電子裝配行業的多信息系統協作平臺架構設計

陳大偉

摘 要 當前電裝行業正在快速發展智能制造技術，本文旨在探索通過設計合理科學的多信息系統協作平臺來推動電裝行業的智能制造發展進程。多信息系統協作平臺將物聯網、大數據、云計算等新一代信息技術與設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節融合，以端到端數據流為基礎，實現互聯互通，可有效縮短產品研制周期、提高生產效率、提升產品質量、降低資源能源消耗，對推動制造業轉型升級具有重要意義。

【關鍵詞】電子裝配 智能制造 大數據 智能機器人 多系統協作

智能生產的核心環節是實現全部生產過程的數字化，將現實當中所有的生產過程全部映射到虛擬的數字世界里。通過構建數字化工廠，從而實現智能制造。電子裝配行業在轉型升級的過程中會不斷導入大量的信息系統，為了打破各系統之間的信息孤島，必須在頂層完成多系統協作平臺方案設計。

本文介紹通過構建多系統聯動實現電裝智能生產方案，本方案主要包含了機器人控制及信息交換系統、頂層IT系統架構設計。在統一的業務協作平臺上，對產品實現全生命周期管理，運用大數據技術反饋指導產線的智能優化。

1 系統整體架構方案

智能的電子裝配生產線系統構架分為三個部分（圖1）：

（1）利用多機器人聯動技術將各個工位的作業機器人在生產線上實現相互聯動，形成自動化的生產線；

（2）物料系統和生產系統的無縫對接，實現機器人系統與生產信息系統聯動；

（3）實現驅控一體化的多機器人線體內、線體間聯動和機器人系統與生產信息系統對接聯動，形成面向電子產品制造的機器人裝配生產線。

2 基于機器人信息系統的智能生產線設計方案

該生產線包括傳送線和高精度的搬運、打螺絲和裝配機器人等。各功能機器人實現聯動工作（圖2），生產線傳送帶將空殼體傳送至該工位，裝配機器人將殼體固定于裝配工位，并將零件逐一安裝在殼體上，而后通過傳送帶將其傳送至打螺絲工位，打螺絲機器人從螺絲振動盤上抓取螺絲安裝于殼體上，并進行固定；完成安裝后傳送帶將殼體運送到下一個工位。

3 IT系統建設方案

建立在3D視覺引導下的，機器人與機器人間，機器人與供料機構間的定位聯動系統。該系統以機器人為主體，供料機構與機器人可任意組合。采用手眼識別的定位原理，首先通過CCD攝像機、圖像信號接收與A/D轉換模塊、圖像處理模塊，實現對圖像信息的獲取、采集、轉化、分析、提取和邊界特征識別，分析出供料機構的空間坐標信息，并傳送給總控模塊，總控模塊做出智能判斷并指導控制執行模塊，將供料機構的坐標系與自己建立的坐標系關聯。通過供料機構的電路接口與主控機器人的電路接口，由機器人控制供料機構聯動。

4 業務協作平臺設計方案

組裝單元線內多個驅控一體機器人之間通過IP或CAN總線進行通信，形成聯動；同時設置總控服務器協調各線體間的機器人，實現多機器人線體間聯動；總控服務器收集機器人的生產信息，并與生產信息系統建立聯接，將生產數、材料消耗數等提供給生產信息系統，形成聯動。

5 智能產線大數據管理體系

該電子裝配線不管是各個信息系統還是大量傳感器獲取實時生產數據，無疑會形成海量的數據庫，所以應該擺脫以系統帶動的局面，而是應回歸到數據價值本身，圍繞價值流梳理、規劃構建大數據管理體系。圍繞大數據管理體系，本協作平臺需要逐步完成以下四點建設內容：

5.1 建立科學、完整的數據收集體系

企業要明確哪些數據是對企業經營有用的，在擁有這些數據后管理決策者可以掌握了解企業現狀，并可依據數據做出決定。企業需要建立明確的數據收集范圍、規范和數據收集保障制度。

5.2 找到可靠的數據來源和采集方法

例如：企業要找到可靠的市場數據來源從而做到對市場的準確、及時把握，可以是專業的市場調研機構，也可能是大數據供應商；生產現場的數據，如設備狀態數據、實時的生產狀況等，需要考慮建立生產執行系統，利用RFID、設備接口等技術獲取。這些數據來源要能夠及時、準確地提供數據。

5.3 建立統一、高效的數據處理平臺

企業所有的數據要在統一的平臺下進行分析，要根據企業的經營需要建立科學的數據分析模型。數據量大而且復雜的企業要考慮使用云計算技術以提高數據分析速度。

5.4 要實現實時的數據處理和價值展現

數據在能及時獲取的情況下才是最有價值的。隨著制造業市場競爭的加劇，管理者需要實時地掌握企業的現狀，這就需要做好幾方面工作：一方面要實現實時的數據通路，無論是底層的設備數據，還是財務數據，都要能實時被搜索和傳輸；另一方面，要實現移動客戶端的數據查看，管理者可以不受地域、時間的約束。

6 結束語

在電子制造行業里，通過構建基于機器人的多信息系統業務協作平臺，能夠實現系統的精密化、自動化、信息化、柔性化、智能化、可視化業態。機器人裝配生產線已經在部分企業試運行，生產效率顯著提升，產品質量明顯提高。

參考文獻

[1]丁林祥.電子制造業機器人智能化解決方案[M].機械工業出版社，2016（06）.

[2]黃炳錚.關于推進我國智能化發展的思考[J].中國信息界，2012（01）.