1.项目背景

近年来，随着经济迅速发展，笔记本电脑已经成为日常办公不可或缺的一部分。笔记本以其轻盈小巧、便携实用的优点成为外出商务洽谈或者移动办公必备品，市场需求的也逐年增加。联想集团作为目前主流的笔记本生产企业，为迎合市场需求，引入机械化生产手段，由于供应商不同，生产过程中笔记本组装上、下外壳之间仍然存在一定的误差率，为尽可能的缩小误差率，匹配最适合的上下壳，将通过智能算法及机械化控制实现外壳的最佳配对，提高产品的合格率，大大提升了生产效率。

2.系统架构

依据供应商ODM系统提供的上下盖尺寸参数，笔记本外壳经人工上料传送至扫描区域，拣选机器通过识别上盖二维码查询立库空闲仓位进行机械手上架，并将上架仓位信息及壳体编码保存至数据库内；上架完成后，进行下盖比对拣选，扫描下盖二维码通过Kuhn-Munkras算法实时进行上下壳体的AI智能算法比对，找出目前立库仓位内所有上盖中最佳比对编码，并通知机械手进行抓取；同时上料区进行及时补料上架，当立库仓位发现有空余仓位时及时进行上盖的上架。对比成功后的上下盖传输至打包区进行打包；后台管理平台对接ERP生产数据及机械运行数据保存记录后台管理并通过大数据看板实时展示生产线运行数据。

3.系统业务

本系统主要分为上盖上架、下盖匹对、后台管理。

上盖上架：通过扫码将上盖壳体进行入库，计算立库的空闲位置，对上盖进行入库操作，并记录壳体编号及分配仓位；

下盖匹对：通过下盖扫码查询立库仓位中上盖的最佳匹对尺寸，并记录其对应编号，同时联动机械手抓取对应仓位，传送至打包区；

后台管理：后台管理系统对接匹对数据、ERP系统生产数据、机器运行数据，并通过数据看板实时展示。

4.设计原理

4.1AI智能算法

将笔记本的D壳尺寸按序列排列，给定约束条件，取出一个样件C壳，用Kuhn-Munkras算法循环计算最佳匹配匹对D壳，给出计算结果。将计算结果发送至立库系统，联动机械手进行对应的D壳抓取，并实时刷新立库中D壳的数据。

4.2立库自动拣选

将供应商壳体先进行上盖人工上料 ，经传送带传输至扫描区进行二维码扫码，查询空闲的立库仓位，机械手臂抓取上架，上盖上架完成后，再进行下盖扫码比对，将下盖传输至扫描区，根据算法比对查找编号找到对应仓位并抓取上盖一起传输至打包区域进行打包发货，下盖比对同时可进行上盖上架操作，当立库有空余仓位时可以进行扫码上盖补料上架。

立库区域设计布局（初步布局，具体按现场场地调整）

长度 3700mm，高度 2500mm，宽度 2500mm

共5列，每列 100个位置；两侧上下料机械手

5.系统功能

5.1算法管理系统

5.1.1数据接入

支持对接供应商ODM系统，对上下盖尺寸进行数据导入，并维护数据信息，进行数据供应商分类（供应商类型、供应商名称、产品类型、产品名称、数量、尺寸等）；

5.1.2算法配对

下盖扫码进行立库上盖尺寸比对，通过AI智能算法分析最适合的配对编码，记录挑选出最佳比对上、下盖编码数据，将编码对应的仓位号通知机械手进行抓取上盖。

5.1.3数据库管理

支持算法比对数据进行数据库存储，并支持数据库比对数据开放第三方系统调取比对结果，支持数据接口开放。

5.2后台管理系统

5.2.1人员管理

角色分配：支持自定义角色（管理员、运维人员、操作工），并对不同角色分配不同的管理权限；

人员添加：添加并维护人员信息（姓名、职位、手机、邮箱等），并绑定不同的角色身份。

5.2.2设备管理

网关添加：新增网关信息，包括网关名称、区域、型号、采集时长等；

设备添加：添加设备信息（设备类型、设备名称、设备型号等），并绑定对应的网关。

5.2.3告警管理

支持按时间段、设备名称、告警类型查询告警数据，并支持告警数据批量导出功能；支持微信、邮件等多种形式推送报警信息；

5.2.4分析报表

支持单日、月度、季度、年度生产匹对打包数量统计；设备报警数据分析报表统计；支持生成ERP生产、订单数据报表；支持生成供应商送货统计报表；并支持生产报表导出备份；

5.2.5大数据看板

支持ERP生产数据（计划订单量、实际完成量、未完成数量）实时数据及分析图表数据看板展示；支持告警周报警统计折线图表显示；支持机械手、输送线的运行状态展示；异常数据实时提醒，并区分处理和未处理异常信息；。

5.3立库管理系统

数据接入：支持立库仓位自建，并对接算法系统实时更新数据库比对结果；

入库：扫描上盖条码，计算立库空余仓位，对上盖进行入库操作，并保存上盖立库仓位信息；

匹对出库：支持下盖扫描匹对，找出对应的立库仓位，并发送指令给机械手抓取对应上盖，通过传送带传输至打包区

6.硬件设备

6.1机械手臂

六自由度、自重14kg、负载3kg；

工作半径624mm；

重复定位精度±0.02mm；

最大速度2.0 m/s；

搬运方式：机械抓/吸盘；

典型功率：150W；

防护等级：IP54；

用途：立库出入库壳体抓取；

6.2传送带设备

材质：PVC、铝材；

承重：50-100斤；

尺寸：定制；

电机120W/200W/400W/750w/1.5w；

速度： 60：1（每分钟0-6m可调节）；

30：1（每分钟5-10m可调节）；

10：1（每分钟8-20m可调节）；

控制：PLC电机；

6.3扫码设备

系统接口：RS-232串口；

触发方式：按键触发、自动感应触发、命令触发、usb虚拟串口；

设置方式：依次扫描设置条码或通过RS-232串口发送指令；

输出电压：DC3.4V-5.5V；

电流：105mA（待机），435mA（扫描）@5VDC；

视场角度：水平:45°，垂直：28°；

扫描角度：±70°，±72°，±360°（左右、前后、转动）；

印刷对比反差：20%；

解码种类：

 1D:UPC-A,UPC-E,UPC-E1,EAN-13,EAN-8;

2D:PDF417,MicPDF417,Codablock等；

防护等级：IP52；

7.服务器配置

本系统可部署在目前主流的云平台，也可以部署本地服务器，用户可根据需要自行选择。整个项目采用了完全的前后端分离，服务端采用了分布式友好的微服务架构，性能和扩展上都能得到保证。项目开发分为前端交互功能开发、后端服务接口开发两大部分，两部分相互独立。服务器配置需满足CPU：12核，运行内存：32G ，10M带宽，内存1T，云备份1T，计算型服务器，操作系统Win7以上配置。