基于物联网的数控机床装配物料配送体系研究 Research on NC Machine Tool Assembly Material Distribution System Based on IOT

李海清LI Hai-qing 朱永国ZHU Yong-guo 吕洋LV Yang

摘要：以多技术状态数控机床装配物料的配送流为研究对象，构建基于物联网的数控机床装配物料配送体系，满足物料配送管理和信息处理一体化要求，以解决现代数控机床数字化装配的难题。

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.

关键词：物联网;数控机床;物料

Key words： IOT;CNC machine tool;material

中图分类号：TG659                        文献标识码：A          文章编号：1674-957X（2021）22-0067-02

0  引言

当前，随着智能装备技术的发展，制造加工企业对定制型个性化的数控机床和成套的自动化制造单元或系统的需求不断提高，为此，数控机床制造厂家会在某一型号的数控机床产品上不断的增加、改进若干功能模块，以满足市场的需求，由此衍生出规格、结构类似但配置不同的多技术状态数控机床型号，会给数控机床厂家的装配物料管理提出更高的要求，以确保数据的准确、实时，以降低管理成本，提升数控机床制造厂家的信息化水平。

1  物料配送组织模型和任务模型

1.1 物料配送组织模型构建

数控机床物料配送的主要任务是：依据数控机床项目研制规划编制生产物料需求计划;物料的接收、复验、保管、发放;编制配送物料配送计划;制定物料消耗定额;依据物料配送计划进行合理下料;依据配送物料配送计划，科学合理配送;满足企业精益制造的要求。

针对数控机床制造装配层级复杂、物料数量种类繁多、下料程序复杂等特点，引入专职物流管理部门——物料配送中心，建立数控机床装配物料配送的组织结构模型。物料配送中心下设生产计划科、工艺技术科、仓储管理科、工段等子机构。物料配送组织模型如图1所示。

1.2 面向装配的物料配送任务模型构建

在结合数控机床装配配送的管理要素和协作管理的基础上，综合考虑物料配送、调度、计划、检验等业务部门的协作和并行，并兼顾装配和工艺、生产、质量、档案、经营等主管部门的业务工作和协作关系，建立如图2所示的面向数控机床装配的物料配送任务模型图。依据任务模型，明晰数控机床装配物料配送流程、厘清各配送组织间的业务逻辑。

2  面向物联网的装配物料信息流控制

首先，根据AO、ABOM、任务分解等因素确定装配站位物料需求计划，再按照物料需求计划，进行物料配套管埋，生成配套清单和缺件清单。对缺件生成采购计划，由采购部门进行采购。然后，根据装配指令开工时间，进行物料配送。装配进行时，实时监控物料配送计划的执行状态和装配现场的生产状态，通过评估计算后决定是否生成并采用新的配送计划功能。装配物料信息流控制如图3所示。

3  装配物料配送多粒度仿真与优化

根据数控机床装配物流的实际需求，提出物料配送多粒度建模与仿真优化的技术体系结构。以数控机床车间布局、工艺数据、配送计划、生产计划和人员安排等作为仿真建模的输入，对多技术状态数控上机床装配生产线尽心多粒度虚拟建模，并通过仿真评估模块进行有效性评估以确保满足在线仿真和优化的需要。对多技术状态数控机床装配生产线的配送能力进行分析和评估，根据工程目标对数控机床装配物流的瓶颈进行优化以修改模型，并进行在线仿真。

4  基于物联网的装配物料智能配送体系构建

基于物联网的数控机床装配物料智能配送体系由离散型站位和物料配送系统组成，通常配送载体以装配包为单元，按照优化路径采用实时定位的方式完成装配物料的自动配送。基于物联网的数控机床装配物料智能配送体系结构如图4所示。

基于物联网的数控机床装配物料智能配送体系以企业管理系统如ERP、PDM、CAPP、MES等为顶层系统，通过任务接口与配送系统进行信息的交互。配送系统接受配送任务后，根据车间定位和数据模型组合数字化装配站位地图提供的实时数据信息等对配送路径进行最优规划，并可以通过对配送载体的导航、跟踪和车间生产要素变动的相应等利用动态调度算法策略，对配送路径进行动态调整以较好的完成配送任务。

5  结语

以多技术状态数控机床装配物料的物流为研究对象，尋求适合数控机床装配车间的物料配送模式及具体方法，构建基于物联网的装配物料智能配送体系，满足物料配送管理和信息处理一体化要求，以解决现代数控机床数字化装配的难题。

参考文献：

[1]宋利康，郑堂介，黄少华，等.飞机装配智能制造体系构建及关键技术[J].航空制造技术，2015-07-01.

[2]宋利康，朱永国，刘兵，等.航空产品谱系化构型管理模式的研究与应用[J].现代制造工程，2017（01）.

[3]李俊杰.复杂结构产品装配物料配送若干关键技术研究[D].南昌航空大学，2017.

[4]彭建良.企业物流管理[M].杭州：浙江大学出版社，2009.

[5]Choi W， Lee Y. A dynamic part-feeding system for an auto-motive assembly line [J]. Computer & Industrial Engineering， 2002， （43）：123-134.

[6]魏鑫.装配生产线物流配送系统优化的研究与应用[D].北京机械工业自动化研究所，2011.