專利名稱：可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及制造裝配系統(tǒng)；更具體地說，本發(fā)明涉及在制造裝配期間使用的裝配檢定系統(tǒng)。
背景技術：
對于一些類型的裝配工廠(例如，汽車裝配)來說，實施裝配的電子檢定需要大量投資。在過去，采用了集成解決方案，其中使用了利用工廠現(xiàn)場總線的集中式控制器，所述工廠現(xiàn)場總線分支到位于每個裝配過程工作站處的節(jié)點。處在支路末端的節(jié)點并非可以獨立執(zhí)行的智能設備，因而需要來自集中式控制器的控制以便進行操作。由于集中式控制器架構的原因，因此這些系統(tǒng)在單獨的工作站基礎上是不可擴展的。例如，人們可以選擇在裝配工廠的地理區(qū)域內(nèi)具備防錯技術(亦稱為裝配檢定)， 但是沒有解決方案來決定在每個操作員站的基礎上具有防錯。安裝此類型的裝配防錯的成本在于必需在裝配廠的特定地理區(qū)域中的每個操作者工作站內(nèi)安裝基礎設施，而不管在每個工作站中是否使用該基礎設施。因此，這些系統(tǒng)依賴于基礎設施投資，而在許多制造機構中所述基礎設施投資就每個操作員工作站而言遠遠超過了期望的投資成本。在更具價格敏感性的低勞動力成本地區(qū)對投資的顧慮則尤其明顯，其中裝配工廠中電子站的數(shù)量可能較少，使得總投資就每個工作站而言過高。此外，在不發(fā)生過多額外費用的情況下，這種防錯系統(tǒng)在用于設備增加的擴展方面具有有限的能力。因此，對于低勞動力成本地區(qū)的許多裝配工廠來說，可能不會實施電子防錯，而是采用二次人工檢驗來代替防錯系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施例設想了用于在制造機構中對產(chǎn)品裝配進行檢定的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括裝配過程工作站和裝配檢定系統(tǒng)站。裝配過程工作站中的每一個均配置成提供至少一個配置成輔助產(chǎn)品裝配的裝置。裝配檢定系統(tǒng)站均位于裝配過程工作站中不同的一個內(nèi)，其中裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個均包括與所述裝置通信的計算裝置，各計算裝置包括與該計算裝置位于其中的裝配過程工作站相對應的相應組的業(yè)務規(guī)則，其中各組業(yè)務規(guī)則均為所述裝置提供了裝配檢定，從而利用所述裝置對產(chǎn)品裝配進行錯誤檢查。計算裝置中的每一個均可以獨立于其它計算裝置來執(zhí)行其自己的業(yè)務規(guī)則，其它計算裝置則執(zhí)行它們自己的業(yè)務規(guī)則。本發(fā)明的實施例的優(yōu)點是，以低得多的成本建立了位于制造機構中的裝配檢定系統(tǒng)，同時保持或提升了裝配構建質(zhì)量。此外，該設施制造裝配檢定系統(tǒng)允許容易地對該系統(tǒng)進行擴展，以構建由分布式裝配檢定系統(tǒng)站構成的較小或較大的集成式系統(tǒng)。該擴展還包括允許人們在成本與自動化之間選擇適當?shù)钠胶?，從而確定是否將(以及將何種規(guī)模的) 各級系統(tǒng)引入到制造機構中，從而可以在制造機構的業(yè)務隨時間推移而變化時實現(xiàn)規(guī)模中的變化。本發(fā)明還提供了以下方案方案1. 一種用于在制造機構中對產(chǎn)品裝配進行檢定的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
多個裝配過程工作站，所述多個裝配過程工作站中的每一個都配置成提供至少一個被配置成輔助所述產(chǎn)品裝配的裝置；以及
多個裝配檢定系統(tǒng)站，所述多個裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都位于所述裝配過程工作站中的不同的一個工作站內(nèi)，所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都包括與所述裝置通信的計算裝置，每個計算裝置都包括與所述計算裝置位于其中的裝配過程工作站相對應的相應組的業(yè)務規(guī)則，其中，每組所述業(yè)務規(guī)則為所述裝置提供了裝配檢定，以便利用所述裝置對所述產(chǎn)品裝配進行錯誤檢查，所述計算裝置中的每一個均配置成獨立于其它計算裝置執(zhí)行所述相應的業(yè)務規(guī)則。方案2.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局標準檢驗處理系統(tǒng)，所述全局標準檢驗處理系統(tǒng)配置成接收來自所述裝配檢定系統(tǒng)站的多份質(zhì)量報告，用以跟蹤所述產(chǎn)品裝配中的潛在缺陷。方案3.如方案2所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)，所述全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)配置成利用所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個來協(xié)調(diào)所述產(chǎn)品的排序信息。方案4.如方案3所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個通信的全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，所述全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)配置成接收來自所述裝配檢定系統(tǒng)站的裝配檢定故障。方案5.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)，所述全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)配置成利用所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個來協(xié)調(diào)所述產(chǎn)品的排序信息。方案6.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，所述全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)配置成接收來自所述裝配檢定系統(tǒng)站的裝配檢定故障。方案7.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝置是配置成對所述產(chǎn)品上的可讀媒介進行掃描的掃描器；并且，所述計算裝置配置成接收來自所述掃描器的輸入，并基于所述掃描來確定在所述對應的裝配過程工作站處所述產(chǎn)品所需的裝配過程。方案8.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝置是轉矩控制器，所述轉矩控制器配置成讀取在所述對應的裝配過程工作站處對所述產(chǎn)品的裝配期間所施加的轉矩，并且其中，所述計算裝置配置成接收并存儲用于所述產(chǎn)品裝配的轉矩信息。方案9.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的集中式系統(tǒng)，所述集中式系統(tǒng)配置成提供所述裝配檢定系統(tǒng)站中每一個的狀態(tài)的視覺表示。方案10.如方案1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都包括由所述計算裝置控制的視覺報警指示器，所述計算裝置中的每一個都配置成通過啟動在所述視覺警報指示器上的不同視覺指示器來提供所述對應的裝配過程工作站的狀態(tài)的視覺指示。方案11.如方案1所述的可擴展的制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都包括人機接口，所述人機接口配置成由所述對應的裝配過程工作站的操作員向所述計算裝置提供輸入。


圖1是可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)的示意圖。圖2是具有不同數(shù)量子部件的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)的示意圖，其中所述不同數(shù)量的子部件安裝在該系統(tǒng)中。圖3是在圖1和圖2的檢定系統(tǒng)中的任一檢定系統(tǒng)中所使用的裝配過程工作站的示意圖。
具體實施例方式參照圖1，圖中示出了總體上由附圖標記10指示的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括裝配檢定架構的第一級12，并且還可以包括裝配檢定架構的第二級14或第三級 16，或者同時包括這兩個額外的級。檢定架構的這些級是在制造環(huán)境內(nèi)關于裝配檢定過程進行通信和跟蹤的不同級，并且在附圖中用假想線來加以指示。第一級12包括多個裝配檢定系統(tǒng)站18，各裝配檢定系統(tǒng)站18位于不同的裝配過程工作站20處，在附圖中用虛線加以指示。裝配檢定系統(tǒng)站18的數(shù)量基于期望具有裝配檢定并且這么做具有成本效率的工作站20的數(shù)量。因此，可以僅有少量的裝配檢定系統(tǒng)站 18，或者在較大的制造機構中可以有數(shù)百個裝配檢定系統(tǒng)站18。各裝配過程工作站20是制造機構中發(fā)生產(chǎn)品(可以是車輛)的一些裝配的位置。對于裝配過程中裝配檢定是重要 (即，確保正確裝配很重要)的工作站20來說，優(yōu)選裝配檢定系統(tǒng)站19進行操作。各裝配檢定系統(tǒng)站18可經(jīng)由人機接口(HMI)進行配置。HMI可以是鍵盤、鼠標、觸摸屏、一些為系統(tǒng)站18提供人工輸入/輸出的其他裝置、或者這些裝置的組合。處于第一級的系統(tǒng)站18通?？稍诓慌c其它級存在系統(tǒng)連接的情況下進行操作，這是因為系統(tǒng)站18 自身含有用于檢定以防止錯誤/跟蹤錯誤的信息和指令(業(yè)務規(guī)則)。第一級系統(tǒng)站18可基于讀取產(chǎn)品ID(例如，從被裝配產(chǎn)品上的條形碼中所獲得的車輛ID)來進行操作。第二級14位于制造機構中，并且利用網(wǎng)絡通信(由圖1中的箭頭指示)與第一級系統(tǒng)站18通信。這些網(wǎng)絡通信可以是有線網(wǎng)絡或者無線網(wǎng)絡。第二級14可以包括全局標準檢驗處理(GSIP)系統(tǒng)22，該系統(tǒng)是與各系統(tǒng)站18 通信的質(zhì)量報告系統(tǒng)。GSIP系統(tǒng)22可關于各種裝配檢定操作來跟蹤潛在的車輛缺陷，從而更好地防止裝配操作的錯誤。例如，系統(tǒng)站18可以報告裝配檢定活動的當前狀態(tài)，并且向GSIP系統(tǒng)22報告故障(用以生成歷史性報表)，或者提交車輛記錄(用以存儲在數(shù)據(jù)庫中)。第二級14還可以包括全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)(GEPICS) 24，該系統(tǒng)是與系統(tǒng)站18通信的車輛訂購數(shù)據(jù)系統(tǒng)。系統(tǒng)M可以包括艙單信息、車輛排序信息和零件掃描溯源。如果需要，系統(tǒng)站18可以從GEPICS 24中直接獲取得到構建順序數(shù)據(jù)和車輛選擇數(shù)據(jù)， 其中系統(tǒng)站18確認在工作站20處的車輛排序?？商娲?，系統(tǒng)站18可提供離線排序(甚至在GEPICS 24通信可用的情況下)，這是因為各系統(tǒng)站18中含有用于其自己的工作站20 的工作規(guī)則。另外，第二級14還可以包括全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制(GPMC)系統(tǒng)沈，該系統(tǒng)是與系統(tǒng)站18通信的實時工廠監(jiān)測系統(tǒng)。第二級系統(tǒng)可允許使一些過程(例如，車輛識別和質(zhì)量報告)以進一步自動化，并且還可允許對零件配套和零件排序進行自動監(jiān)督。此外，GPMC系統(tǒng) 26可接收來自系統(tǒng)站18的關于裝配檢定故障的報告，或者接收來自系統(tǒng)站18的報告(其中工作站20擁有裝配線)，從而將任何問題逐步升級以確保迅速糾正。第三級16可以包括集中式系統(tǒng)觀，該集中式系統(tǒng)具有如下功能提供車輛配置的集中定位、以及添加可視化能力以便確定整個制造機構中的裝配檢定系統(tǒng)站18的狀態(tài)。具有該第三級的集中式系統(tǒng)觀還可以使災難恢復和系統(tǒng)配置跟蹤更有效率。圖2示出了可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)10的另一種配置。在此配置中，位于各種裝配過程工作站20處的裝配檢定系統(tǒng)站18與第二級14通信，第二級14僅有一個系統(tǒng)30。 該系統(tǒng)可以是GSIP、GEPICS或GMPC系統(tǒng)中的任一系統(tǒng)。圖3示出了在圖1和圖2的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)10中可使用的裝配過程工作站20。工作站20可位于輸送待裝配產(chǎn)品的輸送機40的旁邊。裝配檢定系統(tǒng)站18中的一個位于工作站20內(nèi)。該系統(tǒng)站18可以包括計算裝置42 (例如，膝上型或臺式通用計算機、或者平板型計算機)。計算裝置42具有如下功能可獨立于其它系統(tǒng)站18并且獨立于第二級系統(tǒng)14 和第三級系統(tǒng)16來執(zhí)行應用到特定工作站20的業(yè)務規(guī)則。計算裝置42使用基于工業(yè) Windows CE 的、實施了裝配檢定業(yè)務規(guī)則的、計算機運行的特定應用程序來進行操作。業(yè)務規(guī)則是由計算裝置42來實施，業(yè)務規(guī)則是用于在特定工作站20中對裝配過程進行檢定的規(guī)則。例如，業(yè)務規(guī)則可以包括對緊固件裝配到產(chǎn)品上的檢定、對正確的零件拾取的檢定、對零件條形碼掃描的檢定、對流體填充體積或空氣壓力的檢定、對尺寸公差的檢定、對工作站循環(huán)次數(shù)的檢定、對操作員動作的檢定、或者對在特定工作站20中進行的這些裝配過程或其它裝配過程的任意組合的檢定。由于用于各系統(tǒng)站18的業(yè)務規(guī)則包含在其相應的計算裝置42中，因此裝配檢定的可擴展性是相對容易且具成本效益的，并且具有了用于在每個工作站的基礎上實現(xiàn)關于任意特定工作站20處的系統(tǒng)站18的期望的獨立確定的能力。計算裝置42可接收來自人工操作的手持掃描器44的輸入，并且可經(jīng)由計算機接口 46與其它部件通信。計算機接口 46可與利用紅色、綠色和黃色的燈來指示系統(tǒng)站18狀態(tài)的視覺警報設備48通信，計算機接口 46還可以包括向在特定工作站20處執(zhí)行裝配的人員提供警報的音頻輸出裝置。計算機接口 46還可與輸入/輸出接口裝置50和非管理型交換機52通信。非管理型交換機52可與例如固定的掃描器M通信，固定的掃描器M當產(chǎn)品在輸送機40上行進時讀取粘附到這些產(chǎn)品上的條形碼或其它信息，非管理型交換機52 還與轉矩控制器56通信，轉矩控制器56可以在該特定工作站20處所完成的裝配過程期間讀取由被使用的各種工具所施加的轉矩。所有這些裝置都基于包含在特定工作站20處的計算裝置42中的業(yè)務規(guī)則來進行操作，其中，計算裝置42還檢定這些裝置的操作，用于對在該工作站20處發(fā)生的裝配操作進行防錯的目的。計算裝置42中含有與此工作站20中的特定部件通信所需的設備驅動程序。此外，這允許各工作站中的裝配檢定系統(tǒng)站18獨立地操作，因而允許容易地對可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)10進行擴展。裝配過程工作站20的一個操作實例包括固定的掃描器54，該掃描器可讀取在輸送機40上移動的已部分裝配的車輛上的條形碼。經(jīng)掃描的信息被傳送至計算裝置42，計算裝置42在其中具有相關聯(lián)的車輛及構建數(shù)據(jù)。這就啟動了裝配檢定。當裝配過程在工作站20處發(fā)生時，例如緊固件裝配，所施加的轉矩(經(jīng)由轉矩控制器56)、操作員周期時間、和部件的零件序號(由手持掃描器44讀取)都可以存儲于計算裝置42中。然后，此信息隨后可用于向二級系統(tǒng)或三級系統(tǒng)報告的目的。計算裝置42可在不與其它裝置通信的情況下進行離線操作、在與其它系統(tǒng)具有實時網(wǎng)絡通信的情況下(由圖3中的箭頭所指示)進行在線操作、和/或在利用除實時網(wǎng)絡之外的通信的情況下使用近線操作。此外，如果裝配檢定(基于業(yè)務規(guī)則)檢測出了錯誤，則計算裝置42可利用此信息發(fā)出錯誤信號。因此，在可擴展的系統(tǒng)中實現(xiàn)了裝配檢定， 從而滿足了具有明顯不同要求的制造機構中的需要和成本要求。雖然已詳細描述了本發(fā)明的某些實施例，但熟悉本發(fā)明所涉及的相關領域的技術人員將認識到用以實施由所附權利要求所限定的本發(fā)明的各種替代性設計和實施例。
權利要求
1.一種用于在制造機構中對產(chǎn)品裝配進行檢定的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個裝配過程工作站，所述多個裝配過程工作站中的每一個都配置成提供至少一個被配置成輔助所述產(chǎn)品裝配的裝置；以及多個裝配檢定系統(tǒng)站，所述多個裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都位于所述裝配過程工作站中的不同的一個工作站內(nèi)，所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都包括與所述裝置通信的計算裝置，每個計算裝置都包括與所述計算裝置位于其中的裝配過程工作站相對應的相應組的業(yè)務規(guī)則，其中，每組所述業(yè)務規(guī)則為所述裝置提供了裝配檢定，以便利用所述裝置對所述產(chǎn)品裝配進行錯誤檢查，所述計算裝置中的每一個均配置成獨立于其它計算裝置執(zhí)行所述相應的業(yè)務規(guī)則。
2.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局標準檢驗處理系統(tǒng)，所述全局標準檢驗處理系統(tǒng)配置成接收來自所述裝配檢定系統(tǒng)站的多份質(zhì)量報告，用以跟蹤所述產(chǎn)品裝配中的潛在缺陷。
3.如權利要求2所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)，所述全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)配置成利用所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個來協(xié)調(diào)所述產(chǎn)品的排序信息。
4.如權利要求3所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個通信的全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，所述全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)配置成接收來自所述裝配檢定系統(tǒng)站的裝配檢定故障。
5.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)，所述全局企業(yè)生產(chǎn)信息控制系統(tǒng)配置成利用所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個來協(xié)調(diào)所述產(chǎn)品的排序信息。
6.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，所述全局生產(chǎn)監(jiān)測及控制系統(tǒng)配置成接收來自所述裝配檢定系統(tǒng)站的裝配檢定故障。
7.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝置是配置成對所述產(chǎn)品上的可讀媒介進行掃描的掃描器；并且，所述計算裝置配置成接收來自所述掃描器的輸入，并基于所述掃描來確定在所述對應的裝配過程工作站處所述產(chǎn)品所需的裝配過程。
8.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝置是轉矩控制器，所述轉矩控制器配置成讀取在所述對應的裝配過程工作站處對所述產(chǎn)品的裝配期間所施加的轉矩，并且其中，所述計算裝置配置成接收并存儲用于所述產(chǎn)品裝配的轉矩信息。
9.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)包括與所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都通信的集中式系統(tǒng)，所述集中式系統(tǒng)配置成提供所述裝配檢定系統(tǒng)站中每一個的狀態(tài)的視覺表示。
10.如權利要求1所述的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，其中，所述裝配檢定系統(tǒng)站中的每一個都包括由所述計算裝置控制的視覺報警指示器，所述計算裝置中的每一個都配置成通過啟動在所述視覺警報指示器上的不同視覺指示器來提供所述對應的裝配過程工作站的狀態(tài)的視覺指示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在制造機構中對產(chǎn)品裝配進行檢定的可擴展制造裝配檢定系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括裝配過程工作站和裝配檢定系統(tǒng)站。裝配過程工作站均配置成提供至少一個配置成輔助產(chǎn)品裝配的裝置。裝配檢定系統(tǒng)站均位于裝配過程工作站中的不同的一個工作站內(nèi)，其中裝配檢定系統(tǒng)站中每一個都包括與所述裝置通信的計算裝置，各計算裝置包括與該計算裝置位于其中的裝配過程工作站相對應的相應組的業(yè)務規(guī)則，其中各組業(yè)務規(guī)則均為所述裝置提供了裝配檢定，從而利用所述裝置對產(chǎn)品裝配進行錯誤檢查。
文檔編號G05B19/418GK102314172SQ20111011262
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2010年5月3日
發(fā)明者P. 維塔爾 D., D. 卡彭特 M., J. 杜拉克 M., W. 小路易斯 P., W. 斯蒂芬斯 P., 麥克圭爾 T. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司