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智能制造执行系统（MES）
一、系统非功能性要求
1、系统运行环境要求
1.1系统需支持32位操作系统和64位操作系统，整个系统可选择使用x86架构或x64架构；
1.2系统需支持win32操作系统或Linux操作系统；
1.3系统需支持在安装阶段检测当前运行环境必备条件的检测功能；
1.4系统需支持绿色安装。
2、系统的可靠性要求
2.1系统需支持不管用户输入任何数据的情况下，总是稳定运行，不会因为输入错误或者数据错误导致系统的崩溃和死机；
2.2系统需支持在网络过载或者资源紧张的情况下，仍能保证系统正常运行，可以给用户提示相关进行及特定信息。
3、系统用户体验要求
3.1系统所有的UI操作需为异步操作，不会对UI进行任何阻塞；
3.2系统需对所有的操作进度进行可视化提醒；
3.3系统需对操作后的结果进行反馈，使用户明确的知道当前操作的结果及应该采取的措施；
3.4系统需对相关服务端执行的任务结果，进行实时的主动推送；
3.5系统需保证所有的页面打开时间在最长不超过1秒，数据获取时间最长不超过2秒，并且明确给出加载进度条。
二、系统基础功能要求
1、系统需由B/S架构和Server端组成；
2、系统需支持使用用户密码进行鉴权；
3、系统需支持不同用户角色对应不同的功能模块，管理员可以设置对应角色的权限；
4、系统默认需支持PostgreSQL数据，也可以根据用户需要进行数据库的切换，可以更换为其它主流关系型数据库（MySQL，MsSQL等）；
5、系统需支持至少4种控制系统的设备连接，并能在设置页面中选择加工设备如加工中心、数控车床的控制器类型，设备IP地址的设置；
三、系统功能要求
1、MES系统功能要求至少包含
1.1工艺设计模块
1.2排程管理模块
1.3设备管理模块
1.4测量与刀补模块
1.5生产统计模块
1.6系统设置模块
2、工艺设计模块功能及参数要求
2.1 EBOM管理至少包含
(1）需支持从外部使用标准格式的xls文件导入BOM，支持MES系统内操作新建的方式进行单个零件的BOM信息建立；
(2）以上BOM信息产生后，可以在MES系统内进行零件名称、数量、材质、图片的上传及信息编辑修改，并能在EBOM管理页面中进行零件BOM的信息删除；
(3）EBOM管理页面需具备场次、图号的筛选功能，能快速进行目标零件信息的查找；
(4）BOM系统导入后可以对BOM信息进行发行操作，系统自动生成零件对应的工艺BOM即PBOM。
2.2 PBOM管理至少包含
(1）需清楚显示零件的图号、图号版次、零件图片、数量、材料及状态；
(2）需进行零件设计档案的下载；
(3）PBOM管理中能进行零件加工工艺的设计，至少包含数控车床、加工中心工序的顺序调整、工序的删除以及每道工序的计划时间的填写；
(4）PBOM管理页面中能进行零件工艺的下发，下发后的PBOM信息在加工工艺管理页面中进行正确的信息显示。
2.3 加工工艺至少包含
(1）加工工艺页面能进行零件图号、图号版次、图片、数量、材料以及PBOM的状态的查看；
(2）加工工艺页面中能进行零件工艺卡的下载以及上传，系统自动将零件的工艺卡更新为最新版次；
(3）加工工艺中进行工艺卡上传及发行后，系统自动在排程管理中生成同等数量的加工订单信息；
(4）加工工艺页面中可以针对加工中心设置零件需要检测时用到的宏变量，以及相关理论值和公差的设置。
3、排程管理模块功能及参数要求
3.1加工程序管理至少包含
(1）加工程序管理页面能进行零件图号、图号版次、零件图片、数量、材料的显示；
(2）加工程序管理页面中能对加工工艺页面中定义的零件每道加工工序进行加工程序的上传及下载，系统可以对程序进行版次管理，用户可以选择历史上传的程序，可以对程序进行新增和删除操作；也可以在线编辑已经上传的程序，并保存；
(3）加工程序发行后，系统自动生成同等数量的加工订单。
3.2自动及手动排程至少包含
(1）系统在自动及手动排程页面中可以进行加工订单排程模式的切换，包含自动排程及手动排程，其中自动排程可以分为质量优先、数量优先两种模式；
(2）系统能手动调整加工订单的优先级；
(3）在手动模式下，用户可以在系统页面内按顺序的进行每道加工工艺任务的下发，系统对加工任务进行下发后，机械手按照下发的加工任务自动进行零件的上下料动作；
(4）在自动模式下，用户可选择数量优先，系统自动对加工订单任务进行排序及加工任务的下发；
(5）在自动模式下，用户可选择质量优先，系统对需要进行在机测量的工序进行加工后返修的提醒，用户可在系统页面进行是否返修进行选择，如用户不进行返修或者返修等待时间超过设置的时间，系统将继续按照排程顺序进行加工任务的下发及执行；
(6）如果订单加工时间过长（可以在系统设置中设置此阈值），可以提醒用户是否继续等待加工完成或者强制完成；确认时需要二次确认或者使用验证码形式进行防呆判断。
4、设备管理模块的功能及参数要求
4.1设备监控至少包含
(1）系统可以显示自动化平台中加工设备、机械手、料库的显示，并自动对设备的状态进行动态反馈及实时显示；
(2）系统页面中能进行自动化的启动、停止及复位的操作；
(3）系统能显示设备的数字孪生场景，将物理设备的数据反映到数字世界中，两者的姿态将保持一致。
4.2机床数据采集至少包含
(1）机床数据采集页面能进行自动化平台中加工设备的状态、工作模式、轴位置、当前加工程序的显示；
(2）显示对应机床的数字孪生模型，并在模型中显示当前机床的状态，比如：开关门状态，三色灯状态，主轴运行状态等。
4.3机器人数据采集至少包含
(1）能进行机器人每个轴的数据显示、以及机器人状态的显示；
(2）显示对应机器人的数字孪生模型，并在模型中显示当前机器人的状态，比如：当前机械臂的状态和机器人的位置。
4.4料仓管理至少包含
(1）料仓管理页面具备零件状态说明信息，根据不同颜色显示零件的状态，状态包含无料、待加工、加工中、加工异常、加工完成、不合格六种状态，能进行每个仓位的零件选择；
(2）料仓具备料架盘点功能，系统将调度机械手进行仓位RFID芯片信息写入；
(3）料仓管理具备RFID读取功能，系统调度机械手进行料位RFID信息的读取；
(4）料仓具备系统料架状态和RFID数据的对比功能，读RFID功能结束后可进行此项操作，会再对应料仓图片上显示不一致的数据。
4.5监控功能至少包含
(1）系统能与监控系统进行对接，在MES系统页面进行监控摄像头场景的实时显示；
(2）监控功能页面能显示加工设备的名称、加工零件名称、料位、设备的状态、以及在线测量中各变量的理论值、实际值、上下公差、结果等；
(3）系统支持在高版本浏览器（Chrome≥44，Firefox≥52）和低版本浏览器下预览监控摄像头。
5、测量与刀补模块功能及参数要求
5.1刀补信息采集至少包含
(1）系统能实时显示加工设备内的刀具号、刀具长度、半径、长度磨损、半径磨损、刀长补偿、半径补偿；
(2）系统能进行刀具补偿修正、刀具半径修正的数据输入，并自动对输入的数据进行放错提醒，超出限定值的输入系统自动进行无效处理。
5.2测量数据采集至少包含
(1）系统能根据历史订单编号，查询测量数据，并显示测量结果。
5.3刀补返修至少包含
1）系统能对加工中心中每个刀号的刀具进行刀长补偿修正以及刀具半径补偿的修正的输入，系统自动对输入的数据进行判断，超出限定值的输入自动进行无效处理；
(2）系统根据输入的刀长、半径补偿量自动对设备中的刀长和半径进行计算修正，并能根据返修指令进行加工程序的返修加工。
5.4质量追溯功能至少包含
(1）系统自动对加工的零件进行总数量、加工零件合格数量的统计，并能将统计的数据进行xls格式的导出。
6、生产统计功能及参数要求
6.1看板至少包含
(1）系统具备至少三种看板，看板内容包含：料仓状态的实时监控，自动化设备状态的实时监控、加工设备刀具信息的监控、以及摄像头的监控页面等；
(2）料仓状态看板能显示不同的生产状态颜色，并能根据各种状态零件比例自动计算并生成图形化分析。
7、系统设置功能及参数要求
7.1网络拓扑图设置至少包含
系统能对自动化平台中设备，包含加工中心、车床、机械手、PLC、工控机、设计电脑的网络进行连接设置，系统根据不同设备输入的IP地址，自动进行连接的状态显示，如为接通状态，连接线自动显示绿色合格，如不能进行接通，连接线将显示红色异常状态。
7.2设备测试至少包含
系统具备自动化平台中加工中心、车床的开关门、主轴速度、卡盘状态的测试，并自动在系统页面反馈测试结果。
7.3机械手测试至少包含
系统具备自动化平台中机械手的状态的测试，并能实时反馈机械手第六轴、第七轴的姿态数据。
7.4料仓测试至少包含
系统能对指定的料位进行加工中、加工异常、加工完成、不合格等4种状态的不同颜色的状态灯测试，系统指定料位的状态后，料仓自动对指定位置的LED灯进行相同颜色的显示。
7.5摄像头配置测试至少包含
系统能对摄像头实时监控系统的IP地址，用户名及密码的输入，输入正确后，系统自动进行位置的连接，并实时显示监控的页面，测试页面可进行录像、抓图等的操作，并能指定录像、图片的存放地址的指定，以及抓图格式的选择等。
7.6手动试切至少包含
系统支持手动试切的零件测量结果的获取，能显示测量的变量号、实际值及测量结果信息。
7.7 HOME程序至少包含
(1）系统支持对自动化平台中的加工中心、车床的测试程序的上传及下载；
(2）系统页面内上传的程序自动推送到加工机床内存。
7.8参数配置至少包含
(1）系统支持对MES系统及PLC变量表的导入，并自动显示导入的各变量的名称及地址；
(2）系统具备功能代码的筛选功能，能进行不同类型的功能代码的筛选显示。
7.9日志至少包含
(1）系统能实时显示自动化平台中加工中心、料库、车床、LED、PLC及生产任务的状态显示，并能自动进行日志信息的刷新；
(2）系统支持日志信息的筛选、清楚及刷新，不同的日志类型使用不同的颜色显示，错误信息使用红色字体、正常信息使用黑色字体、告警信息使用橙色字体等；
(3）系统支持日志自动归档和清理功能，能在参数设置相关阈值，根据阈值可以进行日志的自动归档和清理。
7.10工业机器人智能制造应用仿真教师教学软件（本项目仅需供一套）
（1）项目信息
软件有完善的项目信息，至少包括：
1）项目任务：说明任务目的及实验功能；
2）机器人简介：介绍工业机器人及其组成系统；
3）特点与应用：介绍工业机器人的特点与应用；
4）学习指导：指导如何完成实验；
5）指令说明：说明指令能够起到的作用及原理。
（2）三维操作
能够实现至少包含旋转、平移、缩放等功能。
（3）逼真的三维模型
需以真实的工业机器人智能制造设备为蓝本进行三维建模。
（4）视图切换
能够快速进行至少包含正视图、顶视图、右视图切换，提高操作效率。
（5）全屏展示
支持一键全屏显示，方便观察智能制造设备的运行过程、功能操作使用、场景模型等。
（6）电控柜
至少能够通过电控柜给六轴工业机器人通电、开启伺服、打开使能、打开权限等操作。
（7）隐藏/显示示教器
支持对示教器进行隐藏和显示切换，方便学员观察了解六轴工业机器人、数控机床及整个场景模型。
（8）示教器
仿真至少两个以上国产品牌的六轴工业机器人（其中必须包含与本项目提供的实体机器人品牌一致的）示教器，能够操控机器人进行示教、单轴运动、线性运动等，操作使用方式与实际一致。
（9）控制台
控制台功能至少包含手动控制模式、自动控制模式、启动、停止、程序启用、程序停用、状态显示等，通过控制台，能够操控运行智能制造生产线各设备。
（10）关节模式/直交模式/外部轴模式
至少能够对关节模式、直交模式进行相互切换，其中与本项目提供的实体机器人品牌一致的机器人还能够通过示教器切换至机器人外部轴进行操作。通过运动模式的操作学习，能够提高学生对示教器操作的了解。
1）关节模式：机器人各轴的单轴运动；
2）直交模式：机器人沿X、Y、Z轴线性运动；
3）外部轴模式：机器人沿外部轴地轨滑轨运行。
（11）使能（电源）按钮
按下示教器上的使能（电源）按钮，能够接通示教器电源，过程符合实际操作。
（12）急停按钮
至少能够通过示教器上的急停按钮使机器人的运行立即停止，过程符合实际操作。
（13）轴运动限制
每个轴都有最大的运动角度限制，与机器人实际操作一模一样。
（14）暂停功能
至少能够通过机器人示教器上的暂停按钮，使机器人停止运行。
（15）启动功能
至少能够通过机器人示教器上的启动按钮，使机器人启动运行。
（16）机器人重置
至少能够使机器人快速回到原点，为机器人操作编程等做准备，功能使用方便快捷。
（17）关闭\打开加工中心门
至少能够关闭或打开加工中心机床门。
（18）关闭\打开车床门
至少能够关闭或打开数控车床门。
（19）预设目标姿态点
1）至少能够一步一步快速有序地预设好当前机器人程序中的各个目标姿态点，学生能够通过逐步对照学习，提高对机器人目标姿态点预设和程序的理解。
2）方便定位机器人在整个运动轨迹中的目标姿态点，避免手动控制机器人去定位目标姿态所要花费的大量时间，提高老师的课堂教学效率，节省目标姿态点的定位调试时间。
（20）目标姿态点赋值
至少能够进行机器人从起始位姿到结束位姿的整个运动过程中的目标姿态点赋值，操作过程及操作方式符合实际。
（21）预设点提示框
进行机器人目标姿态点预设时，能够提示当前要预设的姿态点，非常人性化。
（22）放置材料
至少能够使料仓供料，方便对机器人进行单机调试。
（23）流程演示
至少能够一键进行整套智能制造生产线加工流程演示，方便快速展示加工运行原理。
（24）设定加工工件
至少能够选择不同的加工工件，使加工多样化。
（25）围栏
至少能够根据需要快速显示或隐藏围栏。
（26）场景重置
重置场景所有物体，使整个场景模型恢复到初始状态。
（27）返回
至少能够返回到项目信息说明界面，达到实操和理论相结合。
（28）任务提示框
智能显示任务提示信息，指导用户进行操作。
（29）消息提示
在对应的实训操作过程中，消息提示框有相应提示。
（30）指令解析
至少能够解析不同品牌机器人的程序指令，并通过机器人示教器运行程序。
（31）编程修改
通过修改机器人程序文本，更新机器人程序数据，结果体现在机器人的运行过程中。
（32）两条完整的智能生产线
工业机器人智能制造生产车间：至少包含数控车床、数控加工中心、工业机器人、外部轴地轨滑轨、料仓等，并且根据程序指令配合运行，实现和实际一样的实训效果；
工业机器人智能制造生产线：至少包含数控车床、数控加工中心、传送带、工业机器人、料仓等，并且根据程序指令配合运行，实现和实际一样的实训效果。
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