工業(yè)機器人智能工廠運行管理

1DB21/TXXXX—XXXX工業(yè)機器人智能工廠運行管理本文件規(guī)定了工業(yè)機器人智能工廠的運行管理架構和要求。本文件適用于工業(yè)機器人智能工廠生產過程的運行管理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T41255—2022智能工廠通用技術要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1智能工廠smartfactory在數字化工廠的基礎上，利用物聯網技術和監(jiān)控技術加強信息管理和服務的、可提高生產過程可控制性及減少生產線人工干預的、合理計劃排程的集智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體的人性化工廠。[來源：GB/T38129—2019,3.1.1,有修改]3.2工業(yè)機器人智能工廠smartfactory制造設備主要由工業(yè)機器人組成的智能工廠。注：生產某種產品的智能工廠，這種產品包括工業(yè)機器人、家電等產品。4運行管理架構工業(yè)機器人智能工廠（以下簡稱智能工廠）運行管理架構見圖1，主要包括工業(yè)機器人等其他制造設備管理、生產跟蹤管理、生產物流管理、過程質量管理、計劃調度管理、統(tǒng)計分析管理和系統(tǒng)配置管理，對生產運行過程進行管理，以實現智能工廠運行的規(guī)范化管理。2DB21/TXXXX—XXXX圖1智能工廠運行管理架構5運行管理要求5.1通用要求智能工廠應具備GB/T41555—2022中5.2的基本要素。5.2制造設備管理5.2.1通用要求制造設備管理應包括但不限于設備狀態(tài)監(jiān)測、設備運行分析、設備運行維護和設備故障管理功能。5.2.2設備狀態(tài)監(jiān)測應對工業(yè)機器人等關鍵生產設備進行實時狀態(tài)監(jiān)測。5.2.3設備運行分析應對制造設備運行狀態(tài)進行建模分析，給出設備運行趨勢預測曲線。5.2.4設備運行維護應根據制造設備類型制定維護計劃，并按計劃對設備進行維護，并將維護信息歸檔。5.2.5設備故障管理宜根據制造設備運行趨勢曲線制定有針對性的預測性維護方案，及時發(fā)現設備運行的潛在異常情況并進行維護管理。5.3計劃調度管理5.3.1通用要求計劃調度管理應包括但不限于托盤管理、線邊庫管理、工位管理和調度信息管理。5.3.2托盤管理3DB21/TXXXX—XXXX托盤管理宜包括維護托盤名稱、托盤編碼、托盤分類，如果不是通用托盤，維護托盤能承載的特定物料類型。5.3.3線邊庫管理線邊庫管理宜包括維護線邊庫名稱、線邊庫對應的工位名稱以及該線邊庫允許存放的物料類型。5.3.4工位管理工位管理宜包括維護工位名稱、工位描述、工位的坐標信息、工位是否需要舉升裝置等信息。5.3.5調度信息管理工位生產所需的帶料托盤或空托盤在立庫和工位間調度，并將該信息發(fā)送給智能物流調度平臺，平臺基于物流設備當前狀態(tài)進行優(yōu)化調度，關鍵信息宜包括但不限于：——調度類型：立庫到工位、立庫到工位；——是否需要智能物流設備參與；——工單名稱；——工位位置；——工位自動化加工程序；——請求類型：請求空托盤/請求帶料托盤；——托盤編碼。5.4生產跟蹤管理5.4.1通用要求生產跟蹤管理應包括但不限于工單管理、工單跟蹤和監(jiān)控功能模塊，實現對生產工單整個生產周期的管理，對工單生產過程關鍵數據的實時記錄，對生產過程中各生產要素進行事后回溯分析。5.4.2工單管理5.4.2.1工單管理用于記錄、處理、跟蹤一項工作的完成情況，是對客戶訂單的分解，用于指導立庫配盤、物流配送等生產過程，基本屬性宜包括：——工單狀態(tài)：維護工單狀態(tài)，例如正在生產、工單掛起、生產完成等；——物料名稱：該工單生產的物料名稱，可以是機器人，可以是關鍵部件；——生產數量：該工單生產總量；——優(yōu)先級：用于排產調度的基本約束；——計劃開始時間：該工單第一道工序的計劃開工時間；——計劃完成時間：該工單最后一道工序的計劃完成時間；——釋放時間：該工單的實際下達時間。5.4.2.2主要實現工單查詢、工單新增、工單復制、工單刪除、請求配盤和取消配盤等操作。a)工單查詢。根據工單名稱、計劃開始時間、計劃完成時間、工單類型和工單狀態(tài)來對生產工單進行篩選查詢，以便后續(xù)進行訂單的復制、刪除和請求配盤等操作；b)工單新增。工單新增包括的基本信息：工單名稱、工單狀態(tài)、工單類型、優(yōu)先級、計劃開始時間、計劃完成時間、釋放時間、項目號、物料、數量和工單描述；c)工單復制。工單復制支持復制選中工單的基本信息，按需求進行編輯后，確認保存即可完成工單新增；4DB21/TXXXX—XXXXd)工單刪除。工單刪除支持刪除選中的工單；e)請求配盤。基于指定工單發(fā)出配盤請求，包括工單名稱、產品編碼、生產數量、裝配托盤和托盤配盤數量等信息，以便進行后續(xù)的WMS配盤；f)取消配盤。取消指定工單的配盤請求。5.4.3工單跟蹤管理5.4.3.1工單跟蹤主要實時記錄在工單生產過程中涉及的關鍵數據信息，完成工單在整個生產過程中各種生產要素的追溯和分析，宜包括工單配盤、立庫計劃管理和工單在制管理功能模塊。a)工單配盤：——支持按工單號和配盤數據狀態(tài)進行工單配盤記錄查詢，工單配盤記錄包括工單號、產品型號、生產數量、工位編號、物料編碼、單套物料數、總數、優(yōu)先級、截止日期和配盤狀態(tài)等；——基于指定配盤記錄發(fā)送WMS配盤通知，通知立庫系統(tǒng)進行配盤，并實時跟蹤工單配盤狀態(tài)。b)立庫計劃管理：立庫系統(tǒng)在計劃管理的待配盤工作列表中，可查看工單配盤任務記錄，及配盤記錄對應的物料信息，包括物料編碼、物料名稱、單位、計劃數量、分配數量、完成數量、工單號&工位、產品生產數量等信息，立庫系統(tǒng)按物料信息進行配盤，完成配盤后，工單狀態(tài)更新為已完成配盤?！煜到y(tǒng)在計劃管理的代辦工作中，可查看工單配盤任務記錄；——配盤記錄關聯對應的物料信息，包括物料編碼、物料名稱、單位、計劃數量、分配數量、完成數量、工單號&工位、產品生產數量等；——立庫系統(tǒng)按物料信息進行配盤，完成配盤后，工單狀態(tài)更新為已完成配盤。c)工單在制管理：——針對已完成配盤狀態(tài)的工單，進行工位備料，通知生產調度系統(tǒng)向智能物流設備調度系統(tǒng)發(fā)送托盤出庫申請，即可生成對應的智能物流設備任務；——托盤出庫完成后，通知生產跟蹤子系統(tǒng)，進行工位備料；——物料成功配送到工位對應位置后，即可進行工單生產，在生產過程中實時記錄物料消耗情況；——根據實際生產需求發(fā)出托盤出庫、托盤返庫和托盤返線邊庫等智能物流設備調度任務，工單完成后，工單狀態(tài)變更為生產完成。5.4.4工位狀態(tài)監(jiān)控工位狀態(tài)監(jiān)控主要實時監(jiān)控各個工位的生產運行狀態(tài)，以便生產人員全方位地把控工位生產狀況，高效調整生產策略，工位狀態(tài)監(jiān)控宜包括：——工位狀態(tài)，包括空閑和正在工作等狀態(tài)；——托盤狀態(tài)，工位對應位置是否有托盤，以及對應的托盤編碼；——報警信息，顯示工位的報警信息，包括光柵報警、機器人急停和報警燈信息；——PLC連接，實時顯示工位PLC連接狀態(tài)，包括有連接和無連接狀態(tài)。5.4.5物料消耗監(jiān)控物料消耗監(jiān)控主要實時監(jiān)控各個產品的物料消耗情況，宜包括：——支持具體工單在各個工位-位置的物料消耗查詢；——物料列表，包括物料編碼、物料型號、物料描述、數量和消耗類型；物料消耗記錄，具體包括消耗序號列、消耗日期和消耗不同原因。5.5生產物流管理5DB21/TXXXX—XXXX5.5.1通用要求生產物流管理應包括但不限于物流配送路線管理、物料清單管理、配盤管理、要料管理、工單執(zhí)行管理、完工轉序管理和物流監(jiān)控。對生產過程中關鍵物料在智能工廠內部前后工位之間、工位與立體倉庫之間流轉的物流活動進行管理，實現物料的及時、準確配送和物流優(yōu)化調度。5.5.2物流配送路線管理5.5.2.1物流配送模型描述生產過程的操作順序的技術文件，是多個工序的序列，是調度物流設備進行自動配送的關鍵模型，其基本信息宜包括：——物流配送路線名稱；——物流配送路線版本；——物流配送路線描述。5.5.2.2關鍵信息宜包括但不限于：——工位順序；——第一步工位；——最后一步工位；——是否需要智能物流設備；——旋轉點；——旋轉角度；——自動裝配工位控制程序。5.5.3物料清單管理5.5.3.1描述工業(yè)機器人相關總裝件、分裝件、組件、部件、零件之間的結構關系，以及所需的數量，基本信息宜包括：——BOM名稱；——版本號；——BOM描述。5.5.3.2關鍵信息宜包括但不限于：——所需物料名稱；——所需物料規(guī)格；——所需物料數量。5.5.4配盤管理創(chuàng)建工單并下達后，宜根據實際生產狀態(tài)，向立體倉庫發(fā)送物料的配盤申請，發(fā)送信息宜包括工單號、產品類型、工單生產數量、配送工位、物料編碼等信息。系統(tǒng)根據BOM自動計算物料需求，立體倉庫進行配盤操作，并將配盤申請的狀態(tài)更新為“配盤完成”。5.5.5要料管理立體倉庫將工序所需物料配盤完成后，發(fā)送物料齊套信號到工位，工位開始生產，宜先立體倉庫發(fā)送生產要料請求，系統(tǒng)將物料配送請求發(fā)送到智能物流調度平臺，平臺根據物料種類、物料總重量、托盤類型等綜合信息，根據物流設備、叉車等物流設備的當前任務列表進行統(tǒng)一調度。6DB21/TXXXX—XXXX在接收到調度指令之后，系統(tǒng)將取料點位置、目標點位置發(fā)送給智能物流設備，智能物流設備將其狀態(tài)更新為“取貨”，當達到立體倉庫后，自動搬運機器人自動識別該智能物流設備所需的托盤編碼并進行搬料操作，系統(tǒng)將該智能物流設備狀態(tài)更新為“送貨”，并將托盤編碼和該設備綁定。5.5.6工單執(zhí)行管理物流設備到達工位后，系統(tǒng)通知該工位為機器人自動化搬運提供精準定位信息。機器人通過RFID和視覺識別技術，比對該工位BOM表和實際物料信息，確保一致后宜進行工單執(zhí)行，并將物流設備的狀態(tài)更新為“完成配送”，可供智能調度系統(tǒng)進行調度。5.5.7完工轉序管理自動化生產工位完成任務后，宜向系統(tǒng)發(fā)送完工回報信號，系統(tǒng)根據工藝流程獲取下一工位的信息，并通知智能物流調度系統(tǒng)起始工位、目標工位等信息，智能物流設備機器人完成轉序操作，進行下一工位進行裝配，直到執(zhí)行完整條工藝路線。5.5.8物流監(jiān)控物流監(jiān)控主要實現工單配盤、立庫出庫和智能物流設備任務的實時監(jiān)控，宜包括：——工單配盤監(jiān)控，包括物料編碼、明細數量、物料套數和托盤狀態(tài)等；——立庫出庫監(jiān)控，包括工單編號、出庫托盤編碼、物料型號、物料數量、任務類型、工位編碼、物料托盤位置、目標位置地圖點和申請出庫時間等；——智能物流設備任務監(jiān)控，包括任務編碼、任務步號、任務狀態(tài)、目標地圖點、地圖點名稱、動作、車輛類型、車輛編號、物料托盤等。5.6過程質量管理5.6.1通用要求過程質量管理應包括但不限于過程檢驗管理、信息管理和質量檢測與監(jiān)控。5.6.2過程檢驗管理過程檢驗宜包括原材料檢驗、樣品檢驗和產品檢驗等。5.6.3信息管理5.6.3.1應建立過程質量記錄，保證各環(huán)節(jié)的可追溯性。5.6.3.2宜使用在線質量檢測的方式，實時采集數據。5.6.3.3宜構建質量管理信息系統(tǒng)，實現質量信息化和質量管理的信息化，并實現分析數據自動采集、數據信息共享。5.6.4質量檢測與監(jiān)控針對關鍵質量參數，宜采用統(tǒng)計過程控制（SPC）方法實現質量分析，能提供基于控制圖的監(jiān)測畫面對質量異常情況進行及時報警，以達到及時發(fā)現質量缺陷和有效評估過程質量的目的。5.7統(tǒng)計分析管理統(tǒng)計分析管理為智能工廠組織生產提供數據的統(tǒng)計分析功能，應包括但不限于統(tǒng)計分析看板和統(tǒng)計分析報表功能。7DB21/TXXXX—XXXX5.7.1統(tǒng)計分析看板5.7.1.1用于展示智能工廠生產情況，可包括車間看板和工位看板。車間看板展示車間整體生產情況，宜包括：——當前工單；——下一工單；——本日已完成產量；——本人故障數量；——本月已完成產量；——生產進度和月產量。5.7.1.2工位看板展示各工位當前生產情況，宜包括：——工單號；——生產序列號；——產品規(guī)格或型號；——當前工位自動識別圖片。5.7.2統(tǒng)計分析報表為智能工廠組織生產提供制造數據采集、設備利用情況、生產質量情況、生產進度情況及成本統(tǒng)計等方面數據的統(tǒng)計功能。統(tǒng)計分析報表宜包括：——設備利用情況；——生產質量情況；——生產進度情況；——成本統(tǒng)計表。5.8系統(tǒng)配置管理5.8.1通用要求系統(tǒng)配置管理應包括但不限于用戶管理、模塊管理、用戶權限管理、關鍵表日志管理和服務器日志管理功能。5.8.2用戶管理用戶管理提供系統(tǒng)使用者信息管理。用戶管理內容宜包括：——姓名；——郵箱；——工號；——工種；——移動電話；——照片；——能力評級；——角色。5.8.3模塊管理模塊管理用于存儲系統(tǒng)功能模塊信息。8DB21/TXXXX—XXXX模塊管理內容宜包括：——模塊名稱；——英文名稱；——本地路徑；