AGV 智能制造平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)
AGV平臺(tái)在國(guó)內(nèi)正在不斷壯大,不斷發(fā)展,逐漸地,AGV產(chǎn)品開始出現(xiàn)在各大工廠,替代人工進(jìn)行工作。
系統(tǒng)架構(gòu)方案設(shè)計(jì)是對(duì)已經(jīng)確定的需求做出技術(shù)實(shí)現(xiàn)的規(guī)劃。好的系統(tǒng)架構(gòu)具備可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、可定制性等性質(zhì)。進(jìn)行 AGV 智能制造平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)方案設(shè)計(jì)前,需要確定五個(gè)基本需求:一是該平臺(tái)要與當(dāng)前企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)管理特點(diǎn)、信息化水平相適應(yīng);二是該平臺(tái)能適應(yīng)智能制造技術(shù)未來發(fā)展方向,增加功能或模塊時(shí)能夠順利接入原有平臺(tái);三是該平臺(tái)具有制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的一些初級(jí)功能;四是該平臺(tái)的對(duì)“智能”的落地并非人工智能,而是著力提升系統(tǒng)的柔性和精益性,但保留可接入人工智能技術(shù)的擴(kuò)展性;五是若有外包,系統(tǒng)要最佳適應(yīng)該組織特點(diǎn)并開放外部 internet 網(wǎng)絡(luò)接入的接口。根據(jù)這五個(gè)基本需求,結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)智能制造項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)資料的研究,提出AGV 智能制造平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)。
AGV 智能制造平臺(tái)總共分為 6 個(gè)層級(jí),最底一層是執(zhí)行層,最頂一層是決策層。制造 AGV 涉及的底層人員物料的信息,通過上一層的傳感器、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、人機(jī)接口傳遞到再上一層即數(shù)字化層。數(shù)字化層包括訂單管理系統(tǒng) OMS、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) PDM、資源管理系統(tǒng) ERP、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng) WMS以及制造執(zhí)行管理系統(tǒng) MES。在這一層級(jí)中,MES 是本 AGV 智能制造平臺(tái)一期建設(shè)的核心對(duì)象,因?yàn)槿鐖D2所示 MES 在整個(gè) AGV 智能制造的平臺(tái)中起到承上啟下的作用。
數(shù)字層往上的 L3 云技術(shù)層和 L2 應(yīng)用層中除服務(wù)化管理以外的應(yīng)用是本 AGV 智能制造平臺(tái)二期建設(shè)的對(duì)象,利用云平臺(tái)技術(shù)不僅其本身有諸多先進(jìn)性和優(yōu)勢(shì),未來擴(kuò)展建設(shè)專家系統(tǒng)和知識(shí)庫(kù)模塊進(jìn)行企業(yè)知識(shí)管理的智能化提升也更加方便。在應(yīng)用層內(nèi)的服務(wù)管理模塊中,服務(wù)化管理對(duì)應(yīng)平臺(tái)建設(shè)的服務(wù)化轉(zhuǎn)型功能需求。為了探索 AGV 制造企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型之路,服務(wù)化管理的應(yīng)用功能放在 AGV 智能制造平臺(tái)的一期建設(shè)時(shí)進(jìn)行。而該公司AGV智能制造平臺(tái)的商務(wù)智能層,設(shè)定在三期建設(shè)時(shí)進(jìn)行。特別說明的是,傳統(tǒng)的智能制造平臺(tái)架構(gòu)中,通常都會(huì)有計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃模塊CAPP,由于本企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)是加工外包,僅保留裝配工藝部分,企業(yè)內(nèi)部工藝路線較普通制造企業(yè)大大縮短,因此,將工藝設(shè)計(jì)和管理需求集成至PDM中實(shí)現(xiàn)。
建設(shè)AGV 智能制造平臺(tái)時(shí),需要把握住以下四個(gè)要點(diǎn):一是分步實(shí)施原則,將平臺(tái)的建設(shè)分為三個(gè)階段進(jìn)行。每一階段建設(shè)前就設(shè)立好建設(shè)質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系,階段建設(shè)完成后對(duì)照指標(biāo)體系進(jìn)行全面評(píng)估,保證每一階段的建設(shè)質(zhì)量。二是把 MES 建設(shè)作為平臺(tái)建設(shè)的重點(diǎn)。MES建設(shè)要充分考慮AGV產(chǎn)品生產(chǎn)制造關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程的特點(diǎn)。AGV 生產(chǎn)的一大特點(diǎn)是涉及物料種類多、尺寸小、物料生產(chǎn)過程準(zhǔn)確追蹤難度大。另外,AGV產(chǎn)品在出廠前必須要進(jìn)行廠內(nèi)調(diào)試,大批量AGV產(chǎn)品的出廠調(diào)試質(zhì)量納入MES的有效監(jiān)控也是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。三是服務(wù)化管理模塊的設(shè)計(jì)要依靠自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),以豐富給客戶提供服務(wù)的種類和層次為方向,不斷探索和提升保障設(shè)備有效運(yùn)行的能力,提高客戶的滿意度。四是始終關(guān)注數(shù)據(jù)的打通和有效交互問題。由于信息化建設(shè)方面的歷史原因,國(guó)內(nèi)企業(yè)推廣智能制造系統(tǒng)時(shí)都會(huì)多少遇到各功能模塊間的數(shù)據(jù)交互不通暢的困難,因此,該AGV智能制造平臺(tái)建設(shè)從一開始就要關(guān)注各功能單元間數(shù)據(jù)的無縫對(duì)接問題。
實(shí)現(xiàn) AGV 智能制造平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)
經(jīng)過對(duì)該AGV 智能制造平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行論證研究后可以發(fā)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)主要涉及四個(gè)關(guān)鍵技術(shù):智能生產(chǎn)管控技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)。智能生產(chǎn)管控技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)以下目的:自動(dòng)生產(chǎn)排程,根據(jù)訂單情況,自動(dòng)輸出排產(chǎn)計(jì)劃,充分調(diào)動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)資源的最大化利用;自動(dòng)物料調(diào)度優(yōu)化,減少生產(chǎn)裝配各環(huán)節(jié)停工待料的時(shí)間,該功能往往和車間智能物流系統(tǒng)協(xié)同工作發(fā)揮巨大威力;快速響應(yīng)訂單變化,在實(shí)際生產(chǎn)中常見因?yàn)榭蛻艟o急需求而改變?cè)信女a(chǎn)計(jì)劃的情形,此功能可以充分識(shí)別排產(chǎn)變化帶來的影響,確保更改后的排產(chǎn)計(jì)劃能夠使各項(xiàng)目均按時(shí)交貨。
數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn) AGV 智能制造平臺(tái)的基礎(chǔ),只有在有效解決了底層設(shè)備的采集問題后,才能實(shí)現(xiàn)智能化控制的需求。目前數(shù)據(jù)采集的最大難點(diǎn)是底層設(shè)備數(shù)據(jù)格式和通訊協(xié)議各家相差較大,互不兼容。對(duì)這一矛盾可以通過建立設(shè)備互通的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備分布式網(wǎng)絡(luò)通訊,程序集中式管理,使設(shè)備方便地接入整個(gè)系統(tǒng)。由于該 AGV 智能制造平臺(tái)對(duì)于數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性要求低,此方法相對(duì)于另一條解決數(shù)據(jù)采集問題的技術(shù)路線制造數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)MDC更加適合。由于 AGV的裝配目前還不可避免的有一定人工參與的工作量,因此把手持終端或手機(jī) APP手動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)的功能納入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)非常有必要。
由于大數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)硬件要求高,選擇云計(jì)算技術(shù)對(duì)于建立 AGV 智能制造平臺(tái)就是一個(gè)經(jīng)濟(jì)選擇。云計(jì)算技術(shù)不僅使復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算變得更高效、更廉價(jià),云計(jì)算技術(shù)還能提供豐富的應(yīng)用工具,使 AGV 智能制造平臺(tái)的應(yīng)用功能開發(fā)變得更加容易和快速。
智能制造技術(shù)是“中國(guó)制造 2025”戰(zhàn)略中的一個(gè)重要推廣方向。本AGV智能制造平臺(tái)從制造業(yè)企業(yè)傳統(tǒng)車間的常見問題入手,立足信息互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享,可改變以往外購(gòu)物料交付進(jìn)度追蹤不及時(shí),生產(chǎn)程與實(shí)際進(jìn)度出現(xiàn)偏差時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),質(zhì)量數(shù)據(jù)收集與分析缺乏,實(shí)施階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷或制造缺陷不能及時(shí)反饋的問題等,最終實(shí)現(xiàn) AGV 產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造與實(shí)施,由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、服務(wù)化驅(qū)動(dòng)。在AGV 智能制造平臺(tái)方案設(shè)計(jì)與研究過程中,注重項(xiàng)目實(shí)施的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性平衡,力求快速解決當(dāng)前AGV產(chǎn)品生產(chǎn)的主要矛盾又兼顧智能制造未來的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),為其他中小企業(yè)導(dǎo)入智能制造平臺(tái)時(shí)提供了一點(diǎn)有益的參考和借鑒。
AGV平臺(tái)的不斷擴(kuò)大,使得每個(gè)工廠的效率也在不斷提高,如果您還有什么疑惑的話,歡迎咨詢wo