基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床裝配物料配送體系研究 Research on NC Machine Tool Assembly Material Distribution System Based on IOT

李海清LI Hai-qing 朱永國(guó)ZHU Yong-guo 呂洋LV Yang

摘要：以多技術(shù)狀態(tài)數(shù)控機(jī)床裝配物料的配送流為研究對(duì)象，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床裝配物料配送體系，滿足物料配送管理和信息處理一體化要求，以解決現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床數(shù)字化裝配的難題。

Abstract： Taking the distribution flow of NC machine tool assembly materials in multi technology state as the research object， a NC machine tool assembly material distribution system based on the Internet of things is constructed to meet the requirements of the integration of material distribution management and information processing， so as to solve the problem of digital assembly of modern NC machine tools.

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);數(shù)控機(jī)床;物料

Key words： IOT;CNC machine tool;material

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）22-0067-02

0? 引言

當(dāng)前，隨著智能裝備技術(shù)的發(fā)展，制造加工企業(yè)對(duì)定制型個(gè)性化的數(shù)控機(jī)床和成套的自動(dòng)化制造單元或系統(tǒng)的需求不斷提高，為此，數(shù)控機(jī)床制造廠家會(huì)在某一型號(hào)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品上不斷的增加、改進(jìn)若干功能模塊，以滿足市場(chǎng)的需求，由此衍生出規(guī)格、結(jié)構(gòu)類似但配置不同的多技術(shù)狀態(tài)數(shù)控機(jī)床型號(hào)，會(huì)給數(shù)控機(jī)床廠家的裝配物料管理提出更高的要求，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)，以降低管理成本，提升數(shù)控機(jī)床制造廠家的信息化水平。

1? 物料配送組織模型和任務(wù)模型

1.1 物料配送組織模型構(gòu)建

數(shù)控機(jī)床物料配送的主要任務(wù)是：依據(jù)數(shù)控機(jī)床項(xiàng)目研制規(guī)劃編制生產(chǎn)物料需求計(jì)劃;物料的接收、復(fù)驗(yàn)、保管、發(fā)放;編制配送物料配送計(jì)劃;制定物料消耗定額;依據(jù)物料配送計(jì)劃進(jìn)行合理下料;依據(jù)配送物料配送計(jì)劃，科學(xué)合理配送;滿足企業(yè)精益制造的要求。

針對(duì)數(shù)控機(jī)床制造裝配層級(jí)復(fù)雜、物料數(shù)量種類繁多、下料程序復(fù)雜等特點(diǎn)，引入專職物流管理部門(mén)——物料配送中心，建立數(shù)控機(jī)床裝配物料配送的組織結(jié)構(gòu)模型。物料配送中心下設(shè)生產(chǎn)計(jì)劃科、工藝技術(shù)科、倉(cāng)儲(chǔ)管理科、工段等子機(jī)構(gòu)。物料配送組織模型如圖1所示。

1.2 面向裝配的物料配送任務(wù)模型構(gòu)建

在結(jié)合數(shù)控機(jī)床裝配配送的管理要素和協(xié)作管理的基礎(chǔ)上，綜合考慮物料配送、調(diào)度、計(jì)劃、檢驗(yàn)等業(yè)務(wù)部門(mén)的協(xié)作和并行，并兼顧裝配和工藝、生產(chǎn)、質(zhì)量、檔案、經(jīng)營(yíng)等主管部門(mén)的業(yè)務(wù)工作和協(xié)作關(guān)系，建立如圖2所示的面向數(shù)控機(jī)床裝配的物料配送任務(wù)模型圖。依據(jù)任務(wù)模型，明晰數(shù)控機(jī)床裝配物料配送流程、厘清各配送組織間的業(yè)務(wù)邏輯。

2? 面向物聯(lián)網(wǎng)的裝配物料信息流控制

首先，根據(jù)AO、ABOM、任務(wù)分解等因素確定裝配站位物料需求計(jì)劃，再按照物料需求計(jì)劃，進(jìn)行物料配套管埋，生成配套清單和缺件清單。對(duì)缺件生成采購(gòu)計(jì)劃，由采購(gòu)部門(mén)進(jìn)行采購(gòu)。然后，根據(jù)裝配指令開(kāi)工時(shí)間，進(jìn)行物料配送。裝配進(jìn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)控物料配送計(jì)劃的執(zhí)行狀態(tài)和裝配現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀態(tài)，通過(guò)評(píng)估計(jì)算后決定是否生成并采用新的配送計(jì)劃功能。裝配物料信息流控制如圖3所示。

3? 裝配物料配送多粒度仿真與優(yōu)化

根據(jù)數(shù)控機(jī)床裝配物流的實(shí)際需求，提出物料配送多粒度建模與仿真優(yōu)化的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。以數(shù)控機(jī)床車間布局、工藝數(shù)據(jù)、配送計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃和人員安排等作為仿真建模的輸入，對(duì)多技術(shù)狀態(tài)數(shù)控上機(jī)床裝配生產(chǎn)線盡心多粒度虛擬建模，并通過(guò)仿真評(píng)估模塊進(jìn)行有效性評(píng)估以確保滿足在線仿真和優(yōu)化的需要。對(duì)多技術(shù)狀態(tài)數(shù)控機(jī)床裝配生產(chǎn)線的配送能力進(jìn)行分析和評(píng)估，根據(jù)工程目標(biāo)對(duì)數(shù)控機(jī)床裝配物流的瓶頸進(jìn)行優(yōu)化以修改模型，并進(jìn)行在線仿真。

4? 基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配物料智能配送體系構(gòu)建

基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床裝配物料智能配送體系由離散型站位和物料配送系統(tǒng)組成，通常配送載體以裝配包為單元，按照優(yōu)化路徑采用實(shí)時(shí)定位的方式完成裝配物料的自動(dòng)配送?；谖锫?lián)網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床裝配物料智能配送體系結(jié)構(gòu)如圖4所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床裝配物料智能配送體系以企業(yè)管理系統(tǒng)如ERP、PDM、CAPP、MES等為頂層系統(tǒng)，通過(guò)任務(wù)接口與配送系統(tǒng)進(jìn)行信息的交互。配送系統(tǒng)接受配送任務(wù)后，根據(jù)車間定位和數(shù)據(jù)模型組合數(shù)字化裝配站位地圖提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息等對(duì)配送路徑進(jìn)行最優(yōu)規(guī)劃，并可以通過(guò)對(duì)配送載體的導(dǎo)航、跟蹤和車間生產(chǎn)要素變動(dòng)的相應(yīng)等利用動(dòng)態(tài)調(diào)度算法策略，對(duì)配送路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整以較好的完成配送任務(wù)。

5? 結(jié)語(yǔ)

以多技術(shù)狀態(tài)數(shù)控機(jī)床裝配物料的物流為研究對(duì)象，尋求適合數(shù)控機(jī)床裝配車間的物料配送模式及具體方法，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配物料智能配送體系，滿足物料配送管理和信息處理一體化要求，以解決現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床數(shù)字化裝配的難題。

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