电子装配行业的多信息系统协作平台架构设计

陈大伟

摘 要 当前电装行业正在快速发展智能制造技术，本文旨在探索通过设计合理科学的多信息系统协作平台来推动电装行业的智能制造发展进程。多信息系统协作平台将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合，以端到端数据流为基础，实现互联互通，可有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗，对推动制造业转型升级具有重要意义。

【关键词】电子装配 智能制造 大数据 智能机器人 多系统协作

智能生产的核心环节是实现全部生产过程的数字化，将现实当中所有的生产过程全部映射到虚拟的数字世界里。通过构建数字化工厂，从而实现智能制造。电子装配行业在转型升级的过程中会不断导入大量的信息系统，为了打破各系统之间的信息孤岛，必须在顶层完成多系统协作平台方案设计。

本文介绍通过构建多系统联动实现电装智能生产方案，本方案主要包含了机器人控制及信息交换系统、顶层IT系统架构设计。在统一的业务协作平台上，对产品实现全生命周期管理，运用大数据技术反馈指导产线的智能优化。

1 系统整体架构方案

智能的电子装配生产线系统构架分为三个部分（图1）：

（1）利用多机器人联动技术将各个工位的作业机器人在生产线上实现相互联动，形成自动化的生产线；

（2）物料系统和生产系统的无缝对接，实现机器人系统与生产信息系统联动；

（3）实现驱控一体化的多机器人线体内、线体间联动和机器人系统与生产信息系统对接联动，形成面向电子产品制造的机器人装配生产线。

2 基于機器人信息系统的智能生产线设计方案

该生产线包括传送线和高精度的搬运、打螺丝和装配机器人等。各功能机器人实现联动工作（图2），生产线传送带将空壳体传送至该工位，装配机器人将壳体固定于装配工位，并将零件逐一安装在壳体上，而后通过传送带将其传送至打螺丝工位，打螺丝机器人从螺丝振动盘上抓取螺丝安装于壳体上，并进行固定；完成安装后传送带将壳体运送到下一个工位。

3 IT系统建设方案

建立在3D视觉引导下的，机器人与机器人间，机器人与供料机构间的定位联动系统。该系统以机器人为主体，供料机构与机器人可任意组合。采用手眼识别的定位原理，首先通过CCD摄像机、图像信号接收与A/D转换模块、图像处理模块，实现对图像信息的获取、采集、转化、分析、提取和边界特征识别，分析出供料机构的空间坐标信息，并传送给总控模块，总控模块做出智能判断并指导控制执行模块，将供料机构的坐标系与自己建立的坐标系关联。通过供料机构的电路接口与主控机器人的电路接口，由机器人控制供料机构联动。

4 业务协作平台设计方案

组装单元线内多个驱控一体机器人之间通过IP或CAN总线进行通信，形成联动；同时设置总控服务器协调各线体间的机器人，实现多机器人线体间联动；总控服务器收集机器人的生产信息，并与生产信息系统建立联接，将生产数、材料消耗数等提供给生产信息系统，形成联动。

5 智能产线大数据管理体系

该电子装配线不管是各个信息系统还是大量传感器获取实时生产数据，无疑会形成海量的数据库，所以应该摆脱以系统带动的局面，而是应回归到数据价值本身，围绕价值流梳理、规划构建大数据管理体系。围绕大数据管理体系，本协作平台需要逐步完成以下四点建设内容：

5.1 建立科学、完整的数据收集体系

企业要明确哪些数据是对企业经营有用的，在拥有这些数据后管理决策者可以掌握了解企业现状，并可依据数据做出决定。企业需要建立明确的数据收集范围、规范和数据收集保障制度。

5.2 找到可靠的数据来源和采集方法

例如：企业要找到可靠的市场数据来源从而做到对市场的准确、及时把握，可以是专业的市场调研机构，也可能是大数据供应商；生产现场的数据，如设备状态数据、实时的生产状况等，需要考虑建立生产执行系统，利用RFID、设备接口等技术获取。这些数据来源要能够及时、准确地提供数据。

5.3 建立统一、高效的数据处理平台

企业所有的数据要在统一的平台下进行分析，要根据企业的经营需要建立科学的数据分析模型。数据量大而且复杂的企业要考虑使用云计算技术以提高数据分析速度。

5.4 要实现实时的数据处理和价值展现

数据在能及时获取的情况下才是最有价值的。随着制造业市场竞争的加剧，管理者需要实时地掌握企业的现状，这就需要做好几方面工作：一方面要实现实时的数据通路，无论是底层的设备数据，还是财务数据，都要能实时被搜索和传输；另一方面，要实现移动客户端的数据查看，管理者可以不受地域、时间的约束。

6 结束语

在电子制造行业里，通过构建基于机器人的多信息系统业务协作平台，能够实现系统的精密化、自动化、信息化、柔性化、智能化、可视化业态。机器人装配生产线已经在部分企业试运行，生产效率显著提升，产品质量明显提高。

参考文献

[1]丁林祥.电子制造业机器人智能化解决方案[M].机械工业出版社，2016（06）.

[2]黄炳铮.关于推进我国智能化发展的思考[J].中国信息界，2012（01）.