Q539C-1020  honeywell

標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這些關(guān)于人機(jī)合作的標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)踐中究竟能夠起到多大作用，以及仍然存在的問(wèn)題規(guī)定得很明。標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)ISO/TC 84/ SC2 WG3小組接受委托，負(fù)責(zé)ISO/TS 5066“機(jī)器人和機(jī)器人技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)——協(xié)作式工業(yè)機(jī)器人技術(shù)”技術(shù)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的修訂。在此，首先考慮到要從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的角度考慮ISO部分和部分2的各種情況。ISO/TS 5066內(nèi)容是對(duì)ISO 028-2中規(guī)定的機(jī)器人和機(jī)器人合作的要求的具體化表述。ISO/TS 5066中規(guī)定的典型功能如有在生產(chǎn)作業(yè)中，能夠可靠的監(jiān)控機(jī)器人并使之停止運(yùn)動(dòng)，并規(guī)定了機(jī)器人在生產(chǎn)作業(yè)中的大運(yùn)行速度及機(jī)器人力度的限值。在所涉及到的技術(shù)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容中規(guī)定了人與機(jī)器人的站位方式，并定義出在相應(yīng)的人和機(jī)器人的站立區(qū)中，哪些位置上人對(duì)機(jī)器人帶來(lái)的沖撞會(huì)產(chǎn)生的疼痛感。將來(lái)，還可考慮將這些界限作為的人機(jī)合作規(guī)定。
通過(guò)技術(shù)服務(wù)防護(hù)人機(jī)合作的風(fēng)險(xiǎn)
標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容還是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)草案。而這些草案要提交至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)進(jìn)行討論評(píng)判。評(píng)判的討論結(jié)果將在標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)進(jìn)行具有現(xiàn)實(shí)意義的討論，并將討論結(jié)果補(bǔ)充到標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)內(nèi)容中。如果進(jìn)行補(bǔ)充的ISO/TS 5066標(biāo)準(zhǔn)終要提交，那么應(yīng)將其補(bǔ)充的內(nèi)容并納入到ISO 028標(biāo)準(zhǔn)2中。至此，ISO 028標(biāo)準(zhǔn)中便會(huì)有機(jī)器人的沖撞對(duì)人所產(chǎn)生的疼痛感界限值的規(guī)定。從標(biāo)準(zhǔn)中可以簡(jiǎn)單方便地得出具體的技術(shù)解決方案，過(guò)去是這樣，未來(lái)也會(huì)如此。而現(xiàn)實(shí)是，迄今為止人們只能看到標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于少數(shù)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用中，遵守的人機(jī)合作的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)表述。在標(biāo)準(zhǔn)中常見(jiàn)到的是對(duì)人機(jī)合作的具體風(fēng)險(xiǎn)分析，這僅是人們能夠了解人機(jī)合作風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)，使人們明個(gè)整體式機(jī)器人系統(tǒng)所存在的多方面的風(fēng)險(xiǎn)。除了機(jī)器人自身外，系統(tǒng)的部件如抓斗和抓斗中的材料和工具也屬于該整體式機(jī)器人系統(tǒng)。所有這些部件也考慮在內(nèi)，目的是能夠作出可靠的決定，通過(guò)機(jī)器人的功能可直接防護(hù)哪些風(fēng)險(xiǎn)，還有哪些風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)附加的傳感器或通過(guò)攝像裝置來(lái)加以防護(hù)。
因?yàn)槿伺c機(jī)器人之間的交互，需要新技術(shù)和新的解決方案，以保人與機(jī)器人的合作。在此，對(duì)技術(shù)的要求總是取決于當(dāng)時(shí)具體的應(yīng)用情況。為了證明要求的水平有完備的功能，也就是由傳感器通過(guò)邏輯件數(shù)據(jù)處理直至行動(dòng)件的完備功能。所有這些功能相互協(xié)調(diào)地共同起到作用，以能夠保機(jī)器人應(yīng)用的性。在此，提供這樣完備的可靠性自動(dòng)化功能的技術(shù)解決方案的廠(chǎng)商有很多，如Pilz公司。該公司能夠?yàn)橛脩?hù)提供個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的具體使用壽命期間的匹配技術(shù)服務(wù)細(xì)目表，也就是從機(jī)器人系統(tǒng)生產(chǎn)流程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析直至獲得CE標(biāo)識(shí)的技術(shù)服務(wù)細(xì)目表。此外，在Pilz公司技術(shù)服務(wù)細(xì)目表中還有為用戶(hù)提供機(jī)器人技術(shù)為主題的技術(shù)培訓(xùn)的內(nèi)容。

通過(guò)個(gè)組態(tài)裝置在可靠的3D攝像系統(tǒng)上設(shè)置多個(gè)虛擬的警示或防護(hù)單元，用以監(jiān)控目標(biāo)物
人機(jī)交互的智能傳感器技術(shù)
因?yàn)槿藱C(jī)合作是涉及到各個(gè)不同層面的廣泛技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，從技術(shù)角度來(lái)看可覽無(wú)余。但是到了產(chǎn)品層面，產(chǎn)品符合合作類(lèi)型的要求，此外產(chǎn)品還符合市場(chǎng)要求。為此，除了其他技術(shù)裝置外，Pilz還提供種工作可靠的，被稱(chēng)作眼的3D攝像系統(tǒng)?，F(xiàn)在，該系統(tǒng)已在各種不同的人機(jī)合作應(yīng)用中被證實(shí)功能可靠。這種工作可靠的3D攝像系統(tǒng)能夠檢測(cè)到人機(jī)合作應(yīng)用中被定義為無(wú)人區(qū)，即警示和防護(hù)區(qū)域內(nèi)是否有人員進(jìn)入。
通過(guò)個(gè)組態(tài)裝置為人機(jī)合作自動(dòng)化系統(tǒng)配置很多虛擬的，可用于監(jiān)控對(duì)象的警示或防護(hù)單元(圖)。由此，該區(qū)域便與個(gè)行動(dòng)部件相連接。攝像系統(tǒng)識(shí)別保護(hù)區(qū)域的外來(lái)進(jìn)入者，同時(shí)可直接定并進(jìn)行控制：如有人步入被定義的警示區(qū)，攝像系統(tǒng)識(shí)便發(fā)出個(gè)光學(xué)或聲學(xué)的警示。如果有人進(jìn)入了被定義為防護(hù)區(qū)的機(jī)器人行動(dòng)區(qū)域，防護(hù)系統(tǒng)讓機(jī)器人立刻緊急停止(圖2)。今天，Pilz提供的眼3D攝像系統(tǒng)已經(jīng)獲得生產(chǎn)許可證，并已成了被該行業(yè)行會(huì)所認(rèn)可的可系列化使用的立體攝影系統(tǒng)。3個(gè)CMOS圖像傳感器可高速識(shí)讀圖像，即使是很小的圖像部分也可在傳感器中被識(shí)讀并進(jìn)行加工處理。由于圖像傳感器采用高的動(dòng)力性設(shè)置，因此即使在實(shí)踐中出現(xiàn)光的變化，圖像傳感器也能夠且可靠的工作。
人機(jī)合作部分將會(huì)明顯增大，這大大取決于傳感器技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)相互連接的智能傳感器和保證必要的動(dòng)力性工作程序的控制裝置的組合，是成功的第步。
中國(guó)汽車(chē)業(yè)的
汽轎車(chē)股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“汽轎車(chē)”)是中國(guó)第汽車(chē)集團(tuán)的控股子公司，中國(guó)汽車(chē)業(yè)的研發(fā)，中國(guó)汽車(chē)運(yùn)輸業(yè)股份制上市公司。汽轎車(chē)的新工廠(chǎng)位于長(zhǎng)春高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，毗鄰長(zhǎng)春汽車(chē)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)園區(qū)，于2004年7月建成投產(chǎn)，期規(guī)劃占地面積88萬(wàn)平方米，年產(chǎn)能2萬(wàn)輛。
巨大的挑戰(zhàn)和引人注目的解決方案
近年來(lái)，汽轎車(chē)雖已建立了個(gè)龐大的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，但眾多車(chē)型的眾多設(shè)計(jì)與制造信息導(dǎo)數(shù)據(jù)管理環(huán)境變得很復(fù)雜。由于信息瓶頸嚴(yán)重阻礙了各部門(mén)之間的知識(shí)共享與協(xié)同，公司需要產(chǎn)品生命周期管理啡(PLM) 等更先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理解決方案。
為應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)并采取積措施縮短汽車(chē)上市時(shí)間、節(jié)約成本和改善總體運(yùn)營(yíng)情況，汽轎車(chē)選用Siemens PLM Software公司提供的Tecnomatix?組合。Tecnomatix是完整的數(shù)字化制造解決方案，通過(guò)集成所有的制造規(guī)劃程序和產(chǎn)品工程來(lái)實(shí)現(xiàn)體化數(shù)字化工作流。
汽轎車(chē)股份有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)謝文才先生表示：“在數(shù)字化制造方面，我們的遇到了些困難，比如信息孤島太多，產(chǎn)品數(shù)據(jù)及產(chǎn)品版本管理混亂等問(wèn)題。正當(dāng)苦尋對(duì)策之際，200年個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，我參加了Siemens PLM Software公司關(guān)于數(shù)字化制造和工藝規(guī)劃的次演講，受益匪淺。自此，我深刻意識(shí)到數(shù)字化制造和工藝規(guī)劃的重要性和緊迫性。數(shù)字化制造系統(tǒng)不僅是工程信息和專(zhuān)業(yè)知識(shí)深入積累的過(guò)程，同時(shí)也是企業(yè)規(guī)范工程流程、控制業(yè)務(wù)時(shí)效、管理業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的重要工具。綜合考慮公司的特殊需求后，我認(rèn)為Siemens PLM Software公司的解決方案與公司的發(fā)展策略吻合，能為企業(yè)帶來(lái)大的效益。”
平滑的部署和有力的支撐
目前，汽轎車(chē)在焊裝、涂裝和總裝等優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域部署了Tecnomatix中的Process Designer(工藝設(shè)計(jì)師)解決方案，Process Simulate(工藝仿真)解決方案和Robcad?軟件，特別是在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段和生產(chǎn)準(zhǔn)備階段。通過(guò)Tecnomatix，公司在制造前就進(jìn)行虛擬驗(yàn)證與仿真、產(chǎn)品制造可行性研究、初步工藝規(guī)劃、物流規(guī)劃和布局規(guī)劃等工作。
謝部長(zhǎng)補(bǔ)充道：“Tecnomatix是Siemens PLM Software公司數(shù)字化制造解決方案的部分，主要實(shí)現(xiàn)工藝仿真、工藝優(yōu)化等功能。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外很多汽車(chē)同行都采用了此數(shù)字化制造解決方案，作為其PLM平臺(tái)的部分，有很多成熟的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。而且，Siemens PLM Software公司的服務(wù)團(tuán)隊(duì)非常專(zhuān)業(yè)，定期為我們的工程師提供技術(shù)培訓(xùn)并解決實(shí)施過(guò)程中可能出現(xiàn)的任何問(wèn)題。”
汽轎車(chē)的制造工程部使用Tecnomatix對(duì)A50、A30和C3轎車(chē)項(xiàng)目的焊裝、涂裝和總裝等主要業(yè)務(wù)進(jìn)行工藝規(guī)劃、仿真和優(yōu)化，有效實(shí)現(xiàn)了工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的同步。
可量化的改進(jìn)
汽轎車(chē)的管理者們發(fā)現(xiàn)使用Tecnomatix后大幅縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和提高了生產(chǎn)準(zhǔn)備質(zhì)量。Tecnomatix的使用使每款車(chē)型節(jié)約成本300余萬(wàn)元。
苑學(xué)愚副總工程師補(bǔ)充道：“利用Tecnomatix數(shù)字化制造軟件縮短了其工廠(chǎng)主焊裝線(xiàn)的焊接時(shí)間，通過(guò)特定項(xiàng)目以虛擬方式驗(yàn)證了在真實(shí)環(huán)境中增加7臺(tái)機(jī)器人的可行性，并完成了由50臺(tái)機(jī)器人執(zhí)行的共計(jì)66套機(jī)器人程序的離線(xiàn)編程工作。同時(shí)在車(chē)身生產(chǎn)線(xiàn)規(guī)劃方面，數(shù)字工藝規(guī)劃驗(yàn)證方法的使用已經(jīng)給企業(yè)帶來(lái)了巨大的實(shí)際效益。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，使用傳統(tǒng)工藝方法，新車(chē)型從工藝規(guī)劃到實(shí)際投產(chǎn)需24個(gè)月。使用Tecnomatix后，整個(gè)過(guò)程縮短了2個(gè)月。過(guò)去將投入20個(gè)工藝規(guī)劃人員進(jìn)行新生產(chǎn)線(xiàn)的工藝規(guī)劃工作，使用Tecnomatix后人員減為0個(gè)，且團(tuán)隊(duì)的工作度、規(guī)劃水平得到了提高?！?br />“此外，公司的規(guī)劃效率與度提高了35%，工藝規(guī)劃周期縮短了8%，生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能提高了25%，以及資源利用率得到了大幅提高，包括焊接設(shè)備、焊槍、工業(yè)器具等所有生產(chǎn)線(xiàn)資源?！?br />“而且，由于使用Tecnomatix實(shí)現(xiàn)了制造工程到設(shè)計(jì)工程的及時(shí)反饋，公司的工程變更減少了5%，錯(cuò)誤和設(shè)計(jì)校正也減少了。Tecnomatix使我們真正實(shí)現(xiàn)了工藝規(guī)劃與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的同步!”
“總體上節(jié)約了5%的項(xiàng)目總投資?！?br />在涂裝領(lǐng)域，汽轎車(chē)完成了5種車(chē)型89個(gè)細(xì)分顏色品種的離線(xiàn)編程工作。在總裝領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了初步分析與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同步。初期完成了數(shù)字化裝配仿真，定了潛在的制造風(fēng)險(xiǎn)。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期針對(duì)制造風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題制定相對(duì)應(yīng)的解決方案，避免在實(shí)際生產(chǎn)階段對(duì)設(shè)備進(jìn)行更改。此類(lèi)積措施還降低了設(shè)備成本，并縮短了校正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤所需的時(shí)間。同時(shí)，汽轎車(chē)還完成了A50轎車(chē)項(xiàng)目的虛擬建模、工廠(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)和車(chē)間固定設(shè)備的詳細(xì)建模，為后續(xù)建模提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和虛擬環(huán)境。
長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃
謝部長(zhǎng)告訴我們：“下步工作重點(diǎn)是把各個(gè)功能模塊有效整合到汽轎車(chē)具體的業(yè)務(wù)環(huán)境中，并把Tecnomatix數(shù)字化制造軟件集成到Siemens PLM Software公司的開(kāi)放式制造數(shù)據(jù)平臺(tái)Teamcenter中，以?xún)?yōu)化以下工序：零部件制造規(guī)劃、裝配工藝規(guī)劃、資源管理、工廠(chǎng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、機(jī)器人技術(shù)仿真和編程、人機(jī)工程學(xué)和人員績(jī)效、產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)劃等。通過(guò)整合互補(bǔ)能力，Tecnomatix 配合 Teamcenter 組合中的Manufacturing Process Planner(制造工藝規(guī)劃師)解決方案可以廣泛和有效的方式改進(jìn)公司的整個(gè)生產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程?！?br />業(yè)務(wù)挑戰(zhàn):

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