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- LG-BZH010型 網(wǎng)絡(luò )綜合布線(xiàn)故障模擬與檢測實(shí)訓裝置
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- LG-YYCS01型 液壓傳動(dòng)與控制綜合測試實(shí)驗臺
- LG-DY01B型 電液比例綜合實(shí)驗臺
- LG-YYZN01型 智能型液壓綜合實(shí)驗臺
- LG-DLK01型 電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺
LG-DPU05C型 數字化生產(chǎn)制造應用實(shí)踐系統
品牌：理工偉業(yè) 咨詢(xún)電話(huà)：010-82827827 82827835
一、產(chǎn)品概述
當前數字化技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在生產(chǎn)制造、自動(dòng)化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能AI、智能制造等領(lǐng)域均得到了廣泛應用。隨著(zhù)用工成本提升、制造業(yè)轉型升級的迫切需求，智能控制已經(jīng)不再局限于單一領(lǐng)域，而是快速面向各方面個(gè)性化、定制化生產(chǎn)等領(lǐng)域。
數字化生產(chǎn)車(chē)間改造，包含了MES系統、SCADA系統、自動(dòng)化控制系統、信息數據傳輸處理、機械傳動(dòng)、機構優(yōu)化、運動(dòng)控制、編程仿真、電氣連接、通訊等。要培養出合格的工程技術(shù)技能人才，不僅要學(xué)習自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)相關(guān)知識，還需要學(xué)習工業(yè)軟件、系統工程、產(chǎn)品設計、工藝規范、仿真與虛擬調試等相關(guān)知識。實(shí)現企業(yè)離散制造生產(chǎn)車(chē)間智能化、數字化生產(chǎn)，助力裝備制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
結合當前最前沿的信息技術(shù)、人工智能AI技術(shù)、可編程控制器技術(shù)、傳感器與智能檢測技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò )與組態(tài)技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、數字化生產(chǎn)線(xiàn)設計與仿真，以“生產(chǎn)車(chē)間數字化改造”為主題，為學(xué)校搭建一個(gè)培養工業(yè)網(wǎng)絡(luò )方面的專(zhuān)業(yè)人才培訓平臺。通過(guò)引入數字化技術(shù)和智能化設備，對傳統生產(chǎn)制造車(chē)間進(jìn)行改造，使其具備更高的自動(dòng)化、智能化、信息化和柔性化等特點(diǎn)。生產(chǎn)車(chē)間數字化改造可以使生產(chǎn)單元實(shí)現更高效、更智能、更柔性化的生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進(jìn)先進(jìn)制造的可持續發(fā)展。
二、系統特點(diǎn)
1、為體現“數字化”特征，本生產(chǎn)車(chē)間系統集成了MES生產(chǎn)信息化管理系統、SCADA數據采集與監視控制系統、WMS智能倉儲系統、數控加工、激光打標、機器視覺(jué)、RFID 、AMR自主移動(dòng)機器人、工業(yè)機器人、數字孿生等多種技術(shù)，綜合運用工業(yè)管理軟件的信息化手段，以適應產(chǎn)業(yè)轉型對“智能工廠(chǎng)、智能物流、智能生產(chǎn)”的要求。
2、數字化生產(chǎn)車(chē)間的主要工作流程：MES系統軟件下單——半成品出庫——AMR機器人搬運————車(chē)床車(chē)削加工——加工中心加工—機器人打磨拋光——視覺(jué)檢測——裝配——堆垛——輸送———AMR機器人搬運--激光打標—裝盒—-成品入庫---發(fā)貨等，各環(huán)節無(wú)需人工參與。
3.本實(shí)踐系統配置的MES生產(chǎn)信息化管理系統、SCADA數據采集與監視控制系統、數字欒生系統等均為工業(yè)級正版軟件，且均為本地私有化部署。這樣為平時(shí)實(shí)踐教學(xué)及大賽現場(chǎng)提供更穩定可靠的軟件環(huán)境。
4、數字化生產(chǎn)車(chē)間采用模塊化設計理念，根據訂單要求自動(dòng)調整生產(chǎn)線(xiàn)運行流程。也可以人為手工設置生產(chǎn)線(xiàn)訂單。
5、數字化生產(chǎn)車(chē)間涉及工業(yè)級軟件應用、工業(yè)機器人技術(shù)、工業(yè)AMR移動(dòng)機器人技術(shù)、智能視覺(jué)處理技術(shù)、RFID應用技術(shù)、PLC應用技術(shù)、電機傳動(dòng)控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、組態(tài)監控與人機界面技術(shù)、現場(chǎng)總線(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、能源管控技術(shù)等。
6、通過(guò)總控平臺與各單元的通訊，并集成RFID信息識別技術(shù)，將系統中各環(huán)節的狀態(tài)顯示在操作界面上，使操作者及時(shí)跟蹤系統各環(huán)節的工況、狀態(tài)、運行數據，掌握系統運行狀態(tài)，真實(shí)再現產(chǎn)品生產(chǎn)、信息追蹤與管理配送一體化。
7、生產(chǎn)車(chē)間設有漏電保護、短路保護、急停保護、安全光柵等多種保護功能，保證教學(xué)和實(shí)訓時(shí)人身安全。
三、技術(shù)性能
1.交流電源：三相五線(xiàn)～380 V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10～50℃ 環(huán)境濕度≤90% 無(wú)水珠凝結
3.單工位占地面積約：7000mm×5000mm×2000mm（長(cháng)×寬×高）
4.裝置容量：≤6.0kVA。
5.安全保護功能：急停按鈕，漏電保護，過(guò)流保護。
四、主要考核內容
完成生產(chǎn)車(chē)間數字化改造方案設計、生產(chǎn)車(chē)間智能化集成、生產(chǎn)單元功能開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)單元信息化技術(shù)集成、生產(chǎn)單元運行生產(chǎn)、生產(chǎn)單元數據應用、生產(chǎn)車(chē)間改造方案自評估等工作任務(wù)。主要完成生產(chǎn)車(chē)間數字化改造方案的設計和實(shí)施。需要根據提供的實(shí)際生產(chǎn)車(chē)間情況，制定數字化改造方案并實(shí)施改造，方案實(shí)施后，進(jìn)行方案效果評估和成果展示。
1.設計生產(chǎn)車(chē)間數字化改造方案：設計和實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)數字化，包括生產(chǎn)車(chē)間功能規劃及仿真驗證、生產(chǎn)數據采集方案規劃設計、網(wǎng)絡(luò )部署方案設計等；
2.生產(chǎn)車(chē)間智能化集成：包括生產(chǎn)車(chē)間網(wǎng)絡(luò )搭建、生產(chǎn)車(chē)間網(wǎng)絡(luò )通訊測試、智能網(wǎng)關(guān)參數配置與數據采集、智能倉儲、數控加工、激光打標、智能裝配、智能視覺(jué)、AMR自主移動(dòng)機器人構建環(huán)境地圖、RFID 的數據采集與可視化等；
3.生產(chǎn)單元功能開(kāi)發(fā)：智能倉儲的功能開(kāi)發(fā)與調試（PLC程序編寫(xiě)與調試、觸摸屏工程開(kāi)發(fā)、數據關(guān)聯(lián)、RFID配置等）、智能裝配的功能開(kāi)發(fā)與調試（PLC程序編寫(xiě)與調試、工業(yè)機器人編程與調試、視覺(jué)系統示教與調試、RFID配置）、AMR 自主移動(dòng)機器人的功能開(kāi)發(fā)與調試；數控加工中心的改造與調試；數控車(chē)床的改造與調試；
4.生產(chǎn)車(chē)間信息化技術(shù)集成：WMS 智能倉儲系統的信息化（WMS系統的部署和配置、盤(pán)點(diǎn)管理界面下發(fā)盤(pán)點(diǎn)指令，依次對各倉位進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)等）、SCADA 系統信息化（界面設計、信息采集等）、MES系統的信息化集成（配置和變量解析，與各單元通訊與數據關(guān)聯(lián)）；
5.生產(chǎn)車(chē)間運行生產(chǎn)：MES系統的生產(chǎn)與管控、SCADA系統的設備監控、數字孿生系統虛實(shí)聯(lián)動(dòng)；
6.生產(chǎn)車(chē)間數據應用：生產(chǎn)數據采集和分析，以生產(chǎn)過(guò)程中的數據為基礎，進(jìn)行統計、分析和規劃，達到提升工作效率和質(zhì)量的目的；
7.智能物流規劃：設計和實(shí)現數字化物流管理系統，包括倉儲管理、物流運輸等；
8．生產(chǎn)車(chē)間改造方案自評估：根據生產(chǎn)車(chē)間的數字化改造過(guò)程，完成生產(chǎn)車(chē)間數字化改造評估總結。
五、系統結構及功能組成
數字化生產(chǎn)制造應用實(shí)踐系統是以工藝錘制造為生產(chǎn)過(guò)程為主線(xiàn)，以自動(dòng)化和信息技術(shù)為核心，集成機器人、PLC控制、數控加工、激光雕刻、RFID、AGV、二維碼、傳感檢測、智能視覺(jué)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò )、人工智能、數字化仿真、MES、ERP等多項先進(jìn)技術(shù)，構建一條可追溯產(chǎn)品生產(chǎn)流程的數字化生產(chǎn)車(chē)間綜合系統。該生產(chǎn)線(xiàn)模擬生產(chǎn)現場(chǎng)，采用工業(yè)級配置，由自動(dòng)化倉儲單元（立體倉庫、出入庫平臺、堆垛機、RFID）、AGV單元、數控加工中心單元、數控車(chē)床單元、打磨拋光單元、錘頭裝配單元、激光打標單元、裝盒單元、MES軟件等部分組成。設備是一條真實(shí)的加工裝配生產(chǎn)線(xiàn)，對工藝錘進(jìn)行生產(chǎn)，如錘頭的加工、打磨、拋光、裝配、打標、裝盒、輸送包裝等過(guò)程進(jìn)行真實(shí)再現，可生產(chǎn)多品種不同形狀的產(chǎn)品，滿(mǎn)足個(gè)性化定制需求。
（一）智能倉儲單元
智能倉儲單元包含立體庫≥60庫位的倉儲貨架、巷道式堆垛機、出入庫輸送線(xiàn)、傳感器、控制器、人機交互界面等，倉儲貨架分為成品區、原料區等部分。出庫流程：堆垛機根據收到信息自動(dòng)把物料從相應的庫位取出，堆垛機把物料搬運到進(jìn)出料輸送線(xiàn)，AMR自主移動(dòng)機器人把物料取走。進(jìn)庫流程：AMR自主移動(dòng)機器人把物料放到出入庫輸送線(xiàn)后，RFID讀取物料信息，堆垛機根據收到信息自動(dòng)把物料放到相應的庫位上。
（二）智能物流系統
智能物流系統由AMR自主移動(dòng)機器人、智能充電樁、RCS機器人調度系統等組成，實(shí)現不同工作單元之間物料的自動(dòng)流轉。
1. AMR自主移動(dòng)機器人
AMR小車(chē)搭載雙激光SLAM+二維碼導航系統，基于環(huán)境自然特征建圖和定位，無(wú)需軌道和地標，可自主定位和規劃路徑，自主行駛。視覺(jué)、激光、碰撞條、急停等多級防護，最大限度保障人員、設備、物料的安全。
2.智能充電樁
AMR支持3種自動(dòng)充電邏輯，保證長(cháng)久高效的全天候運行。
定時(shí)充電：在人員就餐、休息或換班時(shí)開(kāi)啟定時(shí)充電功能，在定時(shí)充電時(shí)間段，AMR觸發(fā)自動(dòng)充電。
閾值充電：當AMR電量低于設定的閾值百分比后，AMR完成當前任務(wù)，然后前往充電樁自動(dòng)充電。
閑時(shí)充電：無(wú)任務(wù)時(shí)，AMR前往自動(dòng)充電。
3.RCS調度系統
RCS負責實(shí)現AMR車(chē)輛管理、任務(wù)指派、路徑規劃、交通管制、數據統計、故障處理、電量管理、車(chē)輛狀態(tài)獲取、監控展示等功能。RCS由調度引擎程序集、基礎調度程序集以及PostgresSQL數據庫組成。
車(chē)輛管理：可以在任意時(shí)刻（在線(xiàn)、離線(xiàn)）加入、移除AMR，對車(chē)輛的ip、port進(jìn)行管理，版本管理等。智能增減AMR數量。
交通管制：以豐富多樣的交通管制策略，進(jìn)行交通管制，智能高效。
任務(wù)指派：任務(wù)下發(fā)時(shí)通過(guò)算法判斷哪臺 AMR 最適合執行，比如當前位置，當前電量，目前所執行的任務(wù)等。當任務(wù)下發(fā)給 AMR 執行后，根據 AMR 執行情況與所處狀態(tài)動(dòng)態(tài)判斷 AMR 是否依舊適合執行此項任務(wù)，當發(fā)現有更適合條件執行此任務(wù) AMR 時(shí)，任務(wù)將派發(fā)給另外 AMR。
任務(wù)管理：可持久化存儲任務(wù)數據，具備重啟恢復邏輯以避免任務(wù)信息丟失，可實(shí)時(shí)更改任務(wù)優(yōu)先級、任務(wù)參數。
數據統計：按需要可以統計AMR節拍數據、任務(wù)數據、故障率、網(wǎng)絡(luò )狀況、交通阻塞熱點(diǎn)等信息。
故障處理：系統應配置各種常規功能的檢測程序，檢測程序應使用簡(jiǎn)單可靠，能診斷出故障所在的準確部位及類(lèi)別。當AMR出現故障，將故障信息上傳給控制系統，并提供建議的處理方式，以最快速度排查故障。
（三）數控加工中心工作站
1.本設備由數控控制單元、數控加工中心、衍架機械手及控制單元等組成的自動(dòng)化數控加工中心工作站，能自動(dòng)完成對工件的抓取、搬運、上料、加工、下料的工作流程，能滿(mǎn)足學(xué)生對數控機床和機械手相關(guān)知識和技能學(xué)習的需要。
2.數控控制單元主要由西門(mén)子808D Advanced M數控系統、進(jìn)給伺服驅動(dòng)、主軸伺服驅動(dòng)、PMC單元、刀庫控制電路、接口單元、電源電路等組成。
3.數控加工中心采用小型XYZ軸立式加工中心結構，并設計有全封閉防護罩、自動(dòng)門(mén)等，可對金屬、PVC、有機玻璃等材料進(jìn)行多軸銑削加工。參考技術(shù)規格：工作臺面積≥500mm×200mm，X軸行程≥280mm，Y軸行程≥200mm，Z軸行程≥300mm，主電機功率≥1.5kW，主軸最高轉速≥6000rpm，帶斗笠式刀庫。
4.衍架機械手主要由結構框架、X軸運動(dòng)組件、Z軸運動(dòng)組件和氣動(dòng)手爪等組成。X軸運動(dòng)組件和Z軸運動(dòng)組件采用直線(xiàn)模組構成直角坐標機械手，由交流伺服電機驅動(dòng)，并安裝有多個(gè)位置檢測傳感器；氣動(dòng)手爪部分采用伸縮氣缸、回轉氣缸和氣動(dòng)手指組合?？刂茊卧晌鏖T(mén)子S7-1200系列PLC控制器、伺服驅動(dòng)器和電氣控制模塊組成，控制衍架機械手進(jìn)行工件自動(dòng)上下料。
（四）數控車(chē)床工作站
1.本設備由數控控制單元、數控車(chē)床、衍架機械手及控制單元等組成的自動(dòng)化數控車(chē)床工作站，能自動(dòng)完成對工件的上料、加工、下料的工作流程，能滿(mǎn)足學(xué)生對數控機床和機械手相關(guān)知識和技能學(xué)習的需要。
2.數控控制單元主要由西門(mén)子808D Advanced T數控系統、進(jìn)給伺服驅動(dòng)、主軸伺服驅動(dòng)、PMC單元、刀架控制電路、接口單元、電源電路等組成。
3.數控車(chē)床采用小型平床身結構數控車(chē)床，并設計有全封閉防護罩、自動(dòng)門(mén)等，主軸上安裝有氣動(dòng)三爪卡盤(pán)，可對金屬、PVC、有機玻璃等材料進(jìn)行車(chē)削加工。參考技術(shù)規格：床身最大回轉直徑≥220mm，刀架上最大回轉直徑≥80mm，X/Z軸行程≥80mm/200mm，主軸電機功率≥1kW，主軸轉速范圍50～2000rpm，四工位電動(dòng)刀架。
4.衍架機械手主要由結構框架、X軸運動(dòng)組件、Z軸運動(dòng)組件和工裝夾具等組成。X軸運動(dòng)組件和Z軸運動(dòng)組件采用直線(xiàn)模組構成直角坐標機械手，由交流伺服電機驅動(dòng)，并安裝有多個(gè)位置檢測傳感器；工裝夾具采用氣動(dòng)手爪?？刂茊卧晌鏖T(mén)子S7-1200系列PLC控制器、伺服驅動(dòng)器和電氣控制模塊組成，控制機械手進(jìn)行工件自動(dòng)上下料。
（五）打磨拋光單元
打磨拋光單元包含六自由度工業(yè)機器人、多功能打磨機、超聲波清洗機、烘干模塊、輸送線(xiàn)模塊、快換單元、控制器、人機交互界面等，主要完成錘頭的打磨、拋光、清洗、烘干等流程，通過(guò)AMR轉接物料。
（六）裝配單元
裝配單元包含三維龍門(mén)機器人、裝配校正模塊、氣動(dòng)沖壓機、輸送線(xiàn)模塊、快換單元、控制器、人機交互界面等，主要完成錘頭裝配、壓緊等流程，通過(guò)AGV小車(chē)轉接物料。
（七）包裝單元
裝配單元包含三維龍門(mén)機器人、激光打標機、包裝盒蓋模塊、輸送線(xiàn)模塊、快換單元、控制器、人機交互界面等，主要完成錘頭裝盒、激光打標、包裝等流程，通過(guò)AGV小車(chē)將包裝好的成品運輸到成品庫。
（八）AGV接料儲料單元（配置2套）
AGV接料儲料單元包含三維龍門(mén)機器人、托盤(pán)堆垛解垛模塊、輸送線(xiàn)模塊、控制器等，主要完成原料搬運、托盤(pán)碼垛等流程。
（九）總控系統
控制臺主要由電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、急停按鈕、電源指示燈等組成，主要完成各分站的電源控制和工作狀態(tài)并協(xié)調各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )的集成。
（十）MES生產(chǎn)信息化管理系統
MES(manufacturing execution system）生產(chǎn)信息化管理系統，是為了加強ERP/MRP計劃的執行功能，處于制造企業(yè)計劃層(ERP)與控制層(PCS)之間的執行層，是企業(yè)資源計劃系統和設備控制系統之間的橋梁和紐帶，是制造企業(yè)實(shí)現敏捷化和全局優(yōu)化的關(guān)鍵系統?？梢酝瓿绍?chē)間生產(chǎn)的全部加工過(guò)程.包含從工藝管理、E-SOP管理、訂單管理、計劃派工、工單管理、作業(yè)管理、質(zhì)量管理、設備/工裝管理、設備管理、產(chǎn)品追溯管理、生產(chǎn)看板&生產(chǎn)報表、基礎數據、倉庫管理、成品半成品入庫、庫存管理、能源管理等功能，最終實(shí)現數字化工廠(chǎng)的構建。工業(yè)級正版軟件，投標時(shí)提供軟件功能演示視頻。
（十一）數字孿生系統軟件
一體化工業(yè)仿真平臺，能在同一3D環(huán)境下進(jìn)行裝配仿真、人機仿真、自動(dòng)化仿真、物流仿真、設備聯(lián)機等功能實(shí)現。
六、附件
1.配置實(shí)訓手冊及資料1套。
2.調試工具1套，包括萬(wàn)用表1個(gè)、內六角扳手(公制) 1套（1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm）、十字螺絲刀1把、一字螺絲刀1把、工具箱（空箱）等。
2.型材電腦桌 3張
（1）外形尺寸：長(cháng)×寬×高=625mm×600mm×1045mm。
（2）立柱采用3060鋁型材、底盤(pán)框架采用3030鋁型材設計，簡(jiǎn)潔大方，外形美觀(guān)。
（3）立柱前面用一體成型的L型冷軋鋼支撐架加固，保證整體強度安全可靠。
（4）桌面采用12mm厚的實(shí)心抗貝特復合板材，邊緣倒圓，防火防水防靜電、耐腐蝕。
（5） 為了確保質(zhì)量及環(huán)保要求，投標時(shí)提供省級及以上第三方檢測機構出具的檢測(驗)報告，檢測內容包括但不限于金屬?lài)娖?塑)涂層沖擊強度（沖擊高度400mm），木制件表面貼面層耐污染性能（丙酮試驗時(shí)間16h）≥3級，人造板件封邊條表面膠合強度≥0.4MPa）。
（6）配鍵盤(pán)抽屜，鍵盤(pán)抽屜上面有放置筆的凹槽，功能齊全，采用靜音導軌，堅固可靠，推拉順暢。
（7）配四只1.5寸帶剎車(chē)萬(wàn)向腳輪，移動(dòng)方便。
（8）桌面板后面和底板后面帶防護板，防止電腦顯示器和主機掉落。
3.鋼木方凳 3張
（1）外形尺寸：長(cháng)×寬×高=360mm×260mm×450mm。
（2）凳框采用0.9mm厚的優(yōu)質(zhì)方鋼管和優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板焊接而成，堅固耐用。
（3）采用鈑金圓弧壓邊包邊木面板工藝，造型獨特，防止傷手，防護凳面。
（4）凳框表面全自動(dòng)脫脂、靜電噴塑處理，防銹性能好，環(huán)保健康。
（5）凳架采用平光亞光帶雪花深咖啡色噴塑，配色新穎檔次高。
（6）凳面采用18mm厚的高密度復合板材，表面和邊緣高溫熱壓防火PVC，安全環(huán)保。
（7）為了確保質(zhì)量及環(huán)保要求，投標時(shí)提供省級及以上第三方檢測機構出具的檢測(驗)報告，檢測(驗)內容須包括但不限于金屬?lài)娖?塑)涂層附著(zhù)力≥2級，木制件表面貼面層耐污染性能（丙酮試驗時(shí)間16h）≥3級，人造板件封邊條表面膠合強度≥0.4MPa）。
（8）凳腳安裝高分子樹(shù)脂腳套，防滑耐磨損，保護地面。
4.工業(yè)圍欄
（1）外形尺寸約：長(cháng)×寬×高=7000mm×5000mm×1200mm。
（2）立柱和框架采用4040鋁型材設計，設計可調節地腳，簡(jiǎn)潔大方，外形美觀(guān)。
（3）采用5mm厚透明有機玻璃作為封板，結構牢靠。
（4）設計有兩扇門(mén)帶鎖，方便調試進(jìn)出，正面高度為900mm,方便觀(guān)察AMR小車(chē)運行情況。
5.數據大屏（配落實(shí)式安裝可移動(dòng)平臺）
1.數據大屏：超高清4K屏幕，尺寸不小于65寸；
2.落實(shí)式安裝平臺配有儲物柜、配有鍵盤(pán)抽屜，可放置的鍵盤(pán)和鼠標，功能齊全，采用靜音導軌，堅固可靠，推拉順暢；
3.整體尺寸： 1460mm×520mm×1950mm（長(cháng)×寬×高）；
4.配四只2.5寸帶剎車(chē)萬(wàn)向腳輪，移動(dòng)方便。
七、用戶(hù)選購件
1.計算機（用戶(hù)需自備4臺電腦）（用戶(hù)選配）
推薦配置：CPU I7/16G內存/256G固態(tài)硬盤(pán)+1TB機械硬盤(pán)/4G獨立顯卡/23.8WLED。