以机器人制造数字化车间的制造单元为基础,通过故障树方法对危险进行分析,识别制造单元的危险源和危险事件,并结合RPN(风险优先数分析)方法对各单元风险进行定量评估,得出各单元风险的危害性。在安全评估的基础上,针对所识别的各制造单元风险,结合风险降低要求给出相应的风险降低措施。最后,以装配单元的装配机器人为例进行安全评估,结合RPN方法对机器人伤人的风险进行定量计算,并结合风险控制要求,通过增加安全光栅系统来降低人员受伤害的风险,结果表明安全光栅系统能够很好的对风险进行管控,验证了基于RPN的安全评估方法的可行性和可操作性。

数字化车间技术是数字化、自动化、物联网技术(IoT)在制造业车间的典型应用,它将柔性制造技术与工艺设计系统、智能识别技术、生产组织系统以及其他管理系统的信息进行高度集成,构成具有综合信息流及自动化性质的集成制造系统。本文结合国内柴油发动机行业智能制造生产线建设的先进经验,研究了面向智能制造的柴油发动机数字化车间建设的基本需求、总体框架和构建策略。采用柴油发动机企业的实际项目案例说明了研究内容,并结合已经建成的数字化车间对其效率进行分析和对比,以及针对现有生产线数字化建设中存在的问题提出了进一步优化的思路和方法。

橡塑密封件为标准化系列产品,种类较多,质量稳定性要求高,对原料批次、设备参数、环境参数敏感。传统橡塑密封件生产方式难以满足汽车零配件行业该领域的需求,为此参考国际标准ISA-95和工业4.0指南,覆盖密封件生产的全生命周期,实现ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、SCADA(数据采集与监控系统)、PLC(可编程逻辑控制器)、自动配料系统和智能传感器之间的信息集成,提出汽车零配件行业橡塑密封件数字化车间的解决方案,并进行了示范应用。

数字化车间是将智能识别技术与柔性制造技术、生产组织系统以及其他管理系统的信息进行高度集成,构成具有自动化性质和综合信息流的集成制造系统。针对国内航空发动机零部件检测车间相关设施不完备、数字化程度不高的问题,研究数字化检测车间的构建需求,提出面向智能制造的数字化检测车间总体架构和构建的关键技术,为相关企业规划和建设数字化检测车间提供可参考的方向和依据。

针对某航天制造企业车间生产现场管控方面的问题,研究开发了一套车间制造过程数据采集与智能管理系统。通过对企业生产车间需求和制造数据类型的分析,构建了车间制造过程数据采集与管理系统架构,并提出车间制造过程异构数据采集技术实现方法,保证能采集到全面、实时和准确的制造过程数据;通过建立的系统功能模型,实现对制造数据全面的分析、应用。该系统实现了为生产车间制造过程管控提供决策分析,提升企业车间生产现场监控和管理水平。

为满足数字化转型过程中对监控系统日益增长的要求,研究了面向数字化车间的介入式3D实时监控系统,并建立了该监控系统的需求框架、体系结构和运行模式。研究了实现该监控系统的关键技术,建立了该监控系统的实时数据库的E-R-T模型。研究了该监控系统的3D场景模型优化技术,阐述了该监控系统的平移和旋转实现方法,提出了基于实时问答机制的介入式显示方法。该系统已成功应用于数字化车间桌面模拟平台,运行效果良好。

在三维数字化车间场景构建过程中,为了增强虚拟车间的用户体验,需要进行场景优化。在使用LOD（Level of Detail）技术进行场景优化时,可能会出现屏幕闪烁的问题。文章提出一种基于着色器LOD的模型间平滑过渡方法,有效地解决了使用LOD技术进行场景优化时模型间切换出现的画面闪烁问题。该方法根据物体和视点的距离远近,对纹理贴图进行不同程度的高斯模糊处理。相对于现有的模型-贴图渐进过渡方法和Mipmap方法,该方法不需要额外添加不同质量的纹理贴图,显著降低了模型贴图在整个系统内存中的占用率。

以数字化电表检定车间为研究对象,首先结合数字化电表检定车间的实际需求,分析网络设备配置需求,设计了数字化电表检定车间的网络系统;然后研究了基于物联网的数据采集过程中的数据融合处理等关键技术;最后完成了基于物联网的数字化电表检定车间信息采集系统的实际开发,验证了提出的关键技术的可行性和有效性。