本發(fā)明涉及智能制造系統(tǒng)領域，尤其涉及一種基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術：

消費者的需求個性化特點越來越強，變化越來越快，傳統(tǒng)以生產(chǎn)者為主導地位的生產(chǎn)模式已經(jīng)越來越跟不上當代消費者的要求。一種能夠滿足消費者個性化需求、快速整合生產(chǎn)資源的新型生產(chǎn)模式已成為制造企業(yè)未來發(fā)展方向，這是一種小批量、多品種的混線生產(chǎn)模式。這種混線生產(chǎn)模式對制造系統(tǒng)有更高的要求，傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)已不再能滿足這種生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)線比較固定，建成后不易擴展，適合單品種、大批量的生產(chǎn)，傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)中總是上層管理機控制加工設備和運輸設備，缺乏加工設備和運輸設備自己做決策以及它們互相通信的功能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，來解決以上背景技術部分提到的問題。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)，其包括通用嵌入式工控機、物料加工系統(tǒng)、物料運輸系統(tǒng)及信息交互系統(tǒng)；所述通用嵌入式工控機通過lan口與物料加工系統(tǒng)的機床連接；所述信息交互系統(tǒng)包括任務編碼模塊、任務競爭分配模塊及rfid系統(tǒng)，所述物料加工系統(tǒng)、物料運輸系統(tǒng)中嵌入有rfid讀寫器；所述物料加工系統(tǒng)與信息交互系統(tǒng)通訊連接；所述信息交互系統(tǒng)與物料加工系統(tǒng)通訊連接。

特別地，所述物料加工系統(tǒng)包括但不限于數(shù)控加工設備、測量機、清洗機。

特別地，所述物料運輸系統(tǒng)包括但不限于agv、工業(yè)機器人。

本發(fā)明還公開了一種基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其包括如下步驟：

步驟s101、rfid讀寫器讀取工件工序加工任務，并通過信息交互系統(tǒng)將所述工件工序加工任務發(fā)送給可完成該任務的機床；

步驟s102、機床根據(jù)自身加工任務緩存列表，以時間、負載、成本和能耗為優(yōu)化目的，將其狀態(tài)信息發(fā)送給信息交互系統(tǒng)；

步驟s103、信息交互系統(tǒng)根據(jù)所有機床返回的狀態(tài)信息，通過分析、對比，選擇一機床，并通知物料運輸系統(tǒng)將工件運到相應的機床。

特別地，所述步驟s101具體包括：rfid讀寫器讀取工件工序加工任務，并通過信息交互系統(tǒng)將所述工件工序加工任務發(fā)送給可完成該任務的機床；其中，當所有機床均不能滿足所述工件工序加工任務的機床時，則擴展添加新的機床，并將新機床與通用嵌入式工控機建立通訊。

本發(fā)明提出的基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法解決了傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)線比較固定，建成后不易擴展的問題，使生產(chǎn)過程中可以方便的增加任何設備。而且物料加工系統(tǒng)和物料運輸系統(tǒng)自己具有決策功能，它們之間可以互相通信，改變了傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)中總是上層管理機控制加工設備和運輸設備的現(xiàn)狀。本發(fā)明使制造系統(tǒng)適應小批量、多品種的混線生產(chǎn)模式。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)實現(xiàn)方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內容，除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本發(fā)明。

請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例提供的基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)結構示意圖。

本實施例中基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)具體包括通用嵌入式工控機、物料加工系統(tǒng)、物料運輸系統(tǒng)及信息交互系統(tǒng)。所述通用嵌入式工控機通過lan口與物料加工系統(tǒng)的機床連接；所述信息交互系統(tǒng)包括任務編碼模塊、任務競爭分配模塊及rfid系統(tǒng)，所述物料加工系統(tǒng)、物料運輸系統(tǒng)中嵌入有rfid讀寫器；所述物料加工系統(tǒng)與信息交互系統(tǒng)通訊連接；所述信息交互系統(tǒng)與物料加工系統(tǒng)通訊連接。

在本實施例中所述物料加工系統(tǒng)包括但不限于數(shù)控加工設備、測量機、清洗機。所述物料運輸系統(tǒng)包括但不限于agv、工業(yè)機器人。通用嵌入式工控機包括通信層、決策層、適配層，適配層具有連接任何設備的功能，其中通信層是根據(jù)計算機網(wǎng)絡開放系統(tǒng)互連參考模型編寫通信程序，實現(xiàn)工控機與加工設備的連接，主要是加工設備數(shù)據(jù)的讀寫；適配層是工控機與加工設備間的底層交互層，根據(jù)不同設備具有不同的通信協(xié)議，編寫相應的程序，實現(xiàn)工控機與不同加工設備的底層通信；決策層是采用相應的算法及實際生產(chǎn)需要，編寫相應的調度程序。本系統(tǒng)設置有rfid讀寫器1、rfid讀寫器、rfid讀寫器3共計三個rfid讀寫器。本系統(tǒng)設置有機床1、機床2、機床3共計三個加工設備；當所有機床均不能滿足工件工序加工任務時，則擴展添加新的機床，將新機床與通用嵌入式工控機建立通訊。

工作時，所述信息交互系統(tǒng)、物料運輸系統(tǒng)和物料加工系統(tǒng)三者協(xié)同合作完成對工件的加工，具體過程如下：一、rfid讀寫器讀取工件工序加工任務，并通過信息交互系統(tǒng)將所述工件工序加工任務發(fā)送給可完成該任務的機床；二、機床根據(jù)自身加工任務緩存列表，以時間、負載、成本和能耗為優(yōu)化目的，將其狀態(tài)信息發(fā)送給信息交互系統(tǒng)；三、信息交互系統(tǒng)根據(jù)所有機床返回的狀態(tài)信息，通過分析、對比，選擇一機床，并通知物料運輸系統(tǒng)將工件運到相應的機床。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例提供的基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)實現(xiàn)方法流程圖。本實施例中基于通用嵌入式工控機的分布式制造系統(tǒng)實現(xiàn)方法具體包括如下步驟：

步驟s101、rfid讀寫器讀取工件工序加工任務，并通過信息交互系統(tǒng)將所述工件工序加工任務發(fā)送給可完成該任務的機床。具體包括：下發(fā)個性化訂單；物料運輸系統(tǒng)的agv運送工件；rfid讀寫器讀將所述工件工序加工任務發(fā)送給信息交互系統(tǒng)，信息交互系統(tǒng)將所述工件工序加工任務發(fā)送給可完成該任務的機床，其中，當所有機床均不能滿足所述工件工序加工任務的機床時，則擴展添加新的機床，并將新機床與通用嵌入式工控機建立通訊。

步驟s102、機床根據(jù)自身加工任務緩存列表，以時間、負載、成本和能耗為優(yōu)化目的，將其狀態(tài)信息發(fā)送給信息交互系統(tǒng)。

步驟s103、信息交互系統(tǒng)根據(jù)所有機床返回的狀態(tài)信息，通過分析、對比，選擇最優(yōu)機床，并通知物料運輸系統(tǒng)將工件運到相應的機床，然后機床加工工件，若工件所有工序加工完成，則入庫，加工任務結束，否則返回步驟s101。

本發(fā)明的技術方案解決了傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)線比較固定，建成后不易擴展的問題，使生產(chǎn)過程中可以方便的增加任何設備。而且物料加工系統(tǒng)和物料運輸系統(tǒng)自己具有決策功能，它們之間可以互相通信，改變了傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)中總是上層管理機控制加工設備和運輸設備的現(xiàn)狀。本發(fā)明使制造系統(tǒng)適應小批量、多品種的混線生產(chǎn)模式。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

以上結合具體實施例描述了本發(fā)明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內。