(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210870095.7 (22)申请日 2022.07.23 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓山左家垅 (72)发明人 彭宁涛　郑煜　 (74)专利代理 机构 长沙新裕知识产权代理有限 公司 43210 专利代理师 李由 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于人机优化的大中型电机装配智能 纠偏与动态调度系统 (57)摘要 一种大中型电机装配生产智能动态调度系 统， 包括模态仿真系统、 计算调度系统、 现场数据 采集系统和通讯系统， 产品生产计划安排时， 采 用计算调度系统对生产计划按优化的目标人力、 工时、 物料等多维度进行优化， 优化后的目标输 入模态仿真系统进行验证后进行生产计划的排 单； 生产过程中计算调度系统优化现场数据采集 系统采集的参数， 进行生产过程中的优化； 标准 化智能纠偏系统对工人现场作业进行监督指导。 本发明采用生产前的目标匹配与生产中的调度 优化相结合， 在生产过程中对工人操作的标准化 进行监督更正， 可实现以人为中心出发的多目标 优化。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115222130 A 2022.10.21 CN 115222130 A 1.一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系统， 其特征在于， 包括 模态仿真系统、 计算调度系统、 现场数据采集系统和通讯系统， 模态仿真系统对物理空间、 产线布局、 设备安装、 工位设计、 流程运转进行标准化建模， 现场数据采集系统通过传感器 智能采集和信息手工输入等方式将各工位上工人信息、 工位工作量及其完成情况、 设备闲 置情况、 物流输送车 的位置与轨迹等信息采集后通过通讯系统传递给计算调度系统； 计算 调度系统通过不断根据现场回应进 行优化调整的人工智能算法， 得出人力、 工时、 物料等多 维度下的多目标任务最优技术路径， 再通过作业标准化智能纠偏系统将工人的操作进 行标 准化指引和控制。 2.根据权利要求1所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的模态仿真系统是利用物流仿真软件按车间实际生产情况建立定子 装配生产线、 转子装配生产线和总装生产线车间全景和工艺全流程， 并在此基础上建立虚 拟仿真的物联模态体系， 通过坐标、 工位、 动作、 物料、 设备、 生产信息、 系统运行、 场区环境 等大数据的采集和建模， 建立虚拟仿真的物联模态体系， 能实现大中型电机装配生产过程 的可视化输出， 根据多目标下的生产计划完成对仿 真结果的评价并动态实施对现场 操作指 令的调整。 3.根据权利要求2所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的定子装配生产线的工位包括定子嵌线、 焊接、 包绑及耐压试验工位 及相应的设备， 还包括轨道、 运输车、 存放的物料、 加工工件； 所述的转子装配生产线的工位 包括装风扇、 装档风筒、 校动平衡、 包轴、 清洗涂油、 喷漆等工位及相应的设备， 还包括轨道、 运输车、 存放的物料、 加工工件； 所述的总装配生产线的工位包括定子二次接线、 定子插入 转子、 装轴承及轴承注入润滑油、 装端盖、 装接线盒、 出厂测试等工位及相应的设备， 还包括 轨道、 运输车、 存放的物料、 加工工件； 所述的定子装配生产线、 所述的转子装配生产线仿 真 的数据最终流向所述的总装配生产线， 所述的物流仿真软件为Flexsim、 R aLC、 Witness中的 一种。 4.据权利要求1所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的计算调度系统包括数据收发器和运算处理器， 对各系统汇集而来的 数据进行分析计算， 通过人工智能算法， 得出人力、 工时、 物料等多维度下的多目标任务最 优技术路径， 其中所述计算调度系统的人工智能算法采用遗传算法。 5.根据权利要求1所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的现场数据采集系统由传感器智能采集系统、 信息手工输入系统组 成， 现场数据采集系统负责生产现场数据的采集， 采集的现场数据通过通讯系统传送到计 算调度系统， 现场采集数据通过传感器智能采集系统自动抓取， 传感器智能采集系统难以 自动采集的参数采用人工定时或不定时的方式将相关信息输入现场数据采集系统； 信息手 工输入系统在每个工位设置一个子系统负责本工位数据的采集， 或单条生产线设置一个子 系统供所有的工位公用， 当工位需要输入数据时统一在该工位进行 数据的输入。 6.根据权利要求5所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的现场数据采集系统还包括作业标准化智能纠偏系统， 作业标准化智 能纠偏系统由功能传感器、 三 维立体扫描仪、 智能分析系统及警示系统组成； 通过非接触式 的三维立体扫描仪将该工位上的设备、 装配的工件、 工人、 物料等现场数据扫描后以立体三权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115222130 A 2维图形式输出， 将该三维模型与模态仿真系统中标准化作业的三维模型进行对比， 分析工 人作业的标准化程度； 当工人 的现场作业与标准化作业有差距 时， 警示系统会提醒操作的 工人进行 更正和纠偏。 7.根据权利要求6所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的功能传感器根据具体的测度需要包括反射型传感器； 所述的三 维立 体扫描仪为照相式、 激光式中的一种； 所述的智能分析系统存有 该工位标准化作业文件， 将 现场数据采集系统的功 能传感器和 三维立体扫描仪传输过来的数据与标准化作业文件进 行对比分析和计算； 所述的警示系统由LED 显示屏和语音系统组成， 当检测工人的操作不符 合标准化作业时， 语音系统会进 行提示， LED 显示屏会显示目前的操作图象和标准化操作图 象， 以使工人的操作得到及时更正和纠偏。 8.根据权利要求7所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的三维立体扫描仪为照相式三维立体扫描仪， 一次能测量一个面， 扫 描速度极快， 大 型物体分块测量、 自动拼 合。 9.根据权利要求1所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠偏与动态调度系 统， 其特征在于， 所述的通讯系统包括信息发射模块和信息接收模块， 通讯系统负责将现场 数据采集系统采集的数据传输到计算调 度系统； 该通讯系统采用有线传输模式或无线传输 模式。 10.一种如权利要求1 ‑9之任一项所述的一种基于人机优化的大中型电机装配智能纠 偏与动态调度系统所应用的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115222130 A 3