面向终端客户的海绵FMS系统研究

朱柯杰 吕林峰 徐殷建

摘要：海绵发泡和加工行业是劳动密集型和高风险生产型企业，在未来人工的成本将会上升还有国家对安全生产的把控等因素，而且从事于海绵产线自动化与智能化的企业也相当少。从安全角度考虑，并且在未来自动智能工厂的大趋势下，通过线上线下相结合并配合自动化生产线的方式，建立起全新的高度自动化的海绵生产线。

关键词：自动化工厂;云服务;智能终端;MES

1、前言

由于海绵生产本身的特殊性，存在诸多不安全因素，以及在仓储、制造等方面的智能化、信息化程度过低，考虑在未来人工的成本将会上升还有国家对安全生产的把控等因素，我们计划建设以云计算为核心，以物联网为管道，依托云服务和工厂自动化加工系统，对海绵产线进行智能化改造升级，将原始的加工手段替换为以工业机器人为核心的柔性加工系统，最大程度的降低人工作业的风险系数;提升加工产线的灵活性，使产线能够加工各式各样的海绵形状，实现客户到产品之间的无缝衔接。

2.智能立体仓库的概念

实现自动化工厂的目的是减少人工成本，提高生产效率，“仓储—制造一体化”、网格化尤为重要，仓储包括原料储存和成品储存，实现其智能化是提高原料快速下线、产品快速上线、自动分区堆放、物流识别的关键一步，也是最快速最便捷进行仓库管理的方式。

项目引入了标记与识别系统，利用数据标签识别，实时掌握仓储容量、产品位置、订单详情等内容。通过RFID射频识别标签方案结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的。主要用于入库时快速匹配订单信息，对海绵进行精确生产和分区。生产结束后，自动喷码机在装载箱体内部喷涂二维码，写入生产批次、订单编号等防伪信息供买家查询及提供售后。

发泡海绵经过发泡机发泡生成后通过切断机进行定长切割，当切断机启动切割时“切断机客户端”收到启动信号后生成一序列号，通过“切断机客户端”所输入的海绵信息并使用标签打印机进行标签打印，将已经打印好信息的RFID标签放置“RFID写卡器”上进行数据的写入;完成写入后“切断客户端”将已写入完成的信息发送至服务器集群进行数据的存储。

3.自动化海绵生产立体车间

1）长泡海绵在线温度检测

经原料发泡后产生的长泡海绵，由于原料化学反应时会产生大量的热量，而海绵又属于易燃品，为防止环境温度和长泡海绵内部温度过高，需要将发泡机生产处理的长泡海绵进行在线温度检测，一旦出现温度过高可提醒工作人员降低环境温度或停止生产。

2）长泡海绵在线尺寸检测

对已经熟化完成后的长泡海绵，在出库加工前进行三坐标测量，可方便排单人员进行切割设计、产品数量统计等要求。在线尺寸测量包括两大部分：输送带编码器测长、三维视觉传感器测宽和厚两部分组成。同时系统将所测量的数据通过网络发送给服务器进行对应产品编号的储存和查找，为后续切割加工等工艺提供原料数据的物理尺寸信息。

3）薄片海绵在线厚度检测

对长泡海绵进行切薄片处理后，通过工业视觉传感器结合上位机实现在线薄片海绵厚度检测。本系统使用康耐视IN-SIGHT 7000系列视觉检测系统实现在线厚度检测、西门子S7-1200系列PLC作为系统控制核心处理器，通过检测编码器数值检测海绵长度，同时通过网络读取视觉相机中检测值，同时记录检测数据并通过网络将数据上传至MES系统中做储存。

4）AGV小车智能化调度

海绵深加工车间需要对进行切片的海绵进行横向打孔、压花、切割等工艺，在各工艺环节中需要大量的人工进行产品的搬运、周转等。为此需要通过搬运式AGV小车进行物料的搬运。同时AGV小车通过MES系统和车辆调度系统实现车辆的调取、出货等工序，同时结合智能仓库管理系统与AGV小车的调取系统配合，结合半成品库实现智能仓储管理。在海绵深加工车间中，有大量的加工设备需要不断的进行原料上夹具、成品搬出等工作，为此通过工业机器人将原有的人工搬运改成从AGV小车的物料车上搬运，省去大量人工操作。同时也为后期车间升级改造预留基础。

4.面向客户的云工厂

数据可视化已经深入各行各业，将传统的电话、电子邮件等下单方式进行升级，借助移动设备的便携性和5G的传输优势，打造系统核心——云服务策略，采用数据库集群+云数据库的方式，來实现用户订单数据的实时快速录入、生产设备端传输、数据备份以及服务器故障时主从服务器的迅速应急切换，利用主数据库发布、集群数据库订阅的方式进行，当主服务器数据发生变更时，立即备份到从服务器或云服务器中。用户端部署了包括web、客户端，并且实时显示当前订单进度。使用Web端的方式，无需部署客户端，可以减少部署和维护工作。通过云服务，不仅完成了工厂的自我管理，建立起了异地容错机制，也链接各个子系统，打通终端与工厂的大动脉，联动仓储和车间进行高效率生产。

5.结论

本文首先介绍了智能立体仓库的概念，并从智能化海绵工厂的背景出发，介绍了智能制造技术作用于传统海绵行业的改造点。将原始的加工手段替换为以工业机器人为核心的柔性加工系统，这样能够最大程度的降低人工作业的风险系数;提升加工产线的灵活性，使产线能够加工各式各样的海绵形状。加上面向客户的下单系统，能最大程度上减少客户与企业的沟通成本。能够在大大减少企业的人力和运行成本。提高海绵的产能和生产效率。

参考文献

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