摘 要

随着工业4.0的到来，工业机器人在工业领域扮演着不可或缺的角色。对于工业机器人制造能力的研究是尤为必要的，本文对工业机器人制造能力做了简单的评估。

依据工业机器人加工特点和对工业机器人制造能力数据的观测，本文从时间、质量、成本、能耗、废物排放等5个方面，构建指标体系，对工业机器人的制造能力进行评估。通过比较各评估方案，最终选用层次分析法和灰色关联分析法进行评估。在对指标进行评估之前还对原始指标数据进行一致化和无量纲化的处理。接着介绍了评估系统的设计与实现，进行了需求分析，介绍了开发环境，框架，使用的语言等。最后展示了所设计的评估系统，并对整个系统进行总结，提出了一些改进的建议。

关键词：工业机器人、制造能力、评估指标、层次分析法

Abstract

With the advent of industry 4.0, industrial robots play an indispensable role in the industrial sector. It is necessary to study the manufacturing capability of industrial robots. This paper makes a simple evaluation of the manufacturing capability of industrial robots.

Based on the characteristics of industrial robots and the observation of industrial robot manufacturing capacity data, this paper constructs the index system from the aspects of time, quality, cost, energy consumption and waste discharge to evaluate the manufacturing capability of industrial robots. By comparing the evaluation programs, the final selection of AHP and gray relational analysis to assess. The original index data is also consistent and dimensionally processed before the indicators are evaluated. Then introduced the design and implementation of the evaluation system, carried out the demand analysis, introduced the development environment, framework, the use of language. Finally, show the design of the evaluation system, summary the entire system, describes some of the improvements.

Key words：Industrial robots, manufacturing capacity, evaluation index, Analytic Hierarchy Process

目录

第1章 绪论 1

1.1研究的目的及意义 1

1.2国内外工业器人制造能力评估研究现状 1

1.3预期目标及章节安排 2

第2章 工业机器人制造能力指标和评估方法 4

2.1工业机器人制造能力评估指标体系 4

2.1.1指标体系选定原则 4

2.1.2指标体系综述 5

2.2评价指标预处理 6

2.2.1评价指标的一致化 6

2.2.2评价指标的无量纲化 7

2.2.3评估指标权重系数的确定 8

2.3评估方法 8

2.3.1层次分析法 8

2.3.2灰色关联度评价法 12

第3章 工业机器人制造能力评估系统设计与实现 14

3.1系统开发环境 14

3.2系统设计 14

3.2.1系统需求分析 14

3.2.2设计方案 14

3.3系统框架设计 15

3.3.1表示层的设计 16

3.3.2业务逻辑层的设计 16

3.3.3数据持久层的设计 16

3.4系统数据库设计 17

3.4.1数据库设计原则 17

3.4.2数据库表设计 17

3.5系统模块设计 18

3.5.1系统数据采集模块 18

3.5.2系统数据分析模块 18

3.6系统的实现 19

3.6.1评估结果显示 19

3.6.2设备信息查看 23

第4章 总结与展望 24

4.1总结 24

4.2展望 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1研究的目的及意义

随着工业4.0的推进，我国制造业必将大有发展。相较于人力，机器人在诸多方面有着不可替代的优点。工业领域，机械化生产早已见怪不怪，甚至于在物流行业都有着专门的小型机器人分拣快递。工业机器人便是工业领域不可或缺的重要角色，简单来说工业机器人就是一种多关节或多自由度的智能设备。我国在工业机器人这个领域起步比较晚，相关的技术很是匮乏。在工业机器人制造能力评估这个领域就近似于空^[1]。

我国是一个工业制造大国，对于工业机器人的需求是极大的。自十一五以来中国工业机器人市场年需求增长约30%，装机总量位居世界前列。同时，中国的机器人技术攻关，有了长足的进步。例如：喷涂机器人和搬运机器人，已掌握机器人操作机构设计技术。2016年，中国机器人的产销同比增长34.3%，这间接的说明了，国际市场对于中国的工业机器人的认可。为技术增长而自豪的同时，我们也应当认识到自己的不足：起步晚，核心技术的匮乏，专业精英人才少等。这里就体现了本文研究的价值了。

本文是做关于工业机器人制造能力评估系统的研究，它填补了我国在工业机器人评估这块的一个空缺。工业机器人制造能力的研究，如果单从实际中观测，那样的时间成本，人力成本过于昂贵。所以做这样的一个评估系统显得尤为重要。在不影响工业机器人生产的同时，统计它的运行数据、生产数据、成本数据等类似的与制造能力相关的数据，然后根据这些数据做数学的统计分析，便可初步的估测制造能力。一个好的评估系统，可以帮助企业了解工业机器人的制造能力，这是一个直观的数据。同时，也可以直观的了解机器人的短板，机器人生产厂商也找到了对其产品进行升级的方向，技术人员也找到了技术攻关的重点。

在工业4.0的大环境下，中国制造业迅猛发展，工业机器人是重中之重。完成技术攻坚，需要有突破方向，销量的提升依赖于可靠的质量，成熟的技术。所以，对于工业机器人制造能力评估系统的研究是一件未雨绸缪，事半功倍的举措。对于“中国制造2025”战略的推进有着重大的意义。

1.2国内外工业器人制造能力评估研究现状

工业机器人的提出最早可追溯到1938年Meccano杂志的报道：由GriffithP.Taylor设计，通过电机驱动5个轴。随着时代的更迭，工业机器人早已不再是笨重非智能的简单器械。电子传感器和光纤传感器的发展，使得工业机器人更加智能，它可以通过人工智能编程进行操作，也可以实现红外传感等远程操控。提高了可操作性，增强了人机交互的友好性，保障了操作人员的安全等。