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習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，中小企業(yè)聯(lián)系千家萬(wàn)戶，是推動(dòng)創(chuàng)新、促進(jìn)就業(yè)、改善民生的重要力量。希望專精特新中小企業(yè)聚焦主業(yè)，精耕細(xì)作，在提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定性、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。

武漢華中數(shù)控股份有限公司作為國(guó)內(nèi)高端數(shù)控系統(tǒng)龍頭企業(yè)， 旗下?lián)碛袊?guó)家級(jí)、省市級(jí)數(shù)十家“專精特新”企業(yè)。

01

針對(duì)3C領(lǐng)域薄壁結(jié)構(gòu)件的數(shù)控拋光加工工藝，以手機(jī)結(jié)構(gòu)件為主要加工對(duì)象，建立手機(jī)外殼薄壁結(jié)構(gòu)件的拋光加工生產(chǎn)線。由3臺(tái)宇環(huán)8590五軸多工位拋光加工中心、1套由分料盤工作站及AGV（自動(dòng)導(dǎo)航小車）物料配送單元、1六關(guān)節(jié)物料機(jī)械手組成數(shù)控柔性拋光生產(chǎn)線。

該項(xiàng)目集高速高精數(shù)控加工、工業(yè)機(jī)器人、基于NC-Link的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)于一體，是典型的先進(jìn)制造技術(shù)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)的深度融合，目前該項(xiàng)目已交付，應(yīng)用情況良好，該項(xiàng)目對(duì)我國(guó)3C制造行業(yè)的發(fā)展具有較好的推動(dòng)作用。

該生產(chǎn)線主要有以下功能：

1、關(guān)燈加工生產(chǎn)模式：具有生產(chǎn)線的物料緩存庫(kù)管理，對(duì)物料的RFID識(shí)別，生產(chǎn)線與數(shù)控機(jī)床的物料自動(dòng)化管理與配送，數(shù)控機(jī)床的加工代碼程序及參數(shù)的自動(dòng)下達(dá)，達(dá)到拋光加工過(guò)程的無(wú)人化管控加工生產(chǎn)；

2、混流并行柔性化加工生產(chǎn)管控能力：具有多任務(wù)混流并行加工能力，適合多種拋光工藝，多品種、變批量的混流加工要求，既適合加工多品種小批量的產(chǎn)品、也適合加工少品種多批量的產(chǎn)品；

3、具有生產(chǎn)過(guò)程故障的容錯(cuò)并聯(lián)管控功能：生產(chǎn)線上的數(shù)控機(jī)床具有聯(lián)線和脫線加工的能力，數(shù)控機(jī)床在故障狀態(tài)或單機(jī)打樣加工狀態(tài)（人工控制）下，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)脫線，生產(chǎn)線管控系統(tǒng)暫停對(duì)其排產(chǎn)（生產(chǎn)線管控系統(tǒng)依舊保持?jǐn)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控）加工規(guī)劃；數(shù)控機(jī)床連線后，生產(chǎn)線管控系統(tǒng)恢復(fù)排產(chǎn)加工規(guī)劃；

4、生產(chǎn)線大數(shù)據(jù)庫(kù)功能：擁有生產(chǎn)線大數(shù)據(jù)管理庫(kù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備的大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和控制指令實(shí)時(shí)下發(fā)功能（雙向數(shù)據(jù)交換），為生產(chǎn)管理和智能化應(yīng)用的二次開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)；

5、智能排產(chǎn)調(diào)度功能：根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的要求和設(shè)備資源的狀況，自動(dòng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)安排加工生產(chǎn)計(jì)劃和加工生產(chǎn)過(guò)程管控；

6、生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)管理功能：生產(chǎn)線自動(dòng)化控制及管理、生產(chǎn)線設(shè)備的可視化監(jiān)控管理、數(shù)控機(jī)床的控制及可視化監(jiān)控管理；

7、生產(chǎn)線的智能化功能：基于大數(shù)據(jù)的數(shù)控系統(tǒng)指令域示波器及數(shù)控加工的可視化工具、加工工藝優(yōu)化功能、設(shè)備健康監(jiān)控保障功能、拋光片壽命管理功能、多種傳感器的接口和信息處理及應(yīng)用功能；

8、生產(chǎn)線的數(shù)控機(jī)床主軸利用率＞80%；

02

該項(xiàng)目主要是數(shù)控加工與編程技術(shù)、智能化/網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控技術(shù)、基于指令域大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的智能化數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用，其生產(chǎn)線采用單機(jī)全序、混流生產(chǎn)、平行作業(yè)的組線理念,采用6臺(tái)加工中心、智能物料系統(tǒng)、輔助設(shè)備等設(shè)備硬件系統(tǒng),配合智能生產(chǎn)線總控系統(tǒng),在對(duì)產(chǎn)品研制的快速響應(yīng)、加工效率提高、加工質(zhì)量控制方面表現(xiàn)出充分的先進(jìn)性。項(xiàng)目瞄準(zhǔn)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，支撐區(qū)域工業(yè)服務(wù)重大需求，注重產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，以面向未來(lái)和領(lǐng)跑區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)追求，主動(dòng)布局未來(lái)戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域人才培養(yǎng)，發(fā)揮湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)科優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，面向智能制造復(fù)合型人才的培養(yǎng)和建設(shè)，利用先進(jìn)的科研和產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)反哺學(xué)科教學(xué)，建成受益全校師生的智能制造綜合服務(wù)平臺(tái)，具有鮮明特色，代表區(qū)域院校智能制造最高水平。

本生產(chǎn)線具備以下功能特點(diǎn)：

1、混流加工：可實(shí)現(xiàn)多品種、變批量的混流加工；

2、柔性化生產(chǎn)：智能產(chǎn)線控制系統(tǒng)可以適合各種機(jī)加加工工藝；

3、高可靠、高容錯(cuò)能力：通過(guò)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)系統(tǒng)、管控的容錯(cuò)能力，使得系統(tǒng)出現(xiàn)設(shè)備故障、加工故障、加工質(zhì)量、物流故障等，仍然可以工作；

4、智能調(diào)度：根據(jù)設(shè)備資源的狀況，智能安排工件的加工能力；

5、RFID工件識(shí)別及全生命周期跟蹤：在線實(shí)現(xiàn)多工件的自動(dòng)識(shí)別，對(duì)工件進(jìn)行跟蹤管理；

6、自適應(yīng)加工:通過(guò)刀具磨損狀態(tài)、主軸功率、切削參數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，降低機(jī)床碰撞風(fēng)險(xiǎn)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的自適應(yīng)、高效加工。

03

?一套完整的刀具管理系統(tǒng)，應(yīng)該包括了軟件系統(tǒng)、一系列自動(dòng)化裝備、監(jiān)控裝置以及信息系統(tǒng)的接口集成調(diào)用，但其實(shí)施流程復(fù)雜、實(shí)施周期長(zhǎng)、投資金額大，從目前大多數(shù)國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)的狀況來(lái)看，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。

作為國(guó)內(nèi)刀具的龍頭企業(yè)，株鉆已經(jīng)具備提供刀具整體解決方案的實(shí)力，同時(shí)由于數(shù)字化刀具庫(kù)以及切削數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目的完成，以及對(duì)各行業(yè)用戶加工過(guò)程的理解，具備了提供數(shù)字化刀具管控系統(tǒng)解決方案的基礎(chǔ)能力。結(jié)合對(duì)方企業(yè)的技術(shù)水平，通過(guò)與相關(guān)單位的緊密合作，有望推出適合中國(guó)企業(yè)特點(diǎn)、具有優(yōu)異的通用性的智能刀具管控系統(tǒng)。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，面向不同層次的客戶，層層推進(jìn)，以最少的投資解決企業(yè)最緊迫的問(wèn)題，具備良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

本項(xiàng)目基于微服務(wù)架構(gòu)和Docker容器等先進(jìn)信息技術(shù)，結(jié)合IEC61499功能塊設(shè)計(jì)規(guī)范，建立統(tǒng)一的微服務(wù)層次結(jié)構(gòu)模型，研究刀具管理功能拆分，將刀具管理系統(tǒng)功能解耦，以模塊化產(chǎn)品包的方式構(gòu)建數(shù)字化刀具管控系統(tǒng)。

本生產(chǎn)線主要有以下功能：

1、獨(dú)特的刀具模塊化產(chǎn)品包設(shè)計(jì)

相較于其他刀具管控系統(tǒng)，本項(xiàng)目采用模塊化產(chǎn)品包的方式構(gòu)建數(shù)字化刀具管控系統(tǒng)，對(duì)刀具管理功能進(jìn)行了拆分，將刀具管理系統(tǒng)功能解耦，易于開(kāi)發(fā)和維護(hù)，支持通過(guò)簡(jiǎn)單的配置以類似搭積木的方式將不同產(chǎn)品包進(jìn)行組合，解決用戶急需痛點(diǎn)，滿足各層次用戶的使用需求。

2、支持自定義的組合數(shù)據(jù)，為刀具數(shù)據(jù)分析提供關(guān)鍵性支撐技術(shù)

本項(xiàng)目支持自定義的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)機(jī)制，即以多種標(biāo)準(zhǔn)把同一時(shí)間段（或者其他形式對(duì)齊方式）產(chǎn)生的一組數(shù)據(jù)組成一組數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)自然對(duì)齊，從而可以大大提高數(shù)據(jù)傳輸效率，也為數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析提供基礎(chǔ)。例如：以G代碼對(duì)齊的組合數(shù)據(jù)，可以把某一條加工代碼相關(guān)的不同設(shè)備的刀具加工數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，并通過(guò)多設(shè)備數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)，從而提高加工質(zhì)量與加工效率。

3、對(duì)異構(gòu)設(shè)備的高度兼容性和獨(dú)特的安全性

本項(xiàng)目創(chuàng)新性的采用NC-Link國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具備高靈活性和可擴(kuò)充性，可以兼容現(xiàn)有的主流工業(yè)互聯(lián)的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，包括OPC UA、MTConnect、UMATI等。能夠很好地滿足項(xiàng)目應(yīng)用需求，同時(shí)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，吸納更多技術(shù)資源，更利于建設(shè)平臺(tái)和應(yīng)用生態(tài)，更加方便、快捷的與其它系統(tǒng)集成；且后期無(wú)論什么品牌數(shù)控設(shè)備，均可通過(guò)NC-Link協(xié)議直接接入平臺(tái)，極大降低了異構(gòu)設(shè)備之間互聯(lián)互通的難度以及后期更多數(shù)控系統(tǒng)接入集成造成的成本投入，另外，NC-Link協(xié)議交互均支持SSL/TLS加密，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕瑢?shí)現(xiàn)了設(shè)備與終端的接入安全、權(quán)限控制，以及數(shù)據(jù)傳輸安全，并在設(shè)備端對(duì)數(shù)據(jù)操作權(quán)限實(shí)施嚴(yán)格的權(quán)限控制與身份授權(quán)。

4、基于大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為核心，實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用的創(chuàng)新與集成

基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)存儲(chǔ)的刀具的組裝、預(yù)調(diào)、取用、歸還和報(bào)廢等使用情況、壽命、庫(kù)存和加工歷史等所有數(shù)據(jù)信息，利用大數(shù)據(jù)分析挖掘和人工智能等新一代信息技術(shù)，建立刀具全生命周期的管理體系，完成刀具參數(shù)推薦、刀具需求預(yù)測(cè)、刀具壽命預(yù)測(cè)以及刀具庫(kù)存優(yōu)化等功能實(shí)現(xiàn)，推進(jìn)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的融合。