CN116151571A - 一种柔性制造管理执行系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及FMS系统技术领域，特别涉及一种柔性制造管理执行系统及方法，系统包括控制模块和传输模块，还包括：信息录入模块，用于录入计划生产工件的信息；决策模块，用于依据信息录入模块录入的信息判断是否满足生产任务的生产需求，并生成生产序列任务；执行模块，用于执行决策模块生成的生产序列任务。本系统及方法能够根据生产任务信息和工艺信息及设备实时信息，计算生产任务的任务数据、物料数据、刀具数据、程序数据与用户已录入的信息及柔性生产线实际数据的关联值，并根据关联值将生产任务分解，实现机械加工对多品种、小批量、个性化的生产需求的智能、柔性、高生产效率生产执行，使得柔性生产线符合不同用户的需求。

Description

一种柔性制造管理执行系统及方法

技术领域

本发明涉及FMS系统技术领域，更具体地说，特别涉及一种柔性制造管理执行系统及方法。

背景技术

柔性制造系统(Flexible Manufacturing System，缩写为FMS)，是由统一的信息控制系统、物料储运系统和数台数控设备组成的，能适应加工对象变换的智能自动化机电制造系统。柔性制造系统是由一个传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放在其他连接装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动化。按次序排列的机器，由自动装卸及传送机器连接并经计算机系统集成一体，原材料和代加工零件在零件传输系统上装卸，零件在一台机器上加工完毕后传到下一台机器，每台机器接受操作指令，自动装卸所需工具，无需人工参与。

现有的柔性制造系统主要针对卧式加工机床，能够管理的线边库或托盘库数量小于50个，主要生产单工序的工件，对于复杂工序的兼容性不够，对工件工艺的管理单一，无法管理和在线编辑NC程序、管理NC程序版本，兼容管理的工艺文件种类单一。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种柔性制造管理执行系统及方法，能够根据生产任务和柔性生产线实际情况，实现机械加工对多品种、小批量、个性化的生产需求的智能、柔性、高生产效率生产执行，使得柔性生产线符合不同用户的需求。

根据本发明的第一方面，提供了一种柔性制造管理执行系统，包括控制模块和传输模块，还包括：

信息录入模块，用于录入计划生产工件的信息；

决策模块，用于依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产任务的生产需求，并生成生产序列任务；

执行模块，用于执行所述决策模块生成的生产序列任务。

进一步地，所述控制模块用于接收所述信息录入模块录入地信息，通过所述传输模块传输至所述决策模块，并生成对应地所述生产序列任务；所述控制模块还用于触发所述执行模块执行所述决策模块生成的生产序列任务。

进一步地，所述计划生产工件的信息包括工件的名称、所需设备、工艺工序、工装夹具、加工姿态和加工面；所述计划生产工件的信息用于在显示模块进行展示。

进一步地，所述决策模块按照如下步骤对所述生产任务进行判断：

通过所述生产任务的数量、种类检索判断；

根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的库存管理中物料是否满足，形成系统库存中原材料与生产任务的关联值；

根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的刀具列表是否满足，形成系统库存中刀具与生产任务的关联值；

根据所述生产任务的数量、种类，计算系统管理的NC程序列表是否满足，形成系统NC程序列表与生产任务的关联值；

根据所述生产任务的数量、种类，实时获取并计算当前生产线的加工机床是否满足，形成柔性生产线与生产任务的关联值。

进一步地，还包括检验模块；所述检验模块所述生产序列任务是否正确执行。

进一步地，还包括监控模块；所述监控模块用于所述生产序列任务进行中的全部过程。

根据本发明的第二方面，提供了一种柔性制造管理执行方法，包括以下步骤：

录入计划生产工件的信息；

依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产任务的生产需求，并生成生产序列任务；

执行所述决策模块生成的生产序列任务。

进一步地，录入计划生产工件的信息，包括计划生产的工件的名称、所需设备、工艺工序、工装夹具、加工姿态及加工面，并以卡片的形式展示在显示模块。

进一步地，录入计划生产工件的信息，包括以下步骤：

第一步：录入工艺工序所需的NC程序并根据所选设备调整三坐标；通过录入的工艺中选中的设备信息，确认并自动调整该设备运行NC程序时所需要的三坐标定位程序，自动修改后，由用户确认系统修改是否正确；

第二步：系统通过NC程序的预览遍列出该程序运行所需要的加工道刀具号，并展开当前所需刀具与系统已有刀具数据的对比，获取对比结果；

第三步：录入工艺工序所需要的工装夹具。

进一步地，根据下发的生产任务，以物料、刀具、程序、机床设备四条件是否满足进行判断；并把多工件的生产任务分解为单个工件的生产序列任务。

进一步地，所述单个工件生产序列任务分解为一级搬运任务和二级搬运任务。

进一步地，所述生产任务的执行判断方法，包括如下步骤：

S1：通过所述生产任务的数量、种类检索判断；

S2：根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的库存管理中物料是否满足，形成系统库存中原材料与生产任务的关联值；

S3：根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的刀具列表是否满足，形成系统库存中刀具与生产任务的关联值；

S4：根据所述生产任务的数量、种类，计算系统管理的NC程序列表是否满足，形成系统NC程序列表与生产任务的关联值；

S5：根据所述生产任务的数量、种类，实时获取并计算当前生产线的加工机床是否满足，形成柔性生产线与生产任务的关联值。

进一步地，所述生产任务的执行方法，包括：

多工件的生产任务分解为单个工件的生产序列任务；

单个工件生产序列任务分解为一级搬运任务和二级搬运任务。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本发明中的柔性制造管理执行系统及方法的步骤。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明中的柔性制造管理执行系统及方法。

通过本发明提供的柔性制造管理执行系统及方法，解决相关技术中对于复杂工序的兼容性不够，对工件工艺的管理单一，无法管理和在线编辑NC程序、管理NC程序版本，兼容管理的工艺文件种类单一的问题，提供了一种新的柔性制造管理执行系统及方法，能够根据生产任务信息和工艺信息以及柔性生产线的设备实时信息，计算生产任务的任务数据、物料数据、刀具数据、程序数据与用户已录入的信息及柔性生产线的实际数据的关联值，并根据关联值将生产任务分解为单工件级任务、一级搬运任务、二级搬运任务；从而根据生产任务和柔性生产线实际情况，实现机械加工对多品种、小批量、个性化的生产需求的智能、柔性、高生产效率生产执行，使得柔性生产线符合不同用户的需求。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中工艺数据关系管理的结构图。

图2是本发明实施例中录入计划生产工件信息的流程图。

图3是本发明实施例中依据录入信息判断是否满足生产需求并生成生产序列任务的流程图。

图4是本发明实施例中生产资源检查以及总任务执行的流程图。

图5是本发明实施例中生产任务分解为一级任务和二级任务执行的第一种流程图。

图6是本发明实施例中生产任务分解为一级任务和二级任务执行的第二种流程图。

图7是本发明实施例中生产任务分解为一级任务和二级任务执行的第三种流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例提供了一种柔性制造管理执行系统，包括控制模块和传输模块，还包括信息录入模块、决策模块和执行模块。其中，信息录入模块，用于录入计划生产工件的信息；决策模块，用于依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产需求，并生成生产序列任务；执行模块，用于执行所述决策模块生成的生产序列任务。

具体而言，所述控制模块用于接收所述信息录入模块录入地信息，通过所述传输模块传输至所述决策模块，并生成对应地所述生产序列任务；所述控制模块还用于触发所述执行模块执行所述决策模块生成的生产序列任务。

具体而言，所述计划生产工件的信息包括工件的名称、所需设备、工艺工序、工装夹具、加工姿态和加工面；所述计划生产工件的信息用于在显示模块进行展示。

本实施例中的柔性制造管理执行系统，还包括检验模块和监控模块。所述检验模块所述生产序列任务是否正确执行，所述监控模块用于所述生产序列任务进行中的全部过程。

本柔性制造管理执行系统根据使用要求，适配有依据使用要求所需的专门应用模块。

本申请实施例还提供了一种柔性制造管理执行方法，包括以下步骤并参阅图1：

S10，录入计划生产工件的信息。

S20，依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产需求，并生成生产序列任务。

S30，执行所述决策模块生成的生产序列任务。

本实施例中，在S10录入计划生产工件的信息步骤中，录入计划生产工件的信息，包括计划生产的工件的名称、所需设备、工艺工序、工装夹具、加工姿态及加工面，并以卡片的形式展示在显示模块。

具体而言，录入计划生产工件的信息，包括以下步骤，参阅图2：

第一步：录入工艺工序所需的NC程序并根据所选设备调整三坐标；通过录入的工艺中选中的设备信息，确认并自动调整该设备运行NC程序时所需要的三坐标定位程序，自动修改后，由用户确认系统修改是否正确；

第二步：系统通过NC程序的预览遍列出该程序运行所需要的加工道刀具号，并展开当前所需刀具与系统已有刀具数据的对比，获取对比结果；

第三步：录入工艺工序所需要的工装夹具。

本实施例中，步骤S20，依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产需求，并生成生产序列任务。

具体而言，根据用户下发的生产任务，以固定的四大条件：物料、刀具、程序、机床设备是否满足进行判断，进一步把多工件的生产任务分解为单个工件的生产序列任务，参阅图3。

其中，单个工件生产序列任务分解为一级搬运任务和二级搬运任务。

在使用本实施例提供的柔性管理执行系统和方法时，启动之前首先需要进行生产资源的检查，参阅图4，获取生产任务后进行物料检查，然后分别对道具、程序、机床依次进行各项检查，判断是否满足生产条件，如果对应的项目满足生产条件，那么进行下一项目的检查，如果不满足生产条件，则会列出为满足的道具、程序或机床清单。

在生产资源检查完毕后，满足生产条件，则进行生产任务的执行，生产任务按照优先级的级别进行执行，优先级高的优先执行。其中优先级一共10级，数字越低，优先级越高，系统内部设置有100级，通过优先级\下单时间\完工时间等排序。

对于同一设备搬运任务，按照如下顺序进行执行：预上料搬运任务＞预卸料搬运任务＞上料搬运任务＞下料搬运任务＞同一设备一组搬运任务走完才能进入下一个搬运任务。

对于不同设备搬运任务，按照如下策略进行执行：优先级决定搬运任务顺序，优先级高的搬运任务涉及到的位置点低一级的搬运任务不能选择，若选择，要等优先级高的搬运任务结束。

在柔性生产系统中，当机器人只有一个机械手时，其生产任务执行参阅图5执行。

当机器人有一个机械手，两个工作台时，其生产任务执行参阅图6执行。

当机器人有两个机械手，其生产任务执行参阅图7执行。

本实施例中，步骤S30，执行所述决策模块生成的生产序列任务。

具体而言，所述生产任务的执行判断方法，包括如下步骤：

S1：通过用户生产任务的数量、种类检索判断；

S2：根据用户生产任务的数量、种类，计算系统现存的库存管理中物料是否满足，形成系统库存中原材料与生产任务的关联值；

S3：根据用户生产任务的数量、种类，计算系统现存的刀具列表是否满足，形成系统库存中刀具与生产任务的关联值；

S4：根据用户生产任务的数量、种类，计算系统管理的NC程序列表是否满足，形成系统NC程序列表与生产任务的关联值；

S5：根据用户生产任务的数量、种类，实时获取并计算当前生产线的加工机床是否满足，形成柔性生产线与生产任务的关联值。

其中，所述生产任务的多级分解与智能执行方法，包括：

多工件的生产任务分解为单个工件的生产序列任务，

单个工件生产序列任务分解为一级搬运任务和二级搬运任务。

采用上述生产任务判断方法和执行方法，能够根据生产任务信息和工艺信息以及柔性生产线的设备实时信息，计算生产任务的任务数据、物料数据、刀具数据、程序数据与用户已录入的信息及柔性生产线的实际数据的关联值，并根据关联值将生产任务分解为单工件级任务、一级搬运任务、二级搬运任务；从而根据生产任务和柔性生产线实际情况，实现机械加工对多品种、小批量、个性化的生产需求的智能、柔性、高生产效率生产执行，使得柔性生产线符合不同用户的需求。

本申请实施例还提供一种计算机设备，该计算机设备包括：处理器，以及与处理器相连接的存储器；存储器用于存储计算机程序，计算机程序至少用于执行本申请实施例中的柔性制造管理执行方法；处理器用于调用并执行存储器中的计算机程序，上述柔性制造管理执行方法，至少包括如下步骤：录入计划生产工件的信息；依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产需求，并生成生产序列任务；执行所述决策模块生成的生产序列任务。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述柔性制造管理执行方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统，纳米系统包括分子存储器IC，或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，该计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种柔性制造管理执行方法的部分或全部步骤。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列(Field－ProgrammaBLEGateArray，FPGA)、集成电路(Integrated Circuit，IC)等。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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器中。基于这样的理解，本申请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全部或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器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(RandomAccessMemory，RAM)、磁盘或光盘等。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种柔性制造管理执行系统，包括控制模块和传输模块，其特征在于，还包括：

信息录入模块，用于录入计划生产工件的信息；

决策模块，用于依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产任务的生产需求，并生成生产序列任务；

执行模块，用于执行所述决策模块生成的生产序列任务。

2.根据权利要求1所述的柔性制造管理执行系统，其特征在于，所述控制模块用于接收所述信息录入模块录入地信息，通过所述传输模块传输至所述决策模块，并生成对应地所述生产序列任务；所述控制模块还用于触发所述执行模块执行所述决策模块生成的生产序列任务。

3.根据权利要求2所述的柔性制造管理执行系统，其特征在于，所述计划生产工件的信息包括工件的名称、所需设备、工艺工序、工装夹具、加工姿态和加工面；所述计划生产工件的信息用于在显示模块进行展示。

4.根据权利要求3所述的柔性制造管理执行系统，其特征在于，所述决策模块按照如下步骤对所述生产任务进行判断：

通过所述生产任务的数量、种类检索判断；

根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的库存管理中物料是否满足，形成系统库存中所述原材料与生产任务的关联值；

根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的刀具列表是否满足，形成系统库存中刀具与生产任务的关联值；

根据所述生产任务的数量、种类，计算系统管理的NC程序列表是否满足，形成系统NC程序列表与生产任务的关联值；

根据所述生产任务的数量、种类，实时获取并计算当前生产线的加工机床是否满足，形成柔性生产线与生产任务的关联值。

5.采用权利要求1-4中任一项所述的柔性制造管理执行系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

录入计划生产工件的信息，包括计划生产的工件的名称、所需设备、工艺工序、工装夹具、加工姿态及加工面，并以卡片的形式展示在显示模块；

依据所述信息录入模块录入的信息判断是否满足生产任务的生产需求，并生成生产序列任务；

执行所述决策模块生成的生产序列任务。

6.根据权利要求5所述的柔性制造管理执行方法，其特征在于，录入计划生产工件的信息，包括以下步骤：

第一步，录入工艺工序所需NC程序并根据所需设备调整三坐标；通过录入的工艺中选中的设备信息，确认并自动调整该设备运行NC程序时所需的三坐标定位程序，自动修改后，确认系统修改是否正确；

第二步，通过NC程序的预览遍列出该程序运行所需要的加工道刀具号，并展开当前所需刀具与系统已有刀具数据的对比，获取对比结果；

第三步，录入工艺工序所需的工装夹具。

7.根据权利要求5所述的柔性制造管理执行方法，其特征在于，根据所述生产任务，以物料、刀具、程序、机床设备四条件是否满足进行判断；并把多工件的生产任务分解为单个工件生产序列任务。

8.根据权利要求7所述的柔性制造管理执行方法，其特征在于，所述单个工件生产序列任务分解为一级搬运任务和二级搬运任务。

9.根据权利要求7所述的柔性制造管理执行方法，其特征在于，所述生产任务的执行判断方法，包括如下步骤：

S1，通过所述生产任务的数量、种类检索判断；

S2，根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的库存管理中物料是否满足，形成系统库存中原材料与生产任务的关联值；

S3，根据所述生产任务的数量、种类，计算系统现存的刀具列表是否满足，形成系统库存中刀具与生产任务的关联值；

S4，根据所述生产任务的数量、种类，计算系统管理的NC程序列表是否满足，形成系统NC程序列表与生产任务的关联值；

S5，根据所述生产任务的数量、种类，实时获取并计算当前生产线的加工机床是否满足，形成柔性生产线与生产任务的关联值。

10.根据权利要求7所述的柔性制造管理执行方法，其特征在于，所述生产任务的执行方法，包括：

多工件的生产任务分解为单个工件的生产序列任务；

单个工件生产序列任务分解为一级搬运任务和二级搬运任务。

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