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智能制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）
一、系統(tǒng)非功能性要求
1、系統(tǒng)運行環(huán)境要求
1.1系統(tǒng)需支持32位操作系統(tǒng)和64位操作系統(tǒng)，整個系統(tǒng)可選擇使用x86架構(gòu)或x64架構(gòu)；
1.2系統(tǒng)需支持win32操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)；
1.3系統(tǒng)需支持在安裝階段檢測當前運行環(huán)境必備條件的檢測功能；
1.4系統(tǒng)需支持綠色安裝。
2、系統(tǒng)的可靠性要求
2.1系統(tǒng)需支持不管用戶輸入任何數(shù)據(jù)的情況下，總是穩(wěn)定運行，不會因為輸入錯誤或者數(shù)據(jù)錯誤導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰和死機；
2.2系統(tǒng)需支持在網(wǎng)絡(luò)過載或者資源緊張的情況下，仍能保證系統(tǒng)正常運行，可以給用戶提示相關(guān)進行及特定信息。
3、系統(tǒng)用戶體驗要求
3.1系統(tǒng)所有的UI操作需為異步操作，不會對UI進行任何阻塞；
3.2系統(tǒng)需對所有的操作進度進行可視化提醒；
3.3系統(tǒng)需對操作后的結(jié)果進行反饋，使用戶明確的知道當前操作的結(jié)果及應(yīng)該采取的措施；
3.4系統(tǒng)需對相關(guān)服務(wù)端執(zhí)行的任務(wù)結(jié)果，進行實時的主動推送；
3.5系統(tǒng)需保證所有的頁面打開時間在最長不超過1秒，數(shù)據(jù)獲取時間最長不超過2秒，并且明確給出加載進度條。
二、系統(tǒng)基礎(chǔ)功能要求
1、系統(tǒng)需由B/S架構(gòu)和Server端組成；
2、系統(tǒng)需支持使用用戶密碼進行鑒權(quán)；
3、系統(tǒng)需支持不同用戶角色對應(yīng)不同的功能模塊，管理員可以設(shè)置對應(yīng)角色的權(quán)限；
4、系統(tǒng)默認需支持PostgreSQL數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)用戶需要進行數(shù)據(jù)庫的切換，可以更換為其它主流關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（MySQL，MsSQL等）；
5、系統(tǒng)需支持至少4種控制系統(tǒng)的設(shè)備連接，并能在設(shè)置頁面中選擇加工設(shè)備如加工中心、數(shù)控車床的控制器類型，設(shè)備IP地址的設(shè)置；
三、系統(tǒng)功能要求
1、MES系統(tǒng)功能要求至少包含
1.1工藝設(shè)計模塊
1.2排程管理模塊
1.3設(shè)備管理模塊
1.4測量與刀補模塊
1.5生產(chǎn)統(tǒng)計模塊
1.6系統(tǒng)設(shè)置模塊
2、工藝設(shè)計模塊功能及參數(shù)要求
2.1 EBOM管理至少包含
(1）需支持從外部使用標準格式的xls文件導(dǎo)入BOM，支持MES系統(tǒng)內(nèi)操作新建的方式進行單個零件的BOM信息建立；
(2）以上BOM信息產(chǎn)生后，可以在MES系統(tǒng)內(nèi)進行零件名稱、數(shù)量、材質(zhì)、圖片的上傳及信息編輯修改，并能在EBOM管理頁面中進行零件BOM的信息刪除；
(3）EBOM管理頁面需具備場次、圖號的篩選功能，能快速進行目標零件信息的查找；
(4）BOM系統(tǒng)導(dǎo)入后可以對BOM信息進行發(fā)行操作，系統(tǒng)自動生成零件對應(yīng)的工藝BOM即PBOM。
2.2 PBOM管理至少包含
(1）需清楚顯示零件的圖號、圖號版次、零件圖片、數(shù)量、材料及狀態(tài)；
(2）需進行零件設(shè)計檔案的下載；
(3）PBOM管理中能進行零件加工工藝的設(shè)計，至少包含數(shù)控車床、加工中心工序的順序調(diào)整、工序的刪除以及每道工序的計劃時間的填寫；
(4）PBOM管理頁面中能進行零件工藝的下發(fā)，下發(fā)后的PBOM信息在加工工藝管理頁面中進行正確的信息顯示。
2.3 加工工藝至少包含
(1）加工工藝頁面能進行零件圖號、圖號版次、圖片、數(shù)量、材料以及PBOM的狀態(tài)的查看；
(2）加工工藝頁面中能進行零件工藝卡的下載以及上傳，系統(tǒng)自動將零件的工藝卡更新為最新版次；
(3）加工工藝中進行工藝卡上傳及發(fā)行后，系統(tǒng)自動在排程管理中生成同等數(shù)量的加工訂單信息；
(4）加工工藝頁面中可以針對加工中心設(shè)置零件需要檢測時用到的宏變量，以及相關(guān)理論值和公差的設(shè)置。
3、排程管理模塊功能及參數(shù)要求
3.1加工程序管理至少包含
(1）加工程序管理頁面能進行零件圖號、圖號版次、零件圖片、數(shù)量、材料的顯示；
(2）加工程序管理頁面中能對加工工藝頁面中定義的零件每道加工工序進行加工程序的上傳及下載，系統(tǒng)可以對程序進行版次管理，用戶可以選擇歷史上傳的程序，可以對程序進行新增和刪除操作；也可以在線編輯已經(jīng)上傳的程序，并保存；
(3）加工程序發(fā)行后，系統(tǒng)自動生成同等數(shù)量的加工訂單。
3.2自動及手動排程至少包含
(1）系統(tǒng)在自動及手動排程頁面中可以進行加工訂單排程模式的切換，包含自動排程及手動排程，其中自動排程可以分為質(zhì)量優(yōu)先、數(shù)量優(yōu)先兩種模式；
(2）系統(tǒng)能手動調(diào)整加工訂單的優(yōu)先級；
(3）在手動模式下，用戶可以在系統(tǒng)頁面內(nèi)按順序的進行每道加工工藝任務(wù)的下發(fā)，系統(tǒng)對加工任務(wù)進行下發(fā)后，機械手按照下發(fā)的加工任務(wù)自動進行零件的上下料動作；
(4）在自動模式下，用戶可選擇數(shù)量優(yōu)先，系統(tǒng)自動對加工訂單任務(wù)進行排序及加工任務(wù)的下發(fā)；
(5）在自動模式下，用戶可選擇質(zhì)量優(yōu)先，系統(tǒng)對需要進行在機測量的工序進行加工后返修的提醒，用戶可在系統(tǒng)頁面進行是否返修進行選擇，如用戶不進行返修或者返修等待時間超過設(shè)置的時間，系統(tǒng)將繼續(xù)按照排程順序進行加工任務(wù)的下發(fā)及執(zhí)行；
(6）如果訂單加工時間過長（可以在系統(tǒng)設(shè)置中設(shè)置此閾值），可以提醒用戶是否繼續(xù)等待加工完成或者強制完成；確認時需要二次確認或者使用驗證碼形式進行防呆判斷。
4、設(shè)備管理模塊的功能及參數(shù)要求
4.1設(shè)備監(jiān)控至少包含
(1）系統(tǒng)可以顯示自動化平臺中加工設(shè)備、機械手、料庫的顯示，并自動對設(shè)備的狀態(tài)進行動態(tài)反饋及實時顯示；
(2）系統(tǒng)頁面中能進行自動化的啟動、停止及復(fù)位的操作；
(3）系統(tǒng)能顯示設(shè)備的數(shù)字孿生場景，將物理設(shè)備的數(shù)據(jù)反映到數(shù)字世界中，兩者的姿態(tài)將保持一致。
4.2機床數(shù)據(jù)采集至少包含
(1）機床數(shù)據(jù)采集頁面能進行自動化平臺中加工設(shè)備的狀態(tài)、工作模式、軸位置、當前加工程序的顯示；
(2）顯示對應(yīng)機床的數(shù)字孿生模型，并在模型中顯示當前機床的狀態(tài)，比如：開關(guān)門狀態(tài)，三色燈狀態(tài)，主軸運行狀態(tài)等。
4.3機器人數(shù)據(jù)采集至少包含
(1）能進行機器人每個軸的數(shù)據(jù)顯示、以及機器人狀態(tài)的顯示；
(2）顯示對應(yīng)機器人的數(shù)字孿生模型，并在模型中顯示當前機器人的狀態(tài)，比如：當前機械臂的狀態(tài)和機器人的位置。
4.4料倉管理至少包含
(1）料倉管理頁面具備零件狀態(tài)說明信息，根據(jù)不同顏色顯示零件的狀態(tài)，狀態(tài)包含無料、待加工、加工中、加工異常、加工完成、不合格六種狀態(tài)，能進行每個倉位的零件選擇；
(2）料倉具備料架盤點功能，系統(tǒng)將調(diào)度機械手進行倉位RFID芯片信息寫入；
(3）料倉管理具備RFID讀取功能，系統(tǒng)調(diào)度機械手進行料位RFID信息的讀取；
(4）料倉具備系統(tǒng)料架狀態(tài)和RFID數(shù)據(jù)的對比功能，讀RFID功能結(jié)束后可進行此項操作，會再對應(yīng)料倉圖片上顯示不一致的數(shù)據(jù)。
4.5監(jiān)控功能至少包含
(1）系統(tǒng)能與監(jiān)控系統(tǒng)進行對接，在MES系統(tǒng)頁面進行監(jiān)控攝像頭場景的實時顯示；
(2）監(jiān)控功能頁面能顯示加工設(shè)備的名稱、加工零件名稱、料位、設(shè)備的狀態(tài)、以及在線測量中各變量的理論值、實際值、上下公差、結(jié)果等；
(3）系統(tǒng)支持在高版本瀏覽器（Chrome≥44，F(xiàn)irefox≥52）和低版本瀏覽器下預(yù)覽監(jiān)控攝像頭。
5、測量與刀補模塊功能及參數(shù)要求
5.1刀補信息采集至少包含
(1）系統(tǒng)能實時顯示加工設(shè)備內(nèi)的刀具號、刀具長度、半徑、長度磨損、半徑磨損、刀長補償、半徑補償；
(2）系統(tǒng)能進行刀具補償修正、刀具半徑修正的數(shù)據(jù)輸入，并自動對輸入的數(shù)據(jù)進行放錯提醒，超出限定值的輸入系統(tǒng)自動進行無效處理。
5.2測量數(shù)據(jù)采集至少包含
(1）系統(tǒng)能根據(jù)歷史訂單編號，查詢測量數(shù)據(jù)，并顯示測量結(jié)果。
5.3刀補返修至少包含
1）系統(tǒng)能對加工中心中每個刀號的刀具進行刀長補償修正以及刀具半徑補償?shù)男拚妮斎耄到y(tǒng)自動對輸入的數(shù)據(jù)進行判斷，超出限定值的輸入自動進行無效處理；
(2）系統(tǒng)根據(jù)輸入的刀長、半徑補償量自動對設(shè)備中的刀長和半徑進行計算修正，并能根據(jù)返修指令進行加工程序的返修加工。
5.4質(zhì)量追溯功能至少包含
(1）系統(tǒng)自動對加工的零件進行總數(shù)量、加工零件合格數(shù)量的統(tǒng)計，并能將統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行xls格式的導(dǎo)出。
6、生產(chǎn)統(tǒng)計功能及參數(shù)要求
6.1看板至少包含
(1）系統(tǒng)具備至少三種看板，看板內(nèi)容包含：料倉狀態(tài)的實時監(jiān)控，自動化設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控、加工設(shè)備刀具信息的監(jiān)控、以及攝像頭的監(jiān)控頁面等；
(2）料倉狀態(tài)看板能顯示不同的生產(chǎn)狀態(tài)顏色，并能根據(jù)各種狀態(tài)零件比例自動計算并生成圖形化分析。
7、系統(tǒng)設(shè)置功能及參數(shù)要求
7.1網(wǎng)絡(luò)拓撲圖設(shè)置至少包含
系統(tǒng)能對自動化平臺中設(shè)備，包含加工中心、車床、機械手、PLC、工控機、設(shè)計電腦的網(wǎng)絡(luò)進行連接設(shè)置，系統(tǒng)根據(jù)不同設(shè)備輸入的IP地址，自動進行連接的狀態(tài)顯示，如為接通狀態(tài)，連接線自動顯示綠色合格，如不能進行接通，連接線將顯示紅色異常狀態(tài)。
7.2設(shè)備測試至少包含
系統(tǒng)具備自動化平臺中加工中心、車床的開關(guān)門、主軸速度、卡盤狀態(tài)的測試，并自動在系統(tǒng)頁面反饋測試結(jié)果。
7.3機械手測試至少包含
系統(tǒng)具備自動化平臺中機械手的狀態(tài)的測試，并能實時反饋機械手第六軸、第七軸的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
7.4料倉測試至少包含
系統(tǒng)能對指定的料位進行加工中、加工異常、加工完成、不合格等4種狀態(tài)的不同顏色的狀態(tài)燈測試，系統(tǒng)指定料位的狀態(tài)后，料倉自動對指定位置的LED燈進行相同顏色的顯示。
7.5攝像頭配置測試至少包含
系統(tǒng)能對攝像頭實時監(jiān)控系統(tǒng)的IP地址，用戶名及密碼的輸入，輸入正確后，系統(tǒng)自動進行位置的連接，并實時顯示監(jiān)控的頁面，測試頁面可進行錄像、抓圖等的操作，并能指定錄像、圖片的存放地址的指定，以及抓圖格式的選擇等。
7.6手動試切至少包含
系統(tǒng)支持手動試切的零件測量結(jié)果的獲取，能顯示測量的變量號、實際值及測量結(jié)果信息。
7.7 HOME程序至少包含
(1）系統(tǒng)支持對自動化平臺中的加工中心、車床的測試程序的上傳及下載；
(2）系統(tǒng)頁面內(nèi)上傳的程序自動推送到加工機床內(nèi)存。
7.8參數(shù)配置至少包含
(1）系統(tǒng)支持對MES系統(tǒng)及PLC變量表的導(dǎo)入，并自動顯示導(dǎo)入的各變量的名稱及地址；
(2）系統(tǒng)具備功能代碼的篩選功能，能進行不同類型的功能代碼的篩選顯示。
7.9日志至少包含
(1）系統(tǒng)能實時顯示自動化平臺中加工中心、料庫、車床、LED、PLC及生產(chǎn)任務(wù)的狀態(tài)顯示，并能自動進行日志信息的刷新；
(2）系統(tǒng)支持日志信息的篩選、清楚及刷新，不同的日志類型使用不同的顏色顯示，錯誤信息使用紅色字體、正常信息使用黑色字體、告警信息使用橙色字體等；
(3）系統(tǒng)支持日志自動歸檔和清理功能，能在參數(shù)設(shè)置相關(guān)閾值，根據(jù)閾值可以進行日志的自動歸檔和清理。
7.10工業(yè)機器人智能制造應(yīng)用仿真教師教學(xué)軟件（本項目僅需供一套）
（1）項目信息
軟件有完善的項目信息，至少包括：
1）項目任務(wù)：說明任務(wù)目的及實驗功能；
2）機器人簡介：介紹工業(yè)機器人及其組成系統(tǒng)；
3）特點與應(yīng)用：介紹工業(yè)機器人的特點與應(yīng)用；
4）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：指導(dǎo)如何完成實驗；
5）指令說明：說明指令能夠起到的作用及原理。
（2）三維操作
能夠?qū)崿F(xiàn)至少包含旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等功能。
（3）逼真的三維模型
需以真實的工業(yè)機器人智能制造設(shè)備為藍本進行三維建模。
（4）視圖切換
能夠快速進行至少包含正視圖、頂視圖、右視圖切換，提高操作效率。
（5）全屏展示
支持一鍵全屏顯示，方便觀察智能制造設(shè)備的運行過程、功能操作使用、場景模型等。
（6）電控柜
至少能夠通過電控柜給六軸工業(yè)機器人通電、開啟伺服、打開使能、打開權(quán)限等操作。
（7）隱藏/顯示示教器
支持對示教器進行隱藏和顯示切換，方便學(xué)員觀察了解六軸工業(yè)機器人、數(shù)控機床及整個場景模型。
（8）示教器
仿真至少兩個以上國產(chǎn)品牌的六軸工業(yè)機器人（其中必須包含與本項目提供的實體機器人品牌一致的）示教器，能夠操控機器人進行示教、單軸運動、線性運動等，操作使用方式與實際一致。
（9）控制臺
控制臺功能至少包含手動控制模式、自動控制模式、啟動、停止、程序啟用、程序停用、狀態(tài)顯示等，通過控制臺，能夠操控運行智能制造生產(chǎn)線各設(shè)備。
（10）關(guān)節(jié)模式/直交模式/外部軸模式
至少能夠?qū)﹃P(guān)節(jié)模式、直交模式進行相互切換，其中與本項目提供的實體機器人品牌一致的機器人還能夠通過示教器切換至機器人外部軸進行操作。通過運動模式的操作學(xué)習(xí)，能夠提高學(xué)生對示教器操作的了解。
1）關(guān)節(jié)模式：機器人各軸的單軸運動；
2）直交模式：機器人沿X、Y、Z軸線性運動；
3）外部軸模式：機器人沿外部軸地軌滑軌運行。
（11）使能（電源）按鈕
按下示教器上的使能（電源）按鈕，能夠接通示教器電源，過程符合實際操作。
（12）急停按鈕
至少能夠通過示教器上的急停按鈕使機器人的運行立即停止，過程符合實際操作。
（13）軸運動限制
每個軸都有最大的運動角度限制，與機器人實際操作一模一樣。
（14）暫停功能
至少能夠通過機器人示教器上的暫停按鈕，使機器人停止運行。
（15）啟動功能
至少能夠通過機器人示教器上的啟動按鈕，使機器人啟動運行。
（16）機器人重置
至少能夠使機器人快速回到原點，為機器人操作編程等做準備，功能使用方便快捷。
（17）關(guān)閉\打開加工中心門
至少能夠關(guān)閉或打開加工中心機床門。
（18）關(guān)閉\打開車床門
至少能夠關(guān)閉或打開數(shù)控車床門。
（19）預(yù)設(shè)目標姿態(tài)點
1）至少能夠一步一步快速有序地預(yù)設(shè)好當前機器人程序中的各個目標姿態(tài)點，學(xué)生能夠通過逐步對照學(xué)習(xí)，提高對機器人目標姿態(tài)點預(yù)設(shè)和程序的理解。
2）方便定位機器人在整個運動軌跡中的目標姿態(tài)點，避免手動控制機器人去定位目標姿態(tài)所要花費的大量時間，提高老師的課堂教學(xué)效率，節(jié)省目標姿態(tài)點的定位調(diào)試時間。
（20）目標姿態(tài)點賦值
至少能夠進行機器人從起始位姿到結(jié)束位姿的整個運動過程中的目標姿態(tài)點賦值，操作過程及操作方式符合實際。
（21）預(yù)設(shè)點提示框
進行機器人目標姿態(tài)點預(yù)設(shè)時，能夠提示當前要預(yù)設(shè)的姿態(tài)點，非常人性化。
（22）放置材料
至少能夠使料倉供料，方便對機器人進行單機調(diào)試。
（23）流程演示
至少能夠一鍵進行整套智能制造生產(chǎn)線加工流程演示，方便快速展示加工運行原理。
（24）設(shè)定加工工件
至少能夠選擇不同的加工工件，使加工多樣化。
（25）圍欄
至少能夠根據(jù)需要快速顯示或隱藏圍欄。
（26）場景重置
重置場景所有物體，使整個場景模型恢復(fù)到初始狀態(tài)。
（27）返回
至少能夠返回到項目信息說明界面，達到實操和理論相結(jié)合。
（28）任務(wù)提示框
智能顯示任務(wù)提示信息，指導(dǎo)用戶進行操作。
（29）消息提示
在對應(yīng)的實訓(xùn)操作過程中，消息提示框有相應(yīng)提示。
（30）指令解析
至少能夠解析不同品牌機器人的程序指令，并通過機器人示教器運行程序。
（31）編程修改
通過修改機器人程序文本，更新機器人程序數(shù)據(jù)，結(jié)果體現(xiàn)在機器人的運行過程中。
（32）兩條完整的智能生產(chǎn)線
工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)車間：至少包含數(shù)控車床、數(shù)控加工中心、工業(yè)機器人、外部軸地軌滑軌、料倉等，并且根據(jù)程序指令配合運行，實現(xiàn)和實際一樣的實訓(xùn)效果；
工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)線：至少包含數(shù)控車床、數(shù)控加工中心、傳送帶、工業(yè)機器人、料倉等，并且根據(jù)程序指令配合運行，實現(xiàn)和實際一樣的實訓(xùn)效果。
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