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智能制造執行系統（MES）
一、系統非功能性要求
1、系統運行環境要求
1.1系統需支持32位操作系統和64位操作系統，整個系統可選擇使用x86架構或x64架構；
1.2系統需支持win32操作系統或Linux操作系統；
1.3系統需支持在安裝階段檢測當前運行環境必備條件的檢測功能；
1.4系統需支持綠色安裝。
2、系統的可靠性要求
2.1系統需支持不管用戶輸入任何數據的情況下，總是穩定運行，不會因為輸入錯誤或者數據錯誤導致系統的崩潰和死機；
2.2系統需支持在網絡過載或者資源緊張的情況下，仍能保證系統正常運行，可以給用戶提示相關進行及特定信息。
3、系統用戶體驗要求
3.1系統所有的UI操作需為異步操作，不會對UI進行任何阻塞；
3.2系統需對所有的操作進度進行可視化提醒；
3.3系統需對操作后的結果進行反饋，使用戶明確的知道當前操作的結果及應該采取的措施；
3.4系統需對相關服務端執行的任務結果，進行實時的主動推送；
3.5系統需保證所有的頁面打開時間在最長不超過1秒，數據獲取時間最長不超過2秒，并且明確給出加載進度條。
二、系統基礎功能要求
1、系統需由B/S架構和Server端組成；
2、系統需支持使用用戶密碼進行鑒權；
3、系統需支持不同用戶角色對應不同的功能模塊，管理員可以設置對應角色的權限；
4、系統默認需支持PostgreSQL數據，也可以根據用戶需要進行數據庫的切換，可以更換為其它主流關系型數據庫（MySQL，MsSQL等）；
5、系統需支持至少4種控制系統的設備連接，并能在設置頁面中選擇加工設備如加工中心、數控車床的控制器類型，設備IP地址的設置；
三、系統功能要求
1、MES系統功能要求至少包含
1.1工藝設計模塊
1.2排程管理模塊
1.3設備管理模塊
1.4測量與刀補模塊
1.5生產統計模塊
1.6系統設置模塊
2、工藝設計模塊功能及參數要求
2.1 EBOM管理至少包含
(1）需支持從外部使用標準格式的xls文件導入BOM，支持MES系統內操作新建的方式進行單個零件的BOM信息建立；
(2）以上BOM信息產生后，可以在MES系統內進行零件名稱、數量、材質、圖片的上傳及信息編輯修改，并能在EBOM管理頁面中進行零件BOM的信息刪除；
(3）EBOM管理頁面需具備場次、圖號的篩選功能，能快速進行目標零件信息的查找；
(4）BOM系統導入后可以對BOM信息進行發行操作，系統自動生成零件對應的工藝BOM即PBOM。
2.2 PBOM管理至少包含
(1）需清楚顯示零件的圖號、圖號版次、零件圖片、數量、材料及狀態；
(2）需進行零件設計檔案的下載；
(3）PBOM管理中能進行零件加工工藝的設計，至少包含數控車床、加工中心工序的順序調整、工序的刪除以及每道工序的計劃時間的填寫；
(4）PBOM管理頁面中能進行零件工藝的下發，下發后的PBOM信息在加工工藝管理頁面中進行正確的信息顯示。
2.3 加工工藝至少包含
(1）加工工藝頁面能進行零件圖號、圖號版次、圖片、數量、材料以及PBOM的狀態的查看；
(2）加工工藝頁面中能進行零件工藝卡的下載以及上傳，系統自動將零件的工藝卡更新為最新版次；
(3）加工工藝中進行工藝卡上傳及發行后，系統自動在排程管理中生成同等數量的加工訂單信息；
(4）加工工藝頁面中可以針對加工中心設置零件需要檢測時用到的宏變量，以及相關理論值和公差的設置。
3、排程管理模塊功能及參數要求
3.1加工程序管理至少包含
(1）加工程序管理頁面能進行零件圖號、圖號版次、零件圖片、數量、材料的顯示；
(2）加工程序管理頁面中能對加工工藝頁面中定義的零件每道加工工序進行加工程序的上傳及下載，系統可以對程序進行版次管理，用戶可以選擇歷史上傳的程序，可以對程序進行新增和刪除操作；也可以在線編輯已經上傳的程序，并保存；
(3）加工程序發行后，系統自動生成同等數量的加工訂單。
3.2自動及手動排程至少包含
(1）系統在自動及手動排程頁面中可以進行加工訂單排程模式的切換，包含自動排程及手動排程，其中自動排程可以分為質量優先、數量優先兩種模式；
(2）系統能手動調整加工訂單的優先級；
(3）在手動模式下，用戶可以在系統頁面內按順序的進行每道加工工藝任務的下發，系統對加工任務進行下發后，機械手按照下發的加工任務自動進行零件的上下料動作；
(4）在自動模式下，用戶可選擇數量優先，系統自動對加工訂單任務進行排序及加工任務的下發；
(5）在自動模式下，用戶可選擇質量優先，系統對需要進行在機測量的工序進行加工后返修的提醒，用戶可在系統頁面進行是否返修進行選擇，如用戶不進行返修或者返修等待時間超過設置的時間，系統將繼續按照排程順序進行加工任務的下發及執行；
(6）如果訂單加工時間過長（可以在系統設置中設置此閾值），可以提醒用戶是否繼續等待加工完成或者強制完成；確認時需要二次確認或者使用驗證碼形式進行防呆判斷。
4、設備管理模塊的功能及參數要求
4.1設備監控至少包含
(1）系統可以顯示自動化平臺中加工設備、機械手、料庫的顯示，并自動對設備的狀態進行動態反饋及實時顯示；
(2）系統頁面中能進行自動化的啟動、停止及復位的操作；
(3）系統能顯示設備的數字孿生場景，將物理設備的數據反映到數字世界中，兩者的姿態將保持一致。
4.2機床數據采集至少包含
(1）機床數據采集頁面能進行自動化平臺中加工設備的狀態、工作模式、軸位置、當前加工程序的顯示；
(2）顯示對應機床的數字孿生模型，并在模型中顯示當前機床的狀態，比如：開關門狀態，三色燈狀態，主軸運行狀態等。
4.3機器人數據采集至少包含
(1）能進行機器人每個軸的數據顯示、以及機器人狀態的顯示；
(2）顯示對應機器人的數字孿生模型，并在模型中顯示當前機器人的狀態，比如：當前機械臂的狀態和機器人的位置。
4.4料倉管理至少包含
(1）料倉管理頁面具備零件狀態說明信息，根據不同顏色顯示零件的狀態，狀態包含無料、待加工、加工中、加工異常、加工完成、不合格六種狀態，能進行每個倉位的零件選擇；
(2）料倉具備料架盤點功能，系統將調度機械手進行倉位RFID芯片信息寫入；
(3）料倉管理具備RFID讀取功能，系統調度機械手進行料位RFID信息的讀取；
(4）料倉具備系統料架狀態和RFID數據的對比功能，讀RFID功能結束后可進行此項操作，會再對應料倉圖片上顯示不一致的數據。
4.5監控功能至少包含
(1）系統能與監控系統進行對接，在MES系統頁面進行監控攝像頭場景的實時顯示；
(2）監控功能頁面能顯示加工設備的名稱、加工零件名稱、料位、設備的狀態、以及在線測量中各變量的理論值、實際值、上下公差、結果等；
(3）系統支持在高版本瀏覽器（Chrome≥44，Firefox≥52）和低版本瀏覽器下預覽監控攝像頭。
5、測量與刀補模塊功能及參數要求
5.1刀補信息采集至少包含
(1）系統能實時顯示加工設備內的刀具號、刀具長度、半徑、長度磨損、半徑磨損、刀長補償、半徑補償；
(2）系統能進行刀具補償修正、刀具半徑修正的數據輸入，并自動對輸入的數據進行放錯提醒，超出限定值的輸入系統自動進行無效處理。
5.2測量數據采集至少包含
(1）系統能根據歷史訂單編號，查詢測量數據，并顯示測量結果。
5.3刀補返修至少包含
1）系統能對加工中心中每個刀號的刀具進行刀長補償修正以及刀具半徑補償的修正的輸入，系統自動對輸入的數據進行判斷，超出限定值的輸入自動進行無效處理；
(2）系統根據輸入的刀長、半徑補償量自動對設備中的刀長和半徑進行計算修正，并能根據返修指令進行加工程序的返修加工。
5.4質量追溯功能至少包含
(1）系統自動對加工的零件進行總數量、加工零件合格數量的統計，并能將統計的數據進行xls格式的導出。
6、生產統計功能及參數要求
6.1看板至少包含
(1）系統具備至少三種看板，看板內容包含：料倉狀態的實時監控，自動化設備狀態的實時監控、加工設備刀具信息的監控、以及攝像頭的監控頁面等；
(2）料倉狀態看板能顯示不同的生產狀態顏色，并能根據各種狀態零件比例自動計算并生成圖形化分析。
7、系統設置功能及參數要求
7.1網絡拓撲圖設置至少包含
系統能對自動化平臺中設備，包含加工中心、車床、機械手、PLC、工控機、設計電腦的網絡進行連接設置，系統根據不同設備輸入的IP地址，自動進行連接的狀態顯示，如為接通狀態，連接線自動顯示綠色合格，如不能進行接通，連接線將顯示紅色異常狀態。
7.2設備測試至少包含
系統具備自動化平臺中加工中心、車床的開關門、主軸速度、卡盤狀態的測試，并自動在系統頁面反饋測試結果。
7.3機械手測試至少包含
系統具備自動化平臺中機械手的狀態的測試，并能實時反饋機械手第六軸、第七軸的姿態數據。
7.4料倉測試至少包含
系統能對指定的料位進行加工中、加工異常、加工完成、不合格等4種狀態的不同顏色的狀態燈測試，系統指定料位的狀態后，料倉自動對指定位置的LED燈進行相同顏色的顯示。
7.5攝像頭配置測試至少包含
系統能對攝像頭實時監控系統的IP地址，用戶名及密碼的輸入，輸入正確后，系統自動進行位置的連接，并實時顯示監控的頁面，測試頁面可進行錄像、抓圖等的操作，并能指定錄像、圖片的存放地址的指定，以及抓圖格式的選擇等。
7.6手動試切至少包含
系統支持手動試切的零件測量結果的獲取，能顯示測量的變量號、實際值及測量結果信息。
7.7 HOME程序至少包含
(1）系統支持對自動化平臺中的加工中心、車床的測試程序的上傳及下載；
(2）系統頁面內上傳的程序自動推送到加工機床內存。
7.8參數配置至少包含
(1）系統支持對MES系統及PLC變量表的導入，并自動顯示導入的各變量的名稱及地址；
(2）系統具備功能代碼的篩選功能，能進行不同類型的功能代碼的篩選顯示。
7.9日志至少包含
(1）系統能實時顯示自動化平臺中加工中心、料庫、車床、LED、PLC及生產任務的狀態顯示，并能自動進行日志信息的刷新；
(2）系統支持日志信息的篩選、清楚及刷新，不同的日志類型使用不同的顏色顯示，錯誤信息使用紅色字體、正常信息使用黑色字體、告警信息使用橙色字體等；
(3）系統支持日志自動歸檔和清理功能，能在參數設置相關閾值，根據閾值可以進行日志的自動歸檔和清理。
7.10工業機器人智能制造應用仿真教師教學軟件（本項目僅需供一套）
（1）項目信息
軟件有完善的項目信息，至少包括：
1）項目任務：說明任務目的及實驗功能；
2）機器人簡介：介紹工業機器人及其組成系統；
3）特點與應用：介紹工業機器人的特點與應用；
4）學習指導：指導如何完成實驗；
5）指令說明：說明指令能夠起到的作用及原理。
（2）三維操作
能夠實現至少包含旋轉、平移、縮放等功能。
（3）逼真的三維模型
需以真實的工業機器人智能制造設備為藍本進行三維建模。
（4）視圖切換
能夠快速進行至少包含正視圖、頂視圖、右視圖切換，提高操作效率。
（5）全屏展示
支持一鍵全屏顯示，方便觀察智能制造設備的運行過程、功能操作使用、場景模型等。
（6）電控柜
至少能夠通過電控柜給六軸工業機器人通電、開啟伺服、打開使能、打開權限等操作。
（7）隱藏/顯示示教器
支持對示教器進行隱藏和顯示切換，方便學員觀察了解六軸工業機器人、數控機床及整個場景模型。
（8）示教器
仿真至少兩個以上國產品牌的六軸工業機器人（其中必須包含與本項目提供的實體機器人品牌一致的）示教器，能夠操控機器人進行示教、單軸運動、線性運動等，操作使用方式與實際一致。
（9）控制臺
控制臺功能至少包含手動控制模式、自動控制模式、啟動、停止、程序啟用、程序停用、狀態顯示等，通過控制臺，能夠操控運行智能制造生產線各設備。
（10）關節模式/直交模式/外部軸模式
至少能夠對關節模式、直交模式進行相互切換，其中與本項目提供的實體機器人品牌一致的機器人還能夠通過示教器切換至機器人外部軸進行操作。通過運動模式的操作學習，能夠提高學生對示教器操作的了解。
1）關節模式：機器人各軸的單軸運動；
2）直交模式：機器人沿X、Y、Z軸線性運動；
3）外部軸模式：機器人沿外部軸地軌滑軌運行。
（11）使能（電源）按鈕
按下示教器上的使能（電源）按鈕，能夠接通示教器電源，過程符合實際操作。
（12）急停按鈕
至少能夠通過示教器上的急停按鈕使機器人的運行立即停止，過程符合實際操作。
（13）軸運動限制
每個軸都有最大的運動角度限制，與機器人實際操作一模一樣。
（14）暫停功能
至少能夠通過機器人示教器上的暫停按鈕，使機器人停止運行。
（15）啟動功能
至少能夠通過機器人示教器上的啟動按鈕，使機器人啟動運行。
（16）機器人重置
至少能夠使機器人快速回到原點，為機器人操作編程等做準備，功能使用方便快捷。
（17）關閉\打開加工中心門
至少能夠關閉或打開加工中心機床門。
（18）關閉\打開車床門
至少能夠關閉或打開數控車床門。
（19）預設目標姿態點
1）至少能夠一步一步快速有序地預設好當前機器人程序中的各個目標姿態點，學生能夠通過逐步對照學習，提高對機器人目標姿態點預設和程序的理解。
2）方便定位機器人在整個運動軌跡中的目標姿態點，避免手動控制機器人去定位目標姿態所要花費的大量時間，提高老師的課堂教學效率，節省目標姿態點的定位調試時間。
（20）目標姿態點賦值
至少能夠進行機器人從起始位姿到結束位姿的整個運動過程中的目標姿態點賦值，操作過程及操作方式符合實際。
（21）預設點提示框
進行機器人目標姿態點預設時，能夠提示當前要預設的姿態點，非常人性化。
（22）放置材料
至少能夠使料倉供料，方便對機器人進行單機調試。
（23）流程演示
至少能夠一鍵進行整套智能制造生產線加工流程演示，方便快速展示加工運行原理。
（24）設定加工工件
至少能夠選擇不同的加工工件，使加工多樣化。
（25）圍欄
至少能夠根據需要快速顯示或隱藏圍欄。
（26）場景重置
重置場景所有物體，使整個場景模型恢復到初始狀態。
（27）返回
至少能夠返回到項目信息說明界面，達到實操和理論相結合。
（28）任務提示框
智能顯示任務提示信息，指導用戶進行操作。
（29）消息提示
在對應的實訓操作過程中，消息提示框有相應提示。
（30）指令解析
至少能夠解析不同品牌機器人的程序指令，并通過機器人示教器運行程序。
（31）編程修改
通過修改機器人程序文本，更新機器人程序數據，結果體現在機器人的運行過程中。
（32）兩條完整的智能生產線
工業機器人智能制造生產車間：至少包含數控車床、數控加工中心、工業機器人、外部軸地軌滑軌、料倉等，并且根據程序指令配合運行，實現和實際一樣的實訓效果；
工業機器人智能制造生產線：至少包含數控車床、數控加工中心、傳送帶、工業機器人、料倉等，并且根據程序指令配合運行，實現和實際一樣的實訓效果。
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