面向复杂装配生产线的MES关键技术研究及产品开发.pdf

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1、“面向制造业的核心软件开发”MES课题技术研讨会面向复杂装配生产线的MES关键技术研究及产品开发朱海平华中科技大学2013/8/7长春研究背景本研究内容来源于“十二五”863重大项目“面向制造业的核心软件开发”的课题——“面向复杂装配生产线的MES关键技术研究及产品开发”1提纲1、复杂装配生产线MES需求分析2、复杂装配生产线MES关键技术研究3、复杂装配生产线MES产品研发4、复杂装配生产线MES应用与产业化2现代制造企业生产管理面临的挑战大批量定制下，产品配置(构型)数量越来越多–汽车、工程机械：上千种配置共线装配–航空：按架次管理，每架飞机及关键部件构型唯一产品结构和工

2、艺流程日趋复杂–汽车、工程机械：几百个工位，几千种配套件–航空：200多份AO，几千道工序（ARJ21机头）对过程质量控制的要求越来越严–汽车、工程机械：关重件质量档案、追溯（召回）–航空：所有配套件的过程质量档案作为交付资料包JIT生产和精益管理–汽车、工程机械：物流配送精确到分钟–航空：保证齐套性，减少缺件等待时间多品种混流生产、精益生产、全面质量管理等生产模式和管理模式的变革对计划、执行、物流、质量和制造资源的管控提出了更高的要求3装配生产的类型及特点流水线非流水线不同装配生产类型对MES的应用需求存在显著差异4流水线型装配MES的业务需求分析在生产现场透明化感知的基

3、础上，实现执行过程有序可控，并通过仿真和运筹优化等技术实现生产过程的优化，提高生产效率，降低物料库存，保证产品质量5提纲1、复杂装配生产线MES需求分析2、复杂装配生产线MES关键技术研究3、复杂装配生产线MES产品研发4、复杂装配生产线MES应用与产业化6技术框架解决生产“透明”解决生产“有序”解决生产“优化”问题问题问题基于制造物联网的混流装配下物流制造执行过程建过程感知技术精准配送技术模与优化技术1）面向车间应用的制造物联基础理论2）基于RFID和PLC的车身识别与路1）基于数字化工厂的物流仿真由控制1）精益物流配送模式分析优化3）基于RFID的立库物料快速分拣与2）物料快

4、速分拣与组盘流程2）混流装配过程排序优化组盘4）基于RFID的关重件自动识别的实现3）汽车排序缓冲区出入站优化5）基于无线传感网的质量数据采集3）精益物流执行系统的构建4）汽车发动机加工与装配协同6）人、机、料、订单和制造过程数据4）现场装配防错装置优化的自动关联5）物流配送中的车辆定位与智7）移动平板手持终端应用能调度8）集中、可视化管控的生产控制中心71）面向车间应用的制造物联网基础理论提出了基于复杂网络理论的感知网络部署方法，构建了具有快速传输特性的小世界感知网络无线传感网络Web服务系统实现了无线传感网络分簇路由协ZigBee终端节点移动终端ZigBee路ZigBee

5、终由节点端节点远程ZigBee协议的改进算法，应用于Zigbee无调器节点Web移动终端ZigBee终网关服务器端节点ZigBee路线组网由节点ZigBee终传感器固定终端端节点实现了基于RSSI测距模型的蒙特卡罗定位算法，用于移动制造资源(比如叉车和人)的精确定位申请5项发明专利，在PhysicaA等国际知名期刊发表论文十余篇82）基于RFID和PLC的车身识别与路由控制采用RFID技术自动识别汽车车身，并根据调度优化的结果，通过与PLC的集成来实现车身路由控制RFID车身实时识别装置车身识别缓冲区路由控制根据计算结果自动排序申请2项发明专利，成果在江淮汽车得到成功应用93

6、）基于RFID的立库物料快速分拣与组盘通过RFID技术，实现从立体仓库出货分拣到台套组盘的标准化、可视化作业流程，分拣和组盘效率提高了50%以上申请1项发明专利，成果在三一重工泵送车间得到成功应用104）基于RFID的关重件自动识别在制品依附永久RFID标签，上线生成；关重件依附临时RFID标签关重件装配上线时，通过RFID识别，建立其与在制品的关联关系，自动生成关重件档案关重件RFID标签可重复利用，节约成本申请1项发明专利，成果在多家汽车制造企业得到成功应用115）基于无线传感网(WSN)的质量数据采集建立了基于智能加工单元的质量数据实时采集框架研发了基于WSN的

7、质量数据采集模块，与数字化检测设备集成，实现了制造过程质量数据自动采集申请1项发明专利，成果正在三一重工等企业进行应用实施126）人、机、料、订单和制造过程数据的自动关联人员、物料等移动对象用RFID进行定位与跟踪，与智能加工单元实时关联机器、设备等固定对象通过网络的MAC地址与智能加工单元关联根据主机装配的实时报工信息将质量数据与主机订单进行匹配，便于追溯申请1项发明专利，成果正在三一重工等企业进行应用实施137）移动平板手持终端应用基于富客户端界面，无线联网，触屏操作