一种多维度冗余的刀具物流配送系统的制作方法

本发明属于全自动化产品领域，涉及一种多维度冗余的刀具物流配送系统。

背景技术：

1、智能工厂物流执行系统中的冗余设计是提升自动化物流平台可靠性、可用性的主要方法之一，可实现各物流子系统不间断运行的目标。

2、大型工厂厂内物流平台一般具有以下特点：

3、(1)规模大：平台入网关联设备数超500台套，往返于各个工位、仓库、缓存位等路径点的物流输送线路总长可达数十公里。

4、(2)技术复杂：平台包括机械、自动化控制、计算机等硬件设备；采用自动检测与控制，信息识别、处理与交换等技术；涉及物联网、大数据、云计算等高新技术领域，具有很高的技术难度和技术复杂度。

5、(3)集成度高：平台集成多种功能性输送设备(带式输送机、收集输送机等)、分拣设备(交叉带式分拣机或倾翻式托盘分拣机、垂直分流器、水平分流器等)、装卸设备(机器人、agv等)、存储设备(堆垛机、多层穿梭车等)，集成多种物联网设备(条码扫描器、rfid识读器、图像识读器、工业照相机等)等；系统需要与多个控制和信息系统接口，完成数据交互，实现相关业务流程。

6、(4)可靠性、可用性要求高：平台须支持不间断运行，为了降低系统的平均故障停机时间，保障货物的持续收发，让物流系统相关方的经济效益和社会效益最大化，各系统之间必须进行冗余通信设计。

7、在制造业、机械加工业等领域，刀具是生产加工过程中必不可少的工具。由于生产加工规模不断扩大和生产工艺的不断改进，刀具种类不断增多，使用频率不断增加，刀具的管理和配送面临着越来越大的挑战和难题。

8、首先，传统的人工管理和配送方式效率低下，容易出现刀具使用不当、丢失、错放等问题，导致加工效率低下和生产成本上升。其次，传统的刀具管理方式无法实现对刀具信息的自动化录入和管理，难以做到对刀具库存和使用情况的实时监控和掌握，难以及时调整刀具配送计划，导致生产加工效率受到影响。另外，传统的刀具配送方式还存在人力投入过多、安全风险高等问题，配送效率低下，成本高昂，给企业的发展带来了不小的压力。

9、因此，刀具配送系统的研发具有重要意义，可以解决制造业、机械加工业等领域面临的配送难题，提高生产效率和降低生产成本。然而，现有的刀具物流配送系统存在以下问题：

10、(1)缺乏实时监控和调度能力，难以保证刀具的及时送达；

11、(2)缺乏智能化配送系统，无法实现刀具的自动化配送；

12、(3)无法有效管理刀具库存，导致库存浪费和重复采购。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供本发明采用的技术方案是：一种物流通信网络冗余设计方法，包括以下步骤：

2、s1:建立通信连接，冗余尝试连接n次，连接成功后设置标准位为0，转到s2；若n+1次都失败；则检查标注位，其为1时直接报警，表示冗余通信建立连接失败；为0时则转到s3；

3、s2:建立通信连接后，发出请求报文，设定回应接收超时时间，未在指定时间内收到回应，则冗余发请求n次，若请求n+1次无响应则记录设备通信故障日志，则报警设备通信故障，通信停止；

4、s3:ping测试或其他网络通畅性测试，冗余测试n次，测试n+1次无法连接到指定服务器则报警冗余通信网络故障，设置标志位为0；测试成功则诊断标志位为真，转到s1。

5、进一步地，还包括采用状态变量规律变化和变量写入双心跳探测设计，实现物流通信网络互联冗余监控。

6、所述采用状态变量规律变化和变量写入双心跳探测设计，实现物流通信网络互联冗余监控的过程如下：

7、(1)step1：中央控制系统与从设备分别提供一个只读的状态变量，并通过自身的程序定时修改该状态变量的值。主控的状态变量为m_r_status，从设备的状态变量为s_r_status。同时，主控提供程序读取从设备的状态变量s_r_status，从设备提供程序读取主控的状态变量m_r_status；

8、(2)step2：中央控制系统与从设备分别提供一个可写变量，主控提供程序修改从设备的可写变量s_w_status，从设备提供程序修改主控的可写变量m_w_status。

9、(3)step3：若中央控制系统连续读取从设备的状态变量s_r_status多次(通常为3次)后，s_r_status值无变化，会判定从设备出现故障，记录日志并报警；若从设备连续读取主控的状态变量m_r_status多次后，m_r_status值无变化，会判定主控出现故障，记录日志并报警。

10、(4)step4：若中央控制系统连续读取自身可写变量m_w_status多次后，m_w_status值无变化，会判定从设备出现故障，记录日志并报警；若从设备连续读取自身可写变量s_w_status多次后，s_w_status值无变化，会判定主控出现故障，记录日志并报警。

11、一种基于多维度冗余的刀具物流配送系统，包括：

12、立体库房堆垛机、上下料机器人、智能货柜、卷帘门、agv机器人、条码枪和中央控制系统；

13、所述中央控制系统分别与立体库房堆垛机、上下料机器人、智能货柜、卷帘门、agv机器人和条码枪进行连接；

14、所述中央控制系统包括冗余通信电子设备；所述冗余通信电子设备运行如所述一种物流通信网络冗余设计方法实现立体库房堆垛机、上下料机器人、智能货柜、卷帘门、agv机器人、条码枪和中央控制系统之间的连接，进而实现刀具的配送。

15、进一步地：所述冗余通信电子设备包括存储器、处理器和网络通信器；

16、所述存储器分别和处理器和网络通信器相连接；

17、所述网络通信器包括无线网卡和有线形式的以太网卡；

18、所述无线网卡支持wifi、2/3/4/5g蜂窝网络和lora、nbiot物联网络；

19、有线以太网卡支持socket网络。

20、进一步地：所述处理器执行程序支持各种工业网络协议解析，包括modbus、profinet、ethercat，也支持上位机的http应用协议，实现restful模式和webservice模式的管理层交互。

21、进一步地：所述实现刀具的配送的过程如下：

22、实时监测各个刀具仓库的刀具数量和状态，当某个仓库中的刀具数量低于设定值时，自动触发配送机器人从其他冗余仓库中取出相应数量的刀具，送往需要更换刀具的生产线；或根据生产计划和需要，对刀具数量和位置进行动态调整和优化；

23、从刀具仓库中取出相应数量的刀具，送往需要更换刀具的生产线，并实现自动更换刀具；

24、存储和处理配送机器人和各个刀具仓库中数据，提供实时监测和统计分析。

25、本发明提供的一种多维度冗余的刀具物流配送系统，具有以下优点：

26、(1)刀具配送全流程实时监控和调度。基于机床数据、库存数据、配送机器人数据的实时采集处理、监控和调度能力，及时满足备刀计划需求，提高配送效率；

27、(2)采用复合型移动机器人进行自动化配送，采用自动化设备实现刀具的自动化配送，并完成上下刀等工艺动作，减少人工干预，提高配送与上下刀的准确度；

28、(3)基于数据分析实现刀具仓储冗余。通过对备刀计划、刀具库存、配送效率等数据进行分析，配置多个冗余刀具仓库，智能协调各仓库中的刀具数量，并提供仓库位置优化，实时监测和控制刀具数量，确保刀具的及时供应、更换和维护，提高生产线的灵活性和适应性。

29、(4)提供了一种专用的刀具配送冗余通信设备，实现了多种网络架构、多种协议和多种硬件连接的冗余通信，满足了车间对刀具物流配送系统高可用性的需求。