讓學(xué)生自己建 讓學(xué)生自己用 與眾不同智能制造教學(xué)解決方案
西馬特智能制造產(chǎn)線解決方案的教學(xué)設(shè)計(jì)理念是：讓學(xué)生自己建，讓學(xué)生自己用。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和實(shí)踐，是創(chuàng)新且實(shí)用的教學(xué)思想，使智能制造產(chǎn)線真正服務(wù)于院校教學(xué)使用，是與眾不同的智能制造生產(chǎn)線教學(xué)解決方案。
從工業(yè)1.0-工業(yè)4.0，每一個(gè)階段的技術(shù)革命，都是為了更好的服務(wù)制造業(yè)，也帶來了不同的生產(chǎn)方式。現(xiàn)階段，我們正處于人工智能和制造業(yè)相結(jié)合——智能制造的前沿，制造業(yè)正在往智能化的方向去發(fā)展。智能制造的載體是智能產(chǎn)線，學(xué)校基于智能產(chǎn)線去培養(yǎng)智能制造領(lǐng)域人才，培養(yǎng)未來工程師。
假如學(xué)生是一個(gè)工廠的老板，需要利用智能制造的方式去生產(chǎn)產(chǎn)品，那么如何去建智能制造產(chǎn)線？建一條智能產(chǎn)線需要考慮什么因素？
制造的本質(zhì)是生產(chǎn)，智能制造的方式也是為了降本增效，提高效率和質(zhì)量的同時(shí)，能夠降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。這里要確定一個(gè)生產(chǎn)加工產(chǎn)品，比如這個(gè)產(chǎn)品：搖擺氣缸。
生產(chǎn)產(chǎn)品之一：搖擺氣缸
既然采用了智能制造的方式，那么我們不妨多想一想，產(chǎn)線的投資比較大，后期智能產(chǎn)線除了生產(chǎn)上面的搖擺氣缸產(chǎn)品，還能不能加入更多產(chǎn)品，一條智能產(chǎn)線上生產(chǎn)2個(gè)甚至更多產(chǎn)品系列。
這里再加入一個(gè)款新產(chǎn)品：國際象棋。
生產(chǎn)產(chǎn)品之二：國際象棋一套
產(chǎn)品選型好了，學(xué)生老板這個(gè)工廠是研發(fā)生產(chǎn)銷售搖擺氣缸、國際象棋產(chǎn)品的公司。
對(duì)生產(chǎn)的兩款產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)工藝分析。
搖擺氣缸的工藝卡片如下： 國際象棋的工藝卡片如下：
通過工藝卡片，可以得出產(chǎn)品的加工工藝，以及得到它們總裝件、分裝件、組件、部件、零件、直到原材料之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及所需的數(shù)量。
根據(jù)兩款產(chǎn)品生產(chǎn)的物料清單，結(jié)合公司場地、投資資金情況、生產(chǎn)加工工藝，選出生產(chǎn)設(shè)備。考慮生產(chǎn)節(jié)拍和流程，選出物流設(shè)備。再一一選出倉儲(chǔ)設(shè)備、質(zhì)檢設(shè)備等……
到這一步，建智能制造產(chǎn)線已經(jīng)考慮一些需求和因素，初步規(guī)劃已經(jīng)有了。那么在實(shí)際工廠或制造業(yè)，是如何去實(shí)施搭建產(chǎn)線的。
制造業(yè)的做法是，通過西門子PDPS對(duì)制造過程進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化。通過數(shù)字孿生手段，提高生產(chǎn)效率、降低成本，確保工藝可靠。
西門子PDPS是一套復(fù)雜且強(qiáng)大的系統(tǒng)，根據(jù)PDPS的理念，我們簡化一下流程，利用西馬特SMES智能產(chǎn)線執(zhí)行系統(tǒng)中內(nèi)置的產(chǎn)線設(shè)施布局與規(guī)劃功能，搭建一條虛擬智能產(chǎn)線。
根據(jù)選型設(shè)備，搭建出我們需要的智能制造虛擬產(chǎn)線。
5.1設(shè)備庫中選擇設(shè)備模型
5.2根據(jù)選型設(shè)備一一放置到場景
5.3組成一條智能產(chǎn)線
搭建好的虛擬產(chǎn)線還需要驗(yàn)證，這個(gè)布局是不是最合理的？按照這個(gè)布局，生產(chǎn)加工節(jié)拍和最后結(jié)果是什么？在軟件環(huán)境下，內(nèi)置的引擎，產(chǎn)線進(jìn)行虛擬運(yùn)行，模擬生產(chǎn)。
6.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)初始化
6.2選擇加工訂單
6.3選擇產(chǎn)線排程方式
6.4產(chǎn)線虛擬生產(chǎn)
6.5生成數(shù)據(jù)報(bào)表
經(jīng)過上述步驟，利用SMES軟件，學(xué)生老板學(xué)會(huì)了自己搭建一條虛擬智能產(chǎn)線的操作。同時(shí)，產(chǎn)線數(shù)據(jù)的錄入，ERP信息的錄入，讓學(xué)生了解到產(chǎn)線的管理思想。
對(duì)虛擬產(chǎn)線運(yùn)行的結(jié)果數(shù)據(jù)滿意后，接下來就是買設(shè)備，按照虛擬產(chǎn)線的布局搭建實(shí)物產(chǎn)線了。
（實(shí)物產(chǎn)線的搭建簡略，我們提供模塊化設(shè)備，設(shè)備底座帶輪子，可以移來移去，按照自己的想法隨性所欲的布局設(shè)備位置）
搭建好的智能產(chǎn)線，學(xué)生動(dòng)手實(shí)操，進(jìn)行單體設(shè)備調(diào)試，通電、試運(yùn)行，是否能正常工作。
對(duì)硬件物理設(shè)備進(jìn)行通訊，通過不同的通訊協(xié)議連接起來，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互相通信和數(shù)據(jù)交換。
在產(chǎn)線上直接進(jìn)行PLC聯(lián)調(diào)，存在安全隱患，容易對(duì)設(shè)備造成損壞，對(duì)人身安全有危險(xiǎn)。
引入西門子MCD機(jī)電一體化聯(lián)調(diào)解決方案。
機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)解決方案（MCD）將機(jī)械自動(dòng)化與電氣和軟件結(jié)合起來，提供了機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)過程中硬件在環(huán)境中仿真調(diào)試，通過虛擬設(shè)備與PLC連接，對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行虛擬調(diào)試。
通過MCD軟件，在仿真環(huán)境下，進(jìn)行PLC編程。PLC程序可以直接驅(qū)動(dòng)仿真模型運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證程序的正確性和可靠性。編制好的PLC程序，可以直接下發(fā)到真實(shí)設(shè)備進(jìn)行控制，解決教學(xué)安全隱患。
加工程序的編寫
機(jī)器人點(diǎn)位的示教程序
AGV小車的引導(dǎo)程序
編制PLC程序等……
所有工作完成后，將SMES覆蓋在智能產(chǎn)線上，對(duì)智能產(chǎn)線進(jìn)行運(yùn)行、調(diào)度、生產(chǎn)。
通過上述步驟，學(xué)生學(xué)會(huì)了自己用產(chǎn)線。
“讓學(xué)生自己建 讓學(xué)生自己用”的教學(xué)設(shè)計(jì)理念，提供一條智能產(chǎn)線，二套數(shù)字孿生軟件，覆蓋智能制造機(jī)、電兩個(gè)方向，可以顯著提升教學(xué)效果與實(shí)訓(xùn)效果，為學(xué)校提供未來工程師奠定基礎(chǔ)。
