摘 要

如今，各行各业智能化程度越来越高，许多企业为了获得更多的经济效益，大量引入工业机器人设备进行高效且高质量的生产。原来的设备管理方式已经不适用，必须要采用与自动化生产水平相适应的设备管理系统进行管理。因此，本文通过从企业管理工业机器人设备的实际需求出发，采用信息化手段对机器人设备进行管理，设计了一套工业机器人设备管理系统以解决信息传递不及时、人工记载失误的问题。

本文所设计的工业机器人设备管理系统，共有六个模块，分别是：生产计划管理模块、生产线管理模块、工业机器人管理模块、机器人维修管理模块、机器人使用管理模块、用户管理模块。可以实现对用户基本信息、生产线信息、工业机器人信息的管理，对生产线、机器人设备进行预约使用和维修管理，用户还能根据生产计划合理安排工业机器人进行生产活动。通过这些模块的配合使用，可以提高企业运行和生产的效率，增强企业管理人员和设备的合理性，促进企业的现代化和信息化进程。

本文是以Myeclipse为开发平台，MySQL为后台数据库，Java为编程语言而设计的基于B/S模式的关于工业机器人设备管理服务的Web系统。该系统具备支持互联网应用、节省人工管理成本、实时性和有效性强、扩展性好等特点。

关键词：工业机器人，设备管理，B/S模式，Web系统

abstract

Nowadays, all walks of life are becoming more and more intelligent. In order to obtain more economic benefits, many enterprises introduce a large number of industrial robot equipment for efficient and high-quality production. The original equipment management mode is no longer applicable, must be used to adapt to the level of automated production equipment management system for management. Therefore, based on the actual requirements of enterprise management of industrial robot equipment, this paper adopts information-based means to manage the robot equipment, and designs a set of industrial robot equipment management system to solve the problems of delayed information transmission and incorrect manual recording.

The industrial robot equipment management system designed in this paper has six modules: production plan management module, production line management module, industrial robot management module, robot maintenance management module, robot use management module, and user management module.It can realize the management of basic user information, production line information and industrial robot information, make appointments for the use and maintenance management of production line and robot equipment, and reasonably arrange the production activities of industrial robots according to the production plan.Through the cooperation and use of these modules, the efficiency of enterprise operation and production can be improved, the rationality of enterprise management personnel and equipment can be enhanced, and the modernization and informatization process of enterprises can be promoted.

This paper is based on Myeclipse as the development platform, MySQL as the background database, Java for the programming language design based on B/S mode of industrial robot equipment management services Web system.The system has the characteristics of supporting Internet application, saving labor management cost, strong timeliness and effectiveness, and good expansibility.

Key words: industrial robot,equipment management,B/S mode,Web system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 主要研究内容及章节安排 3

第2章 系统需求分析及相关技术理论 5

2.1 用户角色需求分析 5

2.2 工业机器人设备管理系统的需求分析 5

2.2.1 生产计划管理需求分析 6

2.2.2 工业机器人生产线管理需求分析 6

2.2.3 工业机器人设备管理需求分析 7

2.2.4 工业机器人设备维修管理需求分析 8

2.2.5 工业机器人设备使用管理需求分析 9

2.2.6 用户管理需求分析 10

2.3 系统设计所需技术及软件 11

2.3.1 系统设计所需技术 11

2.3.2 系统设计所需软件 15

2.4 本章小结 16

第3章 工业机器人设备管理系统的设计与实现 17

3.1 系统设计原则 17

3.2 系统总体设计 17

3.2 系统工作流程设计 18

3.4 数据库设计 20

3.5 Web系统搭建 25

3.6 系统的功能实现 25

3.6.1 用户管理模块实现 25

3.6.2 生产计划管理模块实现 27

3.6.3 工业机器人生产线管理模块实现 28

3.6.4 工业机器人设备管理模块实现 29

3.6.5 工业机器人设备维修管理模块实现 31

3.6.6 工业机器人设备使用管理模块实现 32

3.7 系统的功能测试 33

3.7.1 用户管理功能测试 33

3.7.2 生产计划管理功能测试 34

3.7.3 工业机器人生产线管理功能测试 34

3.7.4 工业机器人设备管理功能测试 35

3.7.5 工业机器人设备维修管理功能测试 35

3.7.6 工业机器人设备使用管理功能测试 36

3.8 本章小结 36

第4章 总结与展望 37

4.1 总结 37

4.2 展望 37

参考文献 39

致谢 40

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

如今社会发展迅速，经济蓬勃增长，市场竞争越发剧烈，很多企业为了生存和扩大发展，要不断进行企业技术革新，提高企业自动化生产程度，研发出适合市场需求的产品^[1]。与此同时，企业生产管理水平也不能落后，只有这样才能在市场经济中占领一席之地。

过去所采取的传统人工手动管理模式，不仅仅对设备信息的采集及反馈速度慢，而且人员不经意间的书写笔误现象常常发生，导致数据错误情况严重。由于信息反馈不及时，容易导致设备管理过程中各个环节相互分离脱节，对各种指标的分析不准确，计划生产与实际生产相差太大，影响了设备管理水平的提高。不少企业的生产柔性差，难以根据需求适应不断变化的市场，人员管理和生产管理中有许多数据信息需要处理，查询并获取实时性的数据存在困难，这样大大降低了产品的生产效率。

许多制造业为了提高生产效率和质量标准，开始引进工业机器人进行大批量的生产。相对于人工作业与生产，工业机器人对劳动环境，劳动强度的要求较低，劳动时间成本较低，高精度的工作也能提高产品的质量。相应的，传统的人员管理模式及设备管理系统已经无法适应这个快速高效的时代，智能车间已成为现代车间信息化发展的新阶段。因此对车间的设备管理成为了现代企业不可或缺的管理内容之一，对工业机器人设备管理服务系统的开发是亟待解决的重要问题，这也是智能车间发展和信息化管理的必行趋势。

建立智能车间工业机器人设备管理服务系统，可以使车间管理人员便捷快速了解并且查阅到车间工业机器人的设备信息、数量、位置等属性，然后合理分析工业机器人的生产任务来安排生产计划，对于损坏或达不到生产要求质量的机器人设备还能进行维修管理，系统还能自动记录设备的历史生产作业信息以避免人员手动记录的统计错误。

通过本系统可以实现车间工业机器人设备的智能化和信息化管理，简化企业管理中不必要或者效率低下的流程，精简了企业管理人员的数量，提高管理人员的业务能力和管理素质，同时也降低了企业运营的成本。使用先进管理系统和工具进行智能车间管理，是信息化时代实现提高车间生产效率的重要技术手段之一，也符合“工业4.0时代”的发展潮流^[2]。

1.2 国内外研究现状

社会不断地发展进步，生产力得到不断提高，生产设备的现代化程度极大地影响了生产效率和生产质量，人力在很大程度上已经被机械设备所取代，因此，工业机器人成为智能工厂进行高效且精确生产的不可替代的生产设备^[3]。在生产活动中，对投入到生产的工业机器人进行管理，如根据市场需要新入引进更高级的智能工业机器人，对老旧机器人设备的报废，在使用过程中对机器人设备的维修保养，改造及升级，需要对这些过程进行记录并管理。从人工记录并保存设备信息开始，信息也成为无形的资产，可是随着设备规模的增大，生产工艺的复杂，人工管理存在着反馈不及时、主观因素等缺陷，必须结合管理学、计算机科学等采取信息化手段进行管理，开发设计设备和生产线的软件管理系统^[4]。

1.2.1 国外研究现状

国外企业很重视经济效益最大化，因而具备高效率、高收益的工业机器人而被投入到生产实践中^[5]。正是随着工业机器人设备的应用数量不断增加，设备老旧、故障、维修管理也变得复杂，只能车间工业机器人设备管理服务系统的有效实施正好实现这一目标，所以国外企业对设备管理系统的开发和利用起步比国内早，并且已经领先进入了成熟先进的水平。

目前国外比较典型的设备管理系统包括美国MAXIMO公司所研发的MAXIMO设备管理软件、英国Engica公司的Q4生产管理系统、Datastream公司的MP2设备维修管理系统、加拿大的Senergy系统^[6]。MAXIMO系统主要是对设备维护管理等相关功能展开的，例如对设备故障进行有效检测，以设备运行历史及台账为基础，按照计划检修、缺陷处理、预防性维修、定期预测维修等几种可能模式对设备进行维修管理，这样就提高维修效率，从而降低总体维护成本。Q4生产管理系统是英国Engica公司研发的，由于计算机和信息技术水平的限制，当时计算机采用系统是DOS版本，随着科学技术的发展，Q4系统也是不断完善和发展，目前该系统采用的是windows操作系统，具有比较高的兼容性^[7]。该系统主要实现两方面的功能，一是物资管理，主要是指对设备的备件管理，而是策划维修管理，主要是指公司生产活动策划相关的管理，这样就能将备件管理和策划生产管理有机结合起来，实现系统化整体性管理。Datastream公司的MP2设备维修管理系统在计算机技术方面采用了先进思想和技术，实现了涵盖范围相当广的功能模块，能够很大程度上提高系统的效率，解决硬件空间问题，因此被誉为是“世界领先的检修解决方案”。

有上述内容可知，国外工业机器人设备管理软件发展已经较为完备，但是我国也无法盲目简单引进外国的企业管理软件，主要原因是我国制造业的发展程度和国外参差不齐，设备和生产线水平、管理制度、人员安排等和国外企业大相径庭，国内的企业管理需求和国外不同，无法使引进的软件发挥效用，而且引进国外管理软件，会增加企业成本开销，因此，开发符合国内企业的工业机器人设备管理软件成为一大挑战。

1.2.2 国内研究现状

在我国，工业化程度起步晚，设备管理信息化程度也相对落后，但是随着我国通信信息行业的发展和改革开放的春风吹拂祖国大地，国内一大批软件开发商也开始了对设备管理系统的研究开发^[8]。

我国设备管理系统的起步阶段是从上世纪80年代到90年代初期，计算机软件系统开始萌芽，被应用到设备管理之中，主要是被运用到对设备维修的计划方案进行制定和实施，还有对设备台账的管理。之后受到国际先进思想的感染，还从国外的引进先进科学的设备管理系统，逐步实现了设备的预防性维修管理。

后来，从1993年开始的第二阶段，由于大环境的影响，经济形势波动较大，企业管理也不稳定，设备管理系统设计开发工作也收到一定的冲击，系统和实际需求脱离甚远，开发软件不能满足设备管理需求。同时，由于从国外引进的设备管理系统和管理技术和国内企业运行模式不符合，导致软件系统效率低下，而且用户体验感差。所以这一阶段的各种软件设备不符合现实的需求情况，对以后设备管理系统的设计具有很大的挑战。

在第三阶段，是从21世纪初开始，各企业尝试实施ERP-企业资源计划，其中也包含着设备管理系统的相关内容。其中面向国有企业的设备管理系统软件，主要是结合我国企业管理的具体实际情况自主研制开发的系统，主要是对设备寿命期内的综合维修管理，对设备技术进行分析，并且对设备的技术数据和设备经济综合处理，实现对设备经济分析管理。另外，面向外资企业和合资企业的设备管理系统，是根据国外的设备管理工作及其企业管理模式而开发的，主要实现对设备的预防维修管理。

1.3 主要研究内容及章节安排

本文将通过分析智能车间工业机器人的工作流程及需要记录管理的设备信息设计一套基于B/S构架的轻量级Web系统，计划以Myeclipse为程序开发平台，以MySQL为数据库开发平台。本文共五章，具体安排如下：

第1章，绪论部分。首先对工业机器人设备管理系统的研究背景、目的及意义进行简要描述，然后分别分析了国内和国外关于设备管理服务系统的研究现状，最后是对主要研究内容的概要和文章的章节安排。

第2章，设备管理系统设计原理及技术分析。首先对工业机器人设备管理服务系统的需求分析以及原理进行了说明，然后对设计该系统所需要的B/S模式，MVC架构，SSH框架等所需技术做了介绍，对开发该系统的相关软件也做了阐述。

第3章，工业机器人设备管理系统的设计与实现。首先是提供了工业机器人设备管理系统的总体设计方案，然后是对数据库表字段的相关设计的详细介绍，接着描述了Web系统的搭建过程，最后展示了系统各个模块的实现过程以及测试效果，并且对所呈现的效果进行结果分析。

第4章，总结与展望。先对毕业设计简要做结论，归纳回顾搭建系统的学习和设计过程，同时也有对未来系统改进方面的期许和想法。

第2章 系统需求分析及相关技术理论

2.1 用户角色需求分析

工业机器人设备管理系统的用户角色分为两类：管理员和普通员工。管理员一般为企业上层领导人员，统筹安排公司的生产任务计划工作，对生产线信息、工业机器人生产设备的使用和维修信息、产线预约记录、设备报修历史记录、全体员工的用户信息都有使用权限，可以对这些信息数据进行增删改查的操作。普通员工的权限会有所减少，对生产计划信息只能查询，无法更改，可以对生产线进行预约，对设备进行报修，只能对个人信息进行查询和修改。下表2.1简单地显示了用户权限的相关信息。

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