基于物聯網的數控機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ZHU Yong-guo 呂洋LV Yang

摘要：以多技術狀態數控機床裝配物料的配送流為研究對象，構建基于物聯網的數控機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，以解決現代數控機床數字化裝配的難題。

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.

關鍵詞：物聯網;數控機床;物料

Key words： IOT;CNC machine tool;material

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）22-0067-02

0? 引言

當前，隨著智能裝備技術的發展，制造加工企業對定制型個性化的數控機床和成套的自動化制造單元或系統的需求不斷提高，為此，數控機床制造廠家會在某一型號的數控機床產品上不斷的增加、改進若干功能模塊，以滿足市場的需求，由此衍生出規格、結構類似但配置不同的多技術狀態數控機床型號，會給數控機床廠家的裝配物料管理提出更高的要求，以確保數據的準確、實時，以降低管理成本，提升數控機床制造廠家的信息化水平。

1? 物料配送組織模型和任務模型

1.1 物料配送組織模型構建

數控機床物料配送的主要任務是：依據數控機床項目研制規劃編制生產物料需求計劃;物料的接收、復驗、保管、發放;編制配送物料配送計劃;制定物料消耗定額;依據物料配送計劃進行合理下料;依據配送物料配送計劃，科學合理配送;滿足企業精益制造的要求。

針對數控機床制造裝配層級復雜、物料數量種類繁多、下料程序復雜等特點，引入專職物流管理部門——物料配送中心，建立數控機床裝配物料配送的組織結構模型。物料配送中心下設生產計劃科、工藝技術科、倉儲管理科、工段等子機構。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模型構建

在結合數控機床裝配配送的管理要素和協作管理的基礎上，綜合考慮物料配送、調度、計劃、檢驗等業務部門的協作和并行，并兼顧裝配和工藝、生產、質量、檔案、經營等主管部門的業務工作和協作關系，建立如圖2所示的面向數控機床裝配的物料配送任務模型圖。依據任務模型，明晰數控機床裝配物料配送流程、厘清各配送組織間的業務邏輯。

2? 面向物聯網的裝配物料信息流控制

首先，根據AO、ABOM、任務分解等因素確定裝配站位物料需求計劃，再按照物料需求計劃，進行物料配套管埋，生成配套清單和缺件清單。對缺件生成采購計劃，由采購部門進行采購。然后，根據裝配指令開工時間，進行物料配送。裝配進行時，實時監控物料配送計劃的執行狀態和裝配現場的生產狀態，通過評估計算后決定是否生成并采用新的配送計劃功能。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化

根據數控機床裝配物流的實際需求，提出物料配送多粒度建模與仿真優化的技術體系結構。以數控機床車間布局、工藝數據、配送計劃、生產計劃和人員安排等作為仿真建模的輸入，對多技術狀態數控上機床裝配生產線盡心多粒度虛擬建模，并通過仿真評估模塊進行有效性評估以確保滿足在線仿真和優化的需要。對多技術狀態數控機床裝配生產線的配送能力進行分析和評估，根據工程目標對數控機床裝配物流的瓶頸進行優化以修改模型，并進行在線仿真。

4? 基于物聯網的裝配物料智能配送體系構建

基于物聯網的數控機床裝配物料智能配送體系由離散型站位和物料配送系統組成，通常配送載體以裝配包為單元，按照優化路徑采用實時定位的方式完成裝配物料的自動配送?；谖锫摼W的數控機床裝配物料智能配送體系結構如圖4所示。

基于物聯網的數控機床裝配物料智能配送體系以企業管理系統如ERP、PDM、CAPP、MES等為頂層系統，通過任務接口與配送系統進行信息的交互。配送系統接受配送任務后，根據車間定位和數據模型組合數字化裝配站位地圖提供的實時數據信息等對配送路徑進行最優規劃，并可以通過對配送載體的導航、跟蹤和車間生產要素變動的相應等利用動態調度算法策略，對配送路徑進行動態調整以較好的完成配送任務。

5? 結語

以多技術狀態數控機床裝配物料的物流為研究對象，尋求適合數控機床裝配車間的物料配送模式及具體方法，構建基于物聯網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，以解決現代數控機床數字化裝配的難題。

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