1.項目背景
近年來，隨著經濟迅速發展，筆記本電腦已經成為日常辦公不可或缺的一部分。筆記本以其輕盈小巧、便攜實用的優點成為外出商務洽談或者移動辦公必備品，市場需求的也逐年增加。聯想集團作為目前主流的筆記本生產企業，為迎合市場需求，引入機械化生產手段，由于供應商不同，生產過程中筆記本組裝上、下外殼之間仍然存在一定的誤差率，為盡可能的縮小誤差率，匹配最適合的上下殼，將通過智能算法及機械化控制實現外殼的最佳配對，提高產品的合格率，大大提升了生產效率。
2.系統架構
依據供應商ODM系統提供的上下蓋尺寸參數，筆記本外殼經人工上料傳送至掃描區域，揀選機器通過識別上蓋二維碼查詢立庫空閑倉位進行機械手上架，并將上架倉位信息及殼體編碼保存至數據庫內；上架完成后，進行下蓋比對揀選，掃描下蓋二維碼通過Kuhn-Munkras算法實時進行上下殼體的AI智能算法比對，找出目前立庫倉位內所有上蓋中最佳比對編碼，并通知機械手進行抓取；同時上料區進行及時補料上架，當立庫倉位發現有空余倉位時及時進行上蓋的上架。對比成功后的上下蓋傳輸至打包區進行打包；后臺管理平臺對接ERP生產數據及機械運行數據保存記錄后臺管理并通過大數據看板實時展示生產線運行數據。
3.系統業務
本系統主要分為上蓋上架、下蓋匹對、后臺管理。
?上蓋上架：通過掃碼將上蓋殼體進行入庫，計算立庫的空閑位置，對上蓋進行入庫操作，并記錄殼體編號及分配倉位；
?下蓋匹對：通過下蓋掃碼查詢立庫倉位中上蓋的最佳匹對尺寸，并記錄其對應編號，同時聯動機械手抓取對應倉位，傳送至打包區；
?后臺管理：后臺管理系統對接匹對數據、ERP系統生產數據、機器運行數據，并通過數據看板實時展示。
4.設計原理
4.1AI智能算法
將筆記本的D殼尺寸按序列排列，給定約束條件，取出一個樣件C殼，用Kuhn-Munkras算法循環計算最佳匹配匹對D殼，給出計算結果。將計算結果發送至立庫系統，聯動機械手進行對應的D殼抓取，并實時刷新立庫中D殼的數據。
4.2立庫自動揀選
將供應商殼體先進行上蓋人工上料 ，經傳送帶傳輸至掃描區進行二維碼掃碼，查詢空閑的立庫倉位，機械手臂抓取上架，上蓋上架完成后，再進行下蓋掃碼比對，將下蓋傳輸至掃描區，根據算法比對查找編號找到對應倉位并抓取上蓋一起傳輸至打包區域進行打包發貨，下蓋比對同時可進行上蓋上架操作，當立庫有空余倉位時可以進行掃碼上蓋補料上架。
?立庫區域設計布局（初步布局，具體按現場場地調整）
長度 3700mm，高度 2500mm，寬度 2500mm
共5列，每列 100個位置；兩側上下料機械手
5.系統功能
5.1算法管理系統
5.1.1數據接入
支持對接供應商ODM系統，對上下蓋尺寸進行數據導入，并維護數據信息，進行數據供應商分類（供應商類型、供應商名稱、產品類型、產品名稱、數量、尺寸等）；
5.1.2算法配對
下蓋掃碼進行立庫上蓋尺寸比對，通過AI智能算法分析最適合的配對編碼，記錄挑選出最佳比對上、下蓋編碼數據，將編碼對應的倉位號通知機械手進行抓取上蓋。
5.1.3數據庫管理
支持算法比對數據進行數據庫存儲，并支持數據庫比對數據開放第三方系統調取比對結果，支持數據接口開放。
5.2后臺管理系統
5.2.1人員管理
?角色分配：支持自定義角色（管理員、運維人員、操作工），并對不同角色分配不同的管理權限；
?人員添加：添加并維護人員信息（姓名、職位、手機、郵箱等），并綁定不同的角色身份。
5.2.2設備管理
?網關添加：新增網關信息，包括網關名稱、區域、型號、采集時長等；
?設備添加：添加設備信息（設備類型、設備名稱、設備型號等），并綁定對應的網關。
5.2.3告警管理
支持按時間段、設備名稱、告警類型查詢告警數據，并支持告警數據批量導出功能；支持微信、郵件等多種形式推送報警信息；
5.2.4分析報表
支持單日、月度、季度、年度生產匹對打包數量統計；設備報警數據分析報表統計；支持生成ERP生產、訂單數據報表；支持生成供應商送貨統計報表；并支持生產報表導出備份；
5.2.5大數據看板
支持ERP生產數據（計劃訂單量、實際完成量、未完成數量）實時數據及分析圖表數據看板展示；支持告警周報警統計折線圖表顯示；支持機械手、輸送線的運行狀態展示；異常數據實時提醒，并區分處理和未處理異常信息；。
5.3立庫管理系統
?數據接入：支持立庫倉位自建，并對接算法系統實時更新數據庫比對結果；
?入庫：掃描上蓋條碼，計算立庫空余倉位，對上蓋進行入庫操作，并保存上蓋立庫倉位信息；
?匹對出庫：支持下蓋掃描匹對，找出對應的立庫倉位，并發送指令給機械手抓取對應上蓋，通過傳送帶傳輸至打包區
6.硬件設備
6.1機械手臂
?六自由度、自重14kg、負載3kg；
?工作半徑624mm；
?重復定位精度±0.02mm；
?最大速度2.0 m/s；
?搬運方式：機械抓/吸盤；
?典型功率：150W；
?防護等級：IP54；
?用途：立庫出入庫殼體抓取；
6.2傳送帶設備
?材質：PVC、鋁材；
?承重：50-100斤；
?尺寸：定制；
?電機120W/200W/400W/750w/1.5w；
?速度： 60：1（每分鐘0-6m可調節）；
30：1（每分鐘5-10m可調節）；
10：1（每分鐘8-20m可調節）；
?控制：PLC電機；
6.3掃碼設備
?系統接口：RS-232串口；
?觸發方式：按鍵觸發、自動感應觸發、命令觸發、usb虛擬串口；
?設置方式：依次掃描設置條碼或通過RS-232串口發送指令；
?輸出電壓：DC3.4V-5.5V；
?電流：105mA（待機），435mA（掃描）@5VDC；
?視場角度：水平:45°，垂直：28°；
?掃描角度：±70°，±72°，±360°（左右、前后、轉動）；
?印刷對比反差：20%；
?解碼種類：
? 1D:UPC-A,UPC-E,UPC-E1,EAN-13,EAN-8;
2D:PDF417,MicPDF417,Codablock等；
?防護等級：IP52；
7.服務器配置
本系統可部署在目前主流的云平臺，也可以部署本地服務器，用戶可根據需要自行選擇。整個項目采用了完全的前后端分離，服務端采用了分布式友好的微服務架構，性能和擴展上都能得到保證。項目開發分為前端交互功能開發、后端服務接口開發兩大部分，兩部分相互獨立。服務器配置需滿足CPU：12核，運行內存：32G ，10M帶寬，內存1T，云備份1T，計算型服務器，操作系統Win7以上配置。
