以下文章来源于智造苑 ，作者小智

　　自动化生产系统通常是由加工、检测、物流和装配线等多个单元加上计算机控制系统单元构成的。为了更好的实现自动化和持久的规模经济效应，系统中的某些单元还包含工业机器人、人机协作环节等。

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　　引自：《制造系统中的信息集成技术》（主编：张智海、杨建新，副主编：朱峰、李璠、黄毅、孙林、马俊杰）。由清华大学出版社「智造苑」原创首发， 数字化企业经授权发布。

　　自动化生产系统通常是由加工、检测、物流和装配线等多个单元加上计算机控制系统单元构成的。在中大型的自动化生产系统中，计算机控制系统单元通常包含两个重要的子系统：DCS（distributed control system，分布控制系统）和SCADA（supervisory control and data acquisition，数据采集与监控系统）来管理和监控生产线。

　　在加工单元中，有机床和相应的自动化控制系统，比如DNC（distributed numerical control，分布式数控系统）；检测单元负责检测产品的生产质量，包含硬件部分（如工业机器人）和软件部分（如统计分析软件）；物流单元有立体库以及相应的软件系统，例如WMS（warehouse management system, 库房管理系统），AGV（automated guide vehicle,自动导航小车）；装配单元则是由上料模块、自动化装配模块与输出模块构成。为了更好的实现自动化和持久的规模经济效应，系统中的某些单元还包含工业机器人、人机协作环节等。

　　图1是一个典型的离散自动化生产系统的空间示意图。该产线用于生产汽车RV 系列蜗轮蜗杆减速器产品的装配，可以根据订单需要生产不同类型的RV系列减速器产品。整个产线工序为先在机加工区的加工单元进行零件加工，然后再进入检验区的检测单元进行质量检测，接着把检测合格的产品部件放入立体仓库中存储，并取出需要装配的多个部件送入自动装配线得到最后的产品，RV系列减速器。

　　图1 自动化生产系统的空间示意图

　　图1中，物流单元不仅包含立体仓库，还包含在每个单元对产品和物料进行运输搬运的AGV小车。自动化生产系统的计算机控制系统没有在空间图里面标出来，是因为计算机系统可作为云端服务器放在生产车间外，或者作为多台计算机分布在车间的各个单元里面。

　　机加工区包含有多台数控机床(computer numerical control，CNC)负责自动化加工，工业机器人负责在多台数控机床之间的物料搬运，在后台有分布式数控系统(DNC)来监控机床的生产和运营。加工单元通过机床、工业机器人、网络控制系统实现自动化的加工过程。值得一提的是，该加工单元具备柔性制造的功能，可以根据需求在不同的零部件之间进行加工工具的变换和生产。图2给出了机加工区域的具体空间图，整个柔性制造的过程是，从右往左看，首先从毛坯料架中取料送入料库，机器人从料库把物料送到卧式车床进行第一道加工工序，然后机器人从卧式机床中把物料送到立式车床，完成后再把成品送回到成品料架。

　　图2 加工单元的空间安排

　　检测区有智能检验的设备负责对比测量机加工的产品是否符合图纸设计的标称值（并且根据测量的结果决定下一步的操作）；如果是零部件的三维高精度测量，智能检验的设备还需要对测量结果进行误差补偿还原测量的准确值，这是借助后台系统的在线自助补偿就可以实现；在自动测量的过程中，需要人机协助机器人抓取测量元件和完成次品处理的工作。图3给出了检测单元的构成：比对仪，线边库和人机协作机器人等可以构成在线检测单元。因为后台系统可以连接在其它地方的测量设备比如三坐标测量机(coordinate measuring machine，CMM)进行综合智能判定，实现离线的检测。

　　图3 检测单元的组成

　　物流单元包含AGV和立体库房。AGV通常是利用激光雷达和声呐红外传感器等技术实现自动行驶，通过无线网络获取计算机控制系统的指令去执行物料的分拣和搬运。AGV完成了在系统中的加工单元，检测单元，物流单元和装配单元等4个单元之间的物料分拣和搬运。AGV是智能制造中自动化生产系统不可缺少的部分。立体库房通过自动化仓储的软件系统实现了智能仓储管理的功能，包含立体货架，输送线，和可以移动的堆垛机。如图4所示，AGV小车通过输送线把装有物料的盒子送进堆垛机的托盘上，然后堆垛机再根据后台仓储系统(WMS)的安排把装有物料的盒子放到立体货架上。

　　图4 物流单元的组成

　　自动化装配线单元包括上料单元，工业机器人，压合单元，拧紧单元和人工装配单元。作为柔性生产线，该条自动化装配线单元可以支持两种型号的RV减速器产品的柔性生产：RV040和RV063。图5给出了自动化装配单元的示意图。

　　图5 自动化装配单元的示意图

　　综上所述，自动化生产系统的主要构成主要有5个单元，其相应的功能和传送的信息如表1所示。计算机控制系统单元中包含多台服务器提供自动化生产的各种服务例如信息采集和分析，网络通信，和实时监控等重要功能。

　　表1 自动化生产系统的主要构成