孿生工廠：機械臂加工產線 HMI 監控介面

2018 年，世界經濟論壇(WEF)攜手麥肯錫公司共同倡議並正式啟動了全球“燈塔工廠網路專案”(Lighthouse Network)，共同遴選率先應用工業革命 4.0 技術實現企業盈利和持續發展的創新者與示範者。這就使得工廠系統需要對各流水線及生產執行成本方面進行多角度監控、分析，同樣急需對資訊化應用成果和各項資訊資源，進行多元化的展示並支援多元化終端的便捷訪問。

圖撲軟體 HT 視覺化技術採用 B/S 架構，透過對傳統二維的工廠流水線組態圖進行重構設計，對接測點資料實現 Web 化跨平臺多端訪問，無論是 PC、PAD 或是智慧手機開啟瀏覽器，即可隨時訪問監控場景。並支援整合至 B/S 端，與其他主流前端框架如 Angular、React 和 Vue 等無縫融合，透過資料驅動形式讓新型組態得以使用 2D/2.5D 等不同形式實現多樣化展示。

本期案例對工廠流水線的主要工藝流程進行 2D 視覺化設計，根據不同的單元“支腿焊接自動線”、“小件自動化機加線”、“自動化產線”、“輸送直管熱處理”、輸送直管自動熱處理線”、“輸送直管自動焊接線”、“專汽攪拌桶塗裝自動線”進行分類設計，結合接入測點後監測到的實時資料，直觀呈現工藝流程和工藝裝置的執行狀態。

支腿焊接自動線

焊接作為現代製造業中的一項重要製造技術，已經滲透到製造業的各個領域。活動支腿焊接機器人採用 PLC 可程式設計序控制器控制，能與機器人通訊，在操作平臺上能對整個生產線的工作過程進行控制，並且多臺焊接機器人協調控制，保證焊接過程的智慧性和穩定性。自動焊接生產線就是將焊接機器人、焊接裝置、輔助裝置及工裝、控制系統、變位機、物流系統進行有效整合，透過整條線的自動化輸送，能夠提高整條生產線的工作效率。

圖撲軟體 HT 視覺化介面中，每臺焊接機器人都有其相對應的報警裝置，根據報警級別實時彙總其狀態並在右側皮膚輪播展示。並且根據焊接機器人攜帶的感測器傳輸回的資料資訊，將裝置效率指標以曲線圖的形式進行視覺化展示。

點焊機械臂

滑鼠劃過點焊機械臂裝置會高亮顯示，點選後可進入裝置詳情介面，介面內是對點焊機械臂裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括焊接電流、焊接電壓、送絲速度等。

小件自動化機加線

小件自動化流水線生產過程繁瑣而複雜，為保證整個流水線的正常執行，需要一個合理的設計方案。對整個流水線生產過程而言，需要考慮加工裝置的擺放位置、每臺裝置的執行速度、整個生產線的節拍。合理的流水線設計能夠使得加工裝置之間減少碰撞、減緩待加工工件堆積。

本系統中展示了 6 條綜合線產線流程，採用固定皮膚的方式展示作業裝置、待機裝置、關機裝置、故障裝置等實時資料；以及裝置報警清單，裝置和產線效率指標資料等。

綜合線

滑鼠劃過綜合線工藝會高亮顯示，點選後可進入綜合線詳情介面，介面內是對法蘭加工步驟的視覺化展示，右側輔助以相關裝置基礎資訊包括裝置報警清單、裝置效率指標等。

自動化產線

自動生產線是指由自動化機器體系實現產品工藝過程的一種生產組織形式。它是在連續流水線的進一步發展的基礎上形成的。自動化產線的目標是實現裝置加工的減量化，其特點是：加工物件自動地由一臺機械臂傳送到相應的裝置機床上，並由機床自動地進行加工、裝卸、檢驗等，所有的機器裝置都按統一的節拍運轉，生產過程高度連續。

本系統中形象地展示了運輸帶上的機械臂運送法蘭到各對應機加機床進行鑽孔、擴孔、鉸孔、滾花等後續工作的示意。

機加機床

滑鼠劃過機床裝置會高亮顯示，點選後可進入機加機床詳情介面，介面內是對裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括主軸轉速、主軸負載、切削進給等。

輸送直管熱處理

在直管自動焊接工藝過後，要進行相應的熱處理來保護我們的焊縫以達到要求的焊接質量，並使其焊接厚度和結構剛性都達標。焊接熱處理一體機，包括機架，機架的下方安裝有履帶和驅動電機，履帶的上方安裝有多用爐、氧化爐、氮化爐，機架上開有供焊件進入熱處理爐的 RGV 小車；該流程將焊接工藝與熱處理工藝透過機械機構有機連線，大大提升效率，實現焊接工藝與熱處理工藝自動化、一體化。點選頁面下方表格的裝置報警清單中的查詢按鈕，可以進行時間選擇查詢對應時間段內各裝置詳情狀況。

多用爐

滑鼠劃過多用爐會高亮顯示，點選後可進入裝置介面，介面內是對裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括焊接電流、焊接電壓、送絲速度、裝置效率指標等，方便使用者對該裝置的詳情進行掌握。

輸送直管自動熱處理線

自動熱處理是將直管放置在履帶後，透過履帶上方的機器抓手將經過水冷後的直管運輸至感應熱處理裝置中，並以一定速度加熱到設定溫度並保持預定的時間，再以預定的冷卻速度進行冷卻的綜合工藝方法。通常熱處理爐測控系統由熱電偶及儀表組成。採用普通系統不能直觀設定引數和顯示裝置效率曲線，而熱處理爐控制的好壞將直接影響到熱處理效果。因此，做好熱處理爐的控制是提高熱處理產品質量的關鍵。所以圖撲將整個輸送直管自動熱處理線進行 HT 視覺化展示，將採集到的裝置效率指標以圖表的形式體現。

熱感應處理裝置

滑鼠劃過熱感應處理裝置會高亮顯示，點選後可進入裝置介面，介面內是對裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括電流、電壓、電源功率、裝置效率指標等，方便使用者對該裝置的詳情進行掌握。

輸送直管自動焊接線

現如今一些大型生產廠家會存在將直管加長處理的需求。傳統方法是需要在直管的一端先焊接套管，然後在套管上再焊接加長直管。但是這種方法生產效率低下，所以現階段各種行業的直管法蘭自動焊接的工序如下:管子堆放工位→自動上管→自動焊接→自動下管→成品工位，實現整個流程全部自動化控制。焊前送管是透過管道橫向輸送車將待焊接的管段運送至半成品存放料架前端。自動上管是透過管道縱向輸送車將橫向輸送車上的管道平移並輸送至直管法蘭自動焊接機。最後焊接完畢後透過管道縱向輸送車將成品管舉升並輸送至料架。

焊接機器人

滑鼠劃過焊接機器人裝置會高亮顯示，點選後可進入裝置介面，介面內是對裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括焊接電流、焊接電壓、送絲速度、裝置效率指標等，方便使用者對該裝置的詳情進行掌握。

專汽攪拌桶塗裝自動線

專用汽車攪拌桶表面多為塗裝面，塗層決定了汽車的外觀、耐腐蝕性和使用壽命，汽車塗裝工藝直接影響汽車的市場競爭力。目前，汽車塗裝多采用自動化程度較高的輸送線，輸送線的設計不僅要考慮精度、柔性、配送、效率、儲存，還需兼顧結構、佈局以及配置等問題。為了實現輸送線執行與工序實施的並行性，保證輸送過程的高效流暢，工件輸送系統宜採用立體式的機械化輸送方式，如空中懸掛和地面滑橇一體化設計。根據生產工藝的實際要求，電控系統採用 PLC 可控程式設計，並實行現場匯流排中心監控和分割槽自動轉接執行。

在全新的 2D 組態介面中，透過圖撲軟體 HT 引擎技術將整個塗裝過程進行視覺化展示，實現組態圖元流暢的動態效果開發。本系統中展示了塗裝的產線流程，採用固定皮膚的方式展示作業裝置狀態等實時資料。對接各個流程的報警及感測器裝置以方便操作和維修，保證工件在各處理工位自動輸送的平穩順暢。

前處理室

滑鼠劃過前處理室工位會高亮顯示，點選後可進入裝置介面，介面內是對裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括水壓、槽液溫度、液位情況等，方便使用者對該裝置的詳情進行掌握。

粉塵固化爐

滑鼠劃過粉塵固化爐會高亮顯示，點選後可進入裝置介面，介面內是對裝置的二維展示，兩側輔助以相關裝置基礎資訊包括保溫區溫度、輻射爐溫度、裝置核心指標等，方便使用者對該裝置的詳情進行掌握。

模型彙總

本次案例各條流水線裝置採用寫實風格設計，精細化展示裝置的結構及狀態。