計量檢測“無人化”，未來工廠來了！
日前，514所開發(fā)出基于機器人技術的“無人值守”數(shù)字表全自動測試平臺。該平臺融合移動感知、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，打造自動化、網(wǎng)絡化、智能化的計量校準系統(tǒng)。
平臺作用:本測試平臺主要解決市面上常見的數(shù)字多用表(6位半及6位半以下)、手持式數(shù)字萬用表的“無人化”智能測試技術難題，采用機器人完成常規(guī)機械操作，通過PLC(可編程邏輯控制器)控制、機器視覺、自動測試、數(shù)據(jù)處理等技術手段實現(xiàn)計量智能化水平提升，確保測試效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。
平臺通過分布式網(wǎng)絡傳輸，以網(wǎng)絡互聯(lián)為支撐，通過智能裝備、智能物流的集成應用，結合自動測試系統(tǒng)，終實現(xiàn)計量校準設備智能化、數(shù)據(jù)傳輸智能化、數(shù)據(jù)分析智能化和數(shù)據(jù)應用智能化；數(shù)據(jù)集成存儲，打破計量信息孤島，提高檢測的準確性與客觀性。標準化管理還有利于提高管理能力和進度，提升行業(yè)發(fā)展質(zhì)量。
基本原理:在人和物理系統(tǒng)之間增加了信息系統(tǒng)(Cyber system)，人的部分感知、 分析、 決策功能向信息系統(tǒng)復制遷移，人進而可以通過信息系統(tǒng)來控制物理系統(tǒng)，以代替人類完成更多的體力勞動。
平臺構成:整個平臺分為3個部分：手持式數(shù)字萬用表測試工作臺、數(shù)字多用表測試工作臺、智能倉儲系統(tǒng)，具體如下圖所示：
1手持式數(shù)字萬用表測試工作臺
本測試工作臺以手持式數(shù)字萬用表全自動測試作為建設目標，可完成直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電流、直流電阻“五功能”全自動測試，目前已解決福祿克公司生產(chǎn)的115C、117C、15B、15B+、17B、17B+、18B、18B+、287C、289C等10余款型號的數(shù)字萬用表的全自動檢測難題。該測試工作臺后期支持擴展，可根據(jù)客戶需求定制。
2數(shù)字多用表測試工作臺
本測試工作臺以數(shù)字多用表(6位半及6位半以下)全自動測試作為建設目標，可完成直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電流、直流電阻“五功能”全自動測試，目前已解決是德公司生產(chǎn)的34401A、34461A、34410A、34411A、34970A等10余款型號數(shù)字多用表的全自動檢測難題。該測試工作臺后期支持擴展，可根據(jù)客戶需求定制。
3智能倉儲系統(tǒng)
首先，由人工負責將被測儀器放置在上料區(qū)，智能倉儲系統(tǒng)自動識別后，由機械臂將被測儀器取出放置在AGV(自動導引運輸車)，AGV運送到位置.其次，由機械臂抓取并運送到數(shù)字多用表測試工作臺(或手持式數(shù)字萬用表測試工作臺)進行校準；
后，測試完成后，系統(tǒng)通知機械臂取走并放回至AGV，由其返回智能貨架區(qū)域，由機械臂取回放置在下料區(qū)，同時通知人工儀器測試已完成。
產(chǎn)品優(yōu)勢:基于機器人技術的全自動“無人值守”測試平臺，綜合應用機器視覺識別技術、定位測量功能、機器臂控制、智能倉儲以及綜合網(wǎng)絡互聯(lián)互通，實現(xiàn)機械設計與加工、機電一體化、運動控制、機器視覺和PLC編程諸多跨行業(yè)技術集成，重點通過機器臂運動控制和機器視覺的應用為未來更多計量參數(shù)實現(xiàn)“機器換人”進行前瞻研究應用。
應用領域:通過該平臺的開發(fā)，可為航空、航天、船舶、電子及其他裝備制造等領域產(chǎn)線實現(xiàn)智能化升級改造，進一步提高產(chǎn)品可靠性。
后續(xù)配套升級服務
1計量數(shù)據(jù)存儲服務
為滿足“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的計量業(yè)務轉(zhuǎn)型的需求，提供計量校準數(shù)據(jù)存儲服務，需要開發(fā)建立一臺中心數(shù)據(jù)服務器，以Web服務的模式提供計量校準數(shù)據(jù)存儲、查詢與比對服務，服務器將采用Ruby on Rails開源Web開發(fā)框架，數(shù)據(jù)庫采用開源的NoSQL文檔數(shù)據(jù)庫MongoDB，用于保存半結構化的實驗數(shù)據(jù)、證書文檔等數(shù)據(jù)類型信息，另外還將研究數(shù)據(jù)挖掘與查詢技術，以及數(shù)據(jù)可視化技術。
2基于非結構化大數(shù)據(jù)分析
開展基于非結構化的計量校準證書等信息的大數(shù)據(jù)分析，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗和整合、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)預處理、離線運算、實時查詢等研究工作。一般計量數(shù)據(jù)處理的具體流程如下圖所示：
數(shù)據(jù)采集：將計量管理系統(tǒng)中的證書報告等非結構化數(shù)據(jù)導出，加入用于大數(shù)據(jù)標識的特征值，如id、類型等。
數(shù)據(jù)清洗和整合：將計量大數(shù)據(jù)采集的結果進行初始處理，去除格式、樣式等非直接關聯(lián)信息，抽取其中的價值文本數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)存儲：搭建大數(shù)據(jù)倉庫，將經(jīng)過清洗的計量大數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)倉庫中。
數(shù)據(jù)處理：對數(shù)據(jù)的處理方式，主要分為離線運算、實時查詢兩種。離線運算指每天定時處理，可以把數(shù)據(jù)計算成各種KPI；實時查詢指根據(jù)用戶需要，實時讀取相關數(shù)據(jù)。
輸出結果或展示：將離線運算的結果以可視化的形式展現(xiàn)出來，或者將用戶查詢的結果以圖表等形式進行輸出。
3計量自動程序庫包服務
通過NIMP庫包技術，實現(xiàn)軟件的安裝和更新，如下圖所示為軟件部署示意圖。軟件部署功能包括同組多個設備進行一次性軟件部署、實現(xiàn)組件級軟件更新、僅安裝有依賴關系的軟件和軟件版本的自定義安裝與切換(升級/降級)。通過軟件部署，改進軟件兼容配置，提升程序更新速度。
