换末端执行器，提高生产效率，本发明可广泛应用于智能生产领域。

Description

一种智能生产系统与生产资源管理调度方法

技术领域

本发明涉及智能生产技术领域，尤其是一种智能生产系统与生产资源管理调度方法。

背景技术

在生产制造场景中，往往有多台工作机器，包括生产机器和检测机器，组装机器，包装机器等，被生产物料在生产线中，无论从加工还是组装等工艺中都存在形态转换，也即形态变化。随着移动机器人的推广，生产线有可能通过单台或者多台移动机器人，来完成生产线的操作，主要工作就是上下料，把不同工序后的物料串联到不同的工作机器中，以完成生产及检测等工序。不同的工作机器和不同的形态物料，这里存在需要多种变量匹配的问题，同时移动机器人的移动特性，导致更换不同的末端执行器才可以有效地解决多工位多工序多物料的问题，如通过操作人员给移动机器人更换末端执行器，则机器人的移动性和适配性则依赖于人的更换效率，从而使得生产效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种可以提高更换末端执行器效率的智能生产系统与生产资源管理调度方法。

本发明实施例的一方面提供了一种智能生产系统，包括：

服务器、通信模块、移动机器人、移动机器人快速更换装置、末端执行器、工作机器、夹具、充电桩、料仓、机械臂及二维码模块；

其中，所述服务器包括位置信息模块、工作机器状态管理模块、移动机器人状态管理模块、充电桩资源状态管理模块、末端执行器资源状态管理模块、资源调度模块、交通管制模块、显示模块及网络通信模块；

所述位置信息模块，用于采集生产资源的位置信息及所述移动机器人经过路径的路况信息，所述生产资源包括所述移动机器人、移动机器人快速更换装置、末端执行器、工作机器、夹具、充电桩、料仓及机械臂；

所述工作机器状态管理模块，用于管理所有工作机器的类型、记录与其绑定的工件信息和工序信息及记录所有工作机器的最新状态信息；

所述移动机器人状态管理模块，用于管理所述移动机器人的类型、收集并记录所述移动机器人的位置信息和所述移动机器人的最新状态信息；

所述充电桩资源状态管理模块，用于管理所述充电桩的类型、记录与其绑定的移动机器人信息和充电记录信息，及记录所述充电桩的最新状态信息；

所述末端执行器资源状态管理模块，用于管理所述末端执行器的类型、记录与其绑定的工件信息以及工序信息，及记录所述末端执行器的最新状态信息；

所述资源调度模块，用于分类管理不同工件的工序；所述交通管制模块，用于根据所述位置信息模块采集到的所述机器人经过路径的路况信息，按照设定的通行优先级别执行通行调度；所述显示模块用于显示所述移动机器人的位置状态和所有所述生产资源的状态和使用情况；

所述移动机器人通过设置于其内部的第一通信模块与所述服务器中的网络通信模块进行数据通信交互；

所述机械臂通过设置于其内部的第二通信模块与所述服务器中的网络通信模块进行数据通信交互；

所述移动机器人包括装有所述机械臂的复合机器人，所述复合机器人的机械臂上装有所述移动机器人快速更换装置；所述移动机器人快速更换装置用于更换所述机械臂上的末端执行器；

所述夹具用于夹持待生产工件；所述充电桩用于为所述移动机器人充电；所述料仓用于存放所述待生产工件和已经完工的工件；所述二维码模块用于标注所述工作机器和所述料仓。

本发明实施例的另一方面还提供了一种生产资源管理调度方法，包括：

将处于闲置状态的工作机器与料仓中的待生产工件进行匹配；

通过末端执行器资源状态管理模块确定与所述待生产工件匹配的末端执行器，并通过移动机器人状态管理模块确定与所述末端执行器匹配且处于闲置状态的移动机器人；

根据所述待生产工件、末端执行器及所述移动机器人生产工单任务；

通过资源调度模块将所述工单任务指派给所述移动机器人。

优选地，还包括：

控制所述移动机器人前往含有所述待生产工件的料仓，所述移动机器人转为第一工作状态，所述移动机器人到达所述料仓的时间记为第一工作时间；

控制所述移动机器人将所述待生产工件从所述含有所述待生产工件的料仓中夹持出来，所述移动机器人转为第二工作状态，所述移动机器人成功夹持所述待生产工件的时间记为第二工作时间；

控制所述移动机器人前往所述工作机器，所述移动机器人转为第三工作状态，所述移动机器人到达所述工作机器的时间记为第三工作时间。

优选地，还包括：

接收所述工作机器发送的所述移动机器人的第一到位信号；

向所述工作机器发送开门信号，以供所述移动机器人将所述待生产工件移交给所述工作机器，所述工作机器转为第四工作状态，所述移动机器人将所述待生产工件移交给所述工作机器的时间记为第四工作时间。

优选地，还包括：

在所述工作机器夹持所述待生产工件后，接收所述工作机器发送的所述待生产工件的第二到位信号；

向所述移动机器人发送驶出信号，以供所述移动机器人驶出所述工作机器的工作空间并前往执行下一个工单任务。

优选地，还包括：

控制所述移动机器人前往充电桩充电；

或，

若所述移动机器人当前电量足够其执行下一个工单任务后再前往充电桩，则控制所述移动机器人执行下一个工单任务。

优选地，还包括：

若所述移动机器人途径指定的关键位置，则通过交通管制模块按照设定的通行优先级别执行通行调度。

优选地，还包括：

通过显示模块显示所述移动机器人的位置状态所有所述生产资源的状态和使用情况。

本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器执行所述程序实现上述的方法。

本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现上述的方法。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述的方法。

本发明的智能生产系统包括：服务器、通信模块、移动机器人、移动机器人快速更换装置、末端执行器、工作机器、夹具、充电桩、料仓、机械臂及二维码模块；其中，服务器包括位置信息模块、工作机器状态管理模块、移动机器人状态管理模块、充电桩资源状态管理模块、末端执行器资源状态管理模块、资源调度模块、交通管制模块、显示模块及网络通信模块；本发明可以根据工作任务、工作机器状态和移动机器人状态综合判断是否需要使用移动机器人快速更换装置、是否需要其它移动机器人接替工作，通过综合判断，需要多台移动机器人完成任务时，可向其它移动机器人发送工作指令。其它移动机器人可对该工作指令进行响应，进而可通过多台移动机器人，多个移动机器人快速更换装置协同多台工作机器工作来完成对应的生产任务，从而实现快速更换末端执行器，助力生产任务快速高效完成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种智能生产系统的系统框架图；

图2为本发明实施例提供的一种智能生产系统中各个装置或部件通信连接的示意框架图；

图3为本发明实施例提供的一种带有机械臂的移动机器人的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种装载检测传感器系统的移动机器人的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于运输的移动机器人的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种二维码定位工件的竖直二维码工件定位示意图；

图7为本发明实施例提供的一种二维码定位工件的平行二维码工件定位示意图；

图8为本发明实施例提供的一种生产资源管理调度方法的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种生产现场示意图；

图10为本发明实施例提供的一种生产资源管理调度方法的示例流程图；

图11为本发明实施例提供的一种生产资源管理调度装置的结构框图。

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。

参照图1，本发明实施例提供了一种智能生产系统，具体包括：服务器(1)、通信模块(2)、移动机器人(3)、移动机器人快速更换装置(4)、末端执行器(5)、工作机器(6)、夹具(7)、料仓(8)、充电桩(9)、机械臂(10)及二维码模块(11)。其中，根据实际生产情况本发明的智能生产系统可以投入多个不同的移动机器人(3)，与之相对的，本发明的智能生产系统中，与移动机器人(3)配套协作工作的其余部件或装置也可以包括多个。

上述的服务器(1)可以包括位置信息模块(1-1)、工作机器状态管理模块(1-2)、移动机器人状态管理模块(1-3)、充电桩资源状态管理模块(1-4)、末端执行器资源状态管理模块(1-5)、资源调度模块(1-6)、交通管制模块(1-7)、显示模块(1-8)、网络通信模块(1-9)。

参照图2，本发明实施例提供了一种智能生产系统中各个装置或部件通信连接的示意框架图。移动机器人(3)、机械臂(10)内部设有通信模块(2)，通过网络通信模块(1-9)的网络通信协议与服务器(1)进行数据通信交互。移动机器人快速更换装置(4)、末端执行器(5)、工作机器(6)、夹具(7) 、料仓(8)、充电桩(9)由于内部可以包括I/0数字信号，因此需要信号采集模块，将数字信号采集并转换成网络协议与服务器(1)进行数据通信交互。

工作机器状态管理模块(1-2)对所有与本发明的智能生产系统通信的工作机器进行功能属性、适配加工的工件信息、对应的工序进行记录及维护。移动机器人状态管理模块(1-3)对所有与本发明的智能生产系统通信的移动机器人进行功能属性、适配加工的工件信息、对应的工序进行记录及维护。末端执行器资源状态管理模块(1-5)对所有与本发明的智能生产系统通信的末端执行器进行功能属性、适配加工的工件信息、对应的工序进行记录及维护。

位置信息模块(1-1)可以用于采集生产资源的位置信息，包括位置状态，供其他模块调用，另外，位置信息模块(1-1)还可以用于采集生产场地的关键位置信息，关键位置包括：路口、单行道、电梯等。当移动机器人在生产场地中上述的关键位置相遇，则可以通过交通管制模块（1-7)仲裁按照通行优先级别执行通行调度。

生产资源可以包括：移动机器人(3)、移动机器人快速更换装置(4)、末端执行器(5)、工作机器(6)、夹具(7) 、料仓(8)、充电桩(9)、机械臂(10)。每种类型的生产资源都可以单独编号管理，并且可以具有匹配和闲置两种使用情况。

工作机器包括有：数控加工设备、质量检测设备，传送带、电梯、自动门、空调、照明系统、警报系统。

工作机器(6)、末端执行器(5) 、料仓(8)、充电桩(9)、机械臂(10)的位置信息可以通过移动机器人(3)建图并标注出来。

工作机器状态管理模块(1-2)可以用于管理所有工作机器(6)的类型、记录与其绑定的工件信息以及工序信息、记录所有工作机器的最新状态信息。

工作机器状态管理模块(1-2)中设计的工作机器状态包括：闲置状态、作业状态、暂停状态、停机状态、维修状态、故障状态。

移动机器人状态管理模块(1-3)可以用于管理所有移动机器人(3)的类型、收集记录所有移动机器人(3)的位置信息及移动机器人(3)的最新状态信息。

移动机器人状态管理模块(1-3)中设计的移动机器人(3)状态包括：闲置状态、作业状态、移动状态、停机状态、维修状态、充电状态、故障状态。

充电桩资源状态管理模块(1-4)可以用于管理所有充电桩(9)的类型、记录与其绑定的移动机器人信息以及充电记录信息、记录所有充电桩(9)的最新状态信息。

充电桩资源状态管理模块(1-4)中设计的充电桩(9)状态包括：闲置状态、作业状态、故障状态。

末端执行器资源状态管理模块(1-5)：用于管理所有末端执行器(5)的类型、记录与其绑定的工件信息以及工序信息、记录所有末端执行器(5)的最新状态信息。

末端执行器资源状态管理模块(1-5)中设计的末端执行器(5)状态包括：闲置状态、挂载状态、夹持状态、卸载状态、故障状态。

参照图3，本发明实施例提供了一种带有机械臂的移动机器人的结构示意图；参照图4，本发明实施例提供了一种装载检测传感器系统的移动机器人的结构示意图；参照图5，本发明实施例提供了一种用于运输的移动机器人的结构示意图。

具体的，移动机器人(3)可以分为带机械臂的移动机器人和不带机械臂的移动机器人，带机械臂的移动机器人是一种通过装载机械臂到移动机器人上通过机械臂执行具体工作的复合机器人，不带机械臂的移动机器人分为物料运输机器人和质量检测机器人，质量检测机器人是通过移动机器人上传感器系统对工件进行质量检测的机器人，本发明的智能生产系统可以根据不同类型的移动机器人进行属性分类管理。

带机械臂的复合机器人的机械臂上装有移动机器人快速更换装置；移动机器人快速更换装置用于快速更换机械臂末端执行器；其中移动机器人快速更换装置是一种用于机械臂末端快换装置，可以包括有电磁式、电机驱动式、机械式、气动式。

参照图6，本发明实施例提供了一种二维码定位工件的竖直二维码工件定位示意图；参照图7，本发明实施例提供了一种二维码定位工件的平行二维码工件定位示意图。

具体的，带机械臂的复合机器人的机械臂上装有摄像头(3-3)，摄像头(3-3)可以用于二维码定位工件作用；二维码定位包括有平行放置二维码和竖直放置二维码两种方式；平行放置二维码是指二维码与生产现场地面相对位置是处于平行状态；竖直放置二维码是指二维码与生产现场地面相对位置是处于垂直状态；二维码通过电子屏幕实时动态显示或通过打印张贴到二维码模块(11)上；二维码模块(11)可以张贴或紧固安装到工作机器(6)、料仓(8)、机械臂(10)上。

移动机器人的类别与生产工件信息、工件工序进行记录管理；末端执行器与生产工件信息，工件工序进行记录管理。

通信模块可以包括信号采集模块、有线网络通信模块，无线网络通信模块；信号采集模块是对I/O数字信号进行采集的模块。

资源调度模块设计有工单管理模块；工单管理模块可以根据不同工件运输、上下料、检测、装配、包装、存放等工序进行分类管理。工单可以包括：工作机器类型和位置信息、所需移动机器人的类型、末端执行器的类型、实时生产中的工件信息及工序、料仓的位置信息。

显示模块可以在计算机显示界面显示所有生产资源的状态和使用情况，示例如：完成数量、各个工序的周期等，还可以显示每台移动机器人的位置状态。

参照图8，本发明实施例提供了一种生产资源管理调度方法，具体可以包括以下：

步骤S100：将处于闲置状态的工作机器与料仓中的待生产工件进行匹配。

步骤S110：通过末端执行器资源状态管理模块确定与所述待生产工件匹配的末端执行器，并通过移动机器人状态管理模块确定与所述末端执行器匹配且处于闲置状态的移动机器人。

步骤S120：根据所述待生产工件、末端执行器及所述移动机器人生产工单任务。

步骤S130：通过资源调度模块将所述工单任务指派给所述移动机器人。

进一步，本发明的生产资源管理调度方法还可以包括以下步骤：

步骤S141：控制移动机器人前往含有待生产工件的料仓，移动机器人转为第一工作状态，移动机器人到达料仓的时间记为第一工作时间。

步骤S142：控制移动机器人将待生产工件从含有待生产工件的料仓中夹持出来，移动机器人转为第二工作状态，移动机器人成功夹持待生产工件的时间记为第二工作时间。

步骤S143：控制移动机器人到达工作机器，移动机器人转为第三工作状态，移动机器人到达工作机器的时间记为第三工作时间。

步骤S151：接收工作机器发送的移动机器人的第一到位信号。

步骤S152：向工作机器发送开门信号，以供移动机器人将待生产工件移交给工作机器，工作机器转为第四工作状态，移动机器人将待生产工件移交给工作机器的时间记为第四工作时间。

步骤S161：在工作机器夹持待生产工件后，接收工作机器发送的待生产工件的第二到位信号。

步骤S162：向移动机器人发送驶出信号，以供移动机器人驶出工作机器的工作空间并前往执行下一个工单任务。

步骤S171：控制移动机器人前往充电桩充电；或，步骤S172：若移动机器人当前电量足够其执行下一个工单任务后再前往充电桩，则控制移动机器人执行下一个工单任务。

为了更详细描述本发明，接下来将以具体实例说明本发明的实际应用过程。

参照图9，本发明实施例提供了一种生产现场示意图，参照图10，本发明实施例提供了一种生产资源管理调度方法的示例流程图。

具体的，本发明的实际应用场景可以包括以下：

A)基于工件工序等信息，本发明的智能生产系统实时查询处于闲置状态的工作机器(6)，查询料仓(8)内是否存在合适匹配的待生产工件，若是则将工作机器(6)与待生产工件信息匹配，若否则转预备状态。

B)基于已匹配的工件工序等信息，本发明的智能生产系统通过末端执行器资源状态管理模块(1-5)查询是否有与待生产工件匹配的末端执行器(5)，若是则通过移动机器人状态管理模块(1-3)查询具有匹配末端执行器的移动机器人是否闲置状态，若是则将工作机器(6)，料仓(8)中的待生产工件，移动机器人(3)三者匹配起来，生成工单任务。

C)通过资源调度模块(1-6)的工单功能指派工单任务给已匹配的移动机器人(3)后，前往料仓(8)获取待生产工件，转第一工作状态，记录第一工作时间。

D)移动机器人(3)夹取待生产工件后，转第二工作状态，记录第二工作时间。

E)移动机器人(3)到达工作机器(6)后，转第三工作状态，记录第三工作时间。

F)工作机器(6)根据移动机器人(3)到位信号发送到服务器(1)后，服务器(1)发送开门信号给工作机器(6)，工作机器(6)转第四工作状态，记录第四工作时间。

G)工作机器(6)成功夹持待生产工件后，发送到位信号到服务器(1)，服务器(1)发送信号给移动机器人(3)，移动机器人(3)行驶出工作机器(6)的工作空间，并前往下一个工作任务，工单任务包括有到充电桩(9)充电或到其他工作机器(6)执行工作任务。

当移动机器人(3)前往充电桩(9)时，转闲置状态。当移动机器人(3)在满足预设条件时，则执行下一个工作任务，如前往其他工作机器(6)执行工作任务；预设条件是移动机器人(3)的当前电量满足移动机器人(3)执行下一个工作任务并且到充电桩(9)执行充电任务；此时，移动机器人(3)转回第一工作状态，具体可以包括如下：

H)工作机器(6)完成待生产工件后，发送完成信号给服务器(1)，服务器(1)基于已匹配的工件工序等信息，本发明的智能生产系统通过末端执行器资源状态管理模块(1-5)查询是否有与待生产工件匹配的末端执行器(5)，是则通过移动机器人状态管理模块(1-3)查询具有匹配末端执行器(5)的移动机器人是否闲置状态，是则将工作机器(6)，料仓(8)待生产工件，移动机器人(3)三者匹配起来，生成工单任务。

I)通过资源调度模块(1-6)的工单功能指派工单任务给已匹配的移动机器人(3)后前往料仓(8)取待生产工件，移动机器人(3)转第一工作状态，记录第一工作时间。

J)移动机器人(3)将所述待生产工件从料仓(8)中夹持出来，移动机器人转为第二工作状态，移动机器人成功夹持所述待生产工件的时间记为第二工作时间；

K)移动机器人(3)前往所述工作机器(6)，移动机器人(3)转为第三工作状态，移动机器人(3)到达工作机器(6)的时间记为第三工作时间。

L)工作机器(6)根据移动机器人(3)到位信号发送到服务器(1)后，服务器(1)发送开门信号给工作机器(6)，工作机器(6)转第四工作状态，记录第四工作时间。

M)移动机器人(3)夹取工作机器(6)内已经完成工序的生产工件后，转第五工作状态，记录第五工作时间。

N)移动机器人(3)放置待生产工件到工作机器(6)，转第六工作状态，记录第六工作时间。

O)工作机器(6)成功夹持生产所述待生产工件后，发送到位信号到服务器(1)，服务器(1)发送信号给移动机器人(3)，移动机器人(3)行驶出工作机器(6)的工作空间，并前往料仓(8)，移动机器人(3)转第一工作状态，记录第一工作时间。

P)移动机器人(3)到达料仓(8)后，放置已经完成工序的生产工件转第二工作状态，记录第二工作时间。

Q)移动机器人(3)在生产场地的关键位置，如路口、单行道、电梯等相遇时，则通过交通管制模块(1-7)仲裁按照通行优先级别模块来执行通行调度。

R)在计算机显示界面显示所有生产资源的状态和使用情况，示例如：完成数量、各个工序的周期等，还可以显示每台移动机器人(3)的位置状态。

参照图11，本发明实施例提供了一种生产资源管理调度装置，包括：

第一匹配单元，用于将处于闲置状态的工作机器与料仓中的待生产工件进行匹配；

第二匹配单元，用于通过末端执行器资源状态管理模块确定与所述待生产工件匹配的末端执行器，并通过移动机器人状态管理模块确定与所述末端执行器匹配且处于闲置状态的移动机器人；

工单生产单元，用于根据所述待生产工件、末端执行器及所述移动机器人生产工单任务；

工单指派单元，用于通过资源调度模块将所述工单任务指派给所述移动机器人。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图8所示的方法。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置）、便携式计算机盘盒（磁装置）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器）、光纤装置以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种智能生产系统，其特征在于，包括：服务器、通信模块、移动机器人、移动机器人快速更换装置、末端执行器、工作机器、夹具、充电桩、料仓、机械臂及二维码模块；

其中，所述服务器包括位置信息模块、工作机器状态管理模块、移动机器人状态管理模块、充电桩资源状态管理模块、末端执行器资源状态管理模块、资源调度模块、交通管制模块、显示模块及网络通信模块；

所述位置信息模块，用于采集生产资源的位置信息及所述移动机器人经过路径的路况信息，所述生产资源包括所述移动机器人、移动机器人快速更换装置、末端执行器、工作机器、夹具、充电桩、料仓及机械臂；

所述工作机器状态管理模块，用于管理所有工作机器的类型、记录与其绑定的工件信息和工序信息及记录所有工作机器的最新状态信息；

所述移动机器人状态管理模块，用于管理所述移动机器人的类型、收集并记录所述移动机器人的位置信息和所述移动机器人的最新状态信息；

所述充电桩资源状态管理模块，用于管理所述充电桩的类型、记录与其绑定的移动机器人信息和充电记录信息，及记录所述充电桩的最新状态信息；

所述末端执行器资源状态管理模块，用于管理所述末端执行器的类型、记录与其绑定的工件信息以及工序信息，及记录所述末端执行器的最新状态信息；

所述资源调度模块，用于分类管理不同工件的工序；

所述交通管制模块，用于根据所述位置信息模块采集到的所述机器人经过路径的路况信息，按照设定的通行优先级别执行通行调度；

所述显示模块用于显示所述移动机器人的位置状态和所有所述生产资源的状态和使用情况；

所述移动机器人通过设置于其内部的第一通信模块与所述服务器中的网络通信模块进行数据通信交互；

所述机械臂通过设置于其内部的第二通信模块与所述服务器中的网络通信模块进行数据通信交互；

所述移动机器人包括装有所述机械臂的复合机器人，所述复合机器人的机械臂上装有所述移动机器人快速更换装置；所述移动机器人快速更换装置用于更换所述机械臂上的末端执行器；

所述夹具用于夹持待生产工件；所述充电桩用于为所述移动机器人充电；所述料仓用于存放所述待生产工件和已经完工的工件；所述二维码模块用于标注所述工作机器和所述料仓。

2.一种生产资源管理调度方法，其特征在于，包括：

将处于闲置状态的工作机器与料仓中的待生产工件进行匹配；

通过末端执行器资源状态管理模块确定与所述待生产工件匹配的末端执行器，并通过移动机器人状态管理模块确定与所述末端执行器匹配且处于闲置状态的移动机器人；

根据所述待生产工件、末端执行器及所述移动机器人生产工单任务；

通过资源调度模块将所述工单任务指派给所述移动机器人。

3.根据权利要求2所述的一种生产资源管理调度方法，其特征在于，还包括：

控制所述移动机器人前往含有所述待生产工件的料仓，所述移动机器人转为第一工作状态，所述移动机器人到达所述料仓的时间记为第一工作时间；

控制所述移动机器人将所述待生产工件从所述含有所述待生产工件的料仓中夹持出来，所述移动机器人转为第二工作状态，所述移动机器人成功夹持所述待生产工件的时间记为第二工作时间；

控制所述移动机器人前往所述工作机器，所述移动机器人转为第三工作状态，所述移动机器人到达所述工作机器的时间记为第三工作时间。

4.根据权利要求3所述的一种生产资源管理调度方法，其特征在于，还包括：

接收所述工作机器发送的所述移动机器人的第一到位信号；

向所述工作机器发送开门信号，以供所述移动机器人将所述待生产工件移交给所述工作机器，所述工作机器转为第四工作状态，所述移动机器人将所述待生产工件移交给所述工作机器的时间记为第四工作时间。

5.根据权利要求4所述的一种生产资源管理调度方法，其特征在于，还包括：

在所述工作机器夹持所述待生产工件后，接收所述工作机器发送的所述待生产工件的第二到位信号；

向所述移动机器人发送驶出信号，以供所述移动机器人驶出所述工作机器的工作空间并前往执行下一个工单任务。

6.根据权利要求5所述的一种生产资源管理调度方法，其特征在于，还包括：

控制所述移动机器人前往充电桩充电；

或，

若所述移动机器人当前电量足够其执行下一个工单任务后再前往充电桩，则控制所述移动机器人执行下一个工单任务。

7.根据权利要求2所述的一种生产资源管理调度方法，其特征在于，还包括：

若所述移动机器人途径指定的关键位置，则通过交通管制模块按照设定的通行优先级别执行通行调度。

8.根据权利要求2所述的一种生产资源管理调度方法，其特征在于，还包括：

通过显示模块显示所述移动机器人的位置状态和所有所述生产资源的状态和使用情况。

9.一种生产资源管理调度装置，其特征在于，包括：

第一匹配单元，用于将处于闲置状态的工作机器与料仓中的待生产工件进行匹配；

第二匹配单元，用于通过末端执行器资源状态管理模块确定与所述待生产工件匹配的末端执行器，并通过移动机器人状态管理模块确定与所述末端执行器匹配且处于闲置状态的移动机器人；

工单生产单元，用于根据所述待生产工件、末端执行器及所述移动机器人生产工单任务；

工单指派单元，用于通过资源调度模块将所述工单任务指派给所述移动机器人。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器执行所述程序实现如权利要求2至8中任一项所述的方法。

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